Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Агромелиоративное обоснование страхового орошения склоновых земель в Центральной Нечерноземной зоне РФ

ВАК РФ 03.02.13, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Агромелиоративное обоснование страхового орошения склоновых земель в Центральной Нечерноземной зоне РФ"

004617869

На правах рукописи

Климахина Марина Владимировна

АГРОМЕЛИОРАТИВНОЕ ОБОСНОВАНИЕ СТРАХОВОГО ОРОШЕНИЯ СКЛОНОВЫХ ЗЕМЕЛЬ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЕ РФ

Специальность: 03.02.13 - почвоведение

06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 2 ДЕН 2010

Москва 2010

004617869

Работа выполнена на кафедре мелиорации и геодезии ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева

Научный руководитель: академик РАСХН, профессор, доктор

сельскохозяйственных наук Дубенок Николай Николаевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Савич Виталий Игоревич

Ведущая организация: Почвенный институт имени В.В.Докучаева.

Защита диссертации состоится 20 декабря 2010 г в 14 часов 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 220.043.02 при Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К.А.Тимирязева.

Адрес: 127550, г. Москва, Тимирязевская ул., 49. Ученый совет

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ РГАУ - МСХА имени

К.А.Тимирязева

Автореферат диссертации разослан «19» ноября 2010 г. и размещен на сайте университета www.timacad.ru

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Шуравилин Анатолий Васильевич

РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева.

кандидат биологических наук

Шнее Т.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Для решения задачи стабильного производства высококачественных продуктов питания необходимо не только использование новейших технологий в сельском хозяйстве, но и адаптация сельскохозяйственного производства к изменившимся природным условиям, оценка современного состояния земельных ресурсов и применяемых технологий с экологических позиций и природных условий их формирования.

Неустойчивый режим увлажнения в Нечерноземной зоне отмечен с начала 90-х годов прошлого века, что неблагоприятно сказывается на развитии сельскохозяйственных культур в период вегетации. Теплый период года становится более продолжительным и жарким, в результате увеличивается суммарное испарение, а сумма осадков в теплый период остается неизменной или уменьшается. Опасным становится рост вероятности низких урожаев в результате увеличения частоты и повторяемости засушливых периодов в этой зоне. Снижение урожайности и валовых сборов зерна в засушливые годы достигает 40 % и более по сравнению с благоприятными годами по увлажнению.

По данным Госучета в Нечерноземной зоне РФ на 01.01.2007 г. 12.6 млн.га сельхозугодий расположено на склоновых землях.

Смягчение отрицательных последствий роста засушливости климата и улучшение водного режима почв Нечерноземной зоны РФ можно осуществить за счет мобильных систем орошения.

Цель и задачи исследований. Цель исследования - обоснование необходимости применения страхового орошения в Центральном районе Нечерноземной зоны РФ для получения оптимальных урожаев сельскохозяйственных культур и оценка его влияния на агроэкологические показатели дерново-подзолистых почв склоновых земель.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

1. Выявить изменения параметров плодородия эродированной дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы под действием природных факторов.

2. Разработать прогнозную модель сезонного изменения плотности почв склоновых земель.

3. Обосновать необходимость применения страхового орошения склоновых земель для изменившихся климатических условий Нечерноземной зоны РФ.

4. Оценить влияние изменения климата на агроэкологические показатели дерново-подзолистых среднесуглинистых почв.

5. Оценить влияние страхового орошения в условиях изменения климата на агроэкологические показатели дерново-подзолистых среднесуглинистых

почв.

Научная новизна. Изучены водно-физические свойства дерново-подзолистых почв и их изменения в пространстве и во времени: плотность, водопроницаемость, структура, количество водопрочных агрегатов. ' Усовершенствована прогнозная модель для расчета сезонного изменения плотности почв сельскохозяйственных земель в течение календарного года с учетом рельефа.

Определены размеры оросительных норм для обеспечения благоприятного процесса почвообразования и микробиологической деятельности в почвах Нечерноземной зоны РФ на основе оптимальных значений гидротермического коэффициента.

Выявлена тенденция и периоды образования дефицитов влаги в почвах за вегетацию в Нечерноземной зоне РФ. Обоснована необходимость применения страхового орошения в Центральной Нечерноземной зоны РФ в условиях изменения климата для получения гарантированных урожаев сельскохозяйственных культур.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту.

- закономерности влияние изменения климатических условий на агроэко-логическое состояние дерново-подзолистых почв склоновых земель: плотности и связанных с ней водно-физических свойств;

- прогнозная модель сезонного изменения плотности дерново-подзолистых почв склоновых земель в условиях ЦНЗ РФ;

- обоснование необходимости применения страхового орошения в условиях потепления климата в зоне неустойчивого увлажнения.

Практическая ценность. Результаты исследований позволяют:

- принимать научно-обоснованные решения при оценке необходимости использования орошения в Центральной Нечерноземной зоне РФ;

- получать оптимальные урожаи за счет применения страхового орошения склоновых земель в Центральной Нечерноземной зоне РФ;

- осуществлять прогноз изменения плотности дерново-подзолистых почв склоновых земель, как на фоне страхового орошения, так и без него с учетом климатических условий и рельефа местности;

- выбирать оптимальные режимы орошения склоновых земель для создания оптимальных агроэкологических показателей эродированных дерново-подзолистых почв.

Апробация. Основные положения и результаты докладывались и обсуждались на научных конференциях в РГАУ - МСХА им. К.А.Тимирязева в 2006, 2010 гг. Материалы работы используются при проведении курсового проектирования со студентами РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева по специальностям «Агрономия», «Агрохимия и почвоведение», а также при написании УМК дисциплины «Землеустройство». По теме работы опубликовано 6 работ и получен 1 патент на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, 6 глав, выводов, списка используемой литературы, включающего 244 наименований, в том числе 21 источник иностранных авторов. Материалы диссертации изложены на 155 страницах машинописного текста, содержит 33 таблицы, 25 рисунков и 6 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ГЛАВА 1. Особенности орошения сельскохозяйственных культур на склоновых землях.

1.1. Влияние орошения на почвенный покров склоновых земель

Важное значение для получения высоких урожаев сельскохозяйственных "ультур имеет создание оптимального водного, воздушного, теплового и питательного режимов таких почв. Потребность во влаге сельскохозяйственных культур для формирования урожая в Нечерноземной зоне составляет от 440 до 560 мм за сезон, что может быть обеспечено только дополнительным увлажнением. Количество атмосферных осадков в этот период чаще всего значительно меньше и составляет с мая по сентябрь от 223 до 452 мм.

Продолжительность засух колеблется в зависимости от зоны от нескольких дней до 3-4 месяцев (лесная зона - средняя за год - 15 дней, наибольшая за сезон - 38-52 дня).

Страховое орошение - периодическое увлажнение активного слоя почвы с целью покрытия дефицитов влаги при отсутствии атмосферных осадков и/или их неравномерном распределении в период вегетации сельскохозяйственных культур, направленное на получение необходимого минимума сельскохозяйственной продукции в неблагоприятные по погодным условиям периоды вегета* ции без отрицательного влияния на плодородие почв и окружающую среду. А в связи с увеличением засушливости климата в Нечерноземной зоне - создание благоприятного водного режима почв, являющегося «страховкой» от полной потери урожаев сельскохозяйственных культур в периоды роста и развития растений при неблагоприятных климатических условиях.

1.2. Водная эрозия склоновых земель. Противоэрозионные мероприятия и приемы.

Территория Центрального района Нечерноземной зоны расположена в центральной части Среднерусской возвышенности, разнообразна по рельефу, климатическим и гидрогеологическим условиям. В районе заметно выражены эрозионные процессы, 3,5 млн.га земель эродированы, из них 2,5 млн.га пашни.

Поверхностный (склоновый) сток является ведущим фактором, вызывающим эрозию. Интенсивность его определяется естественными и антропогенными факторами. Из естественных факторов необходимо отметить: климат, почвенный покров и его гидрологические свойства, геологическое строение, растительный покров, рельеф, величину площади водосбора.

Заметное влияние на снижение интенсивности эрозионных процессов оказывает технология возделывания сельскохозяйственных культур. Для предотвращения водной эрозии широко применяются различные способы и технические средства. Наиболее широко применяемым способом является почвозащитная обработка. Основные способы обработки направлены на увеличение пористости и влагоемкости почвы, чтобы задержать осадки на месте.

ГЛАВА 2. Цель, задачи, условия, схема опыта и методика проведения исследований

Условия, схема опыта и методика проведения исследований

Экспериментальные данные получены в 2001-2003 г.г. на стационарном полевом опыте М-01-18-ОП, заложенном в 1980 г. на Конаковском поле учебно-опытного хозяйства МСХА «Михайловское» в Подольском районе Московской области. На поле развернут во времени пятипольный севооборот: 1) овес; 2) ячмень с подсевом многолетних трав; 3) многолетние травы первого года пользования; 4) многолетние травы второго года пользования; 5) озимая пшеница. Размещение вариантов выполнено методом организованных повторений. Опытные участки располагались на склонах крутизной 8 и 4°, южной экспозиции, подверженных водной эрозии.

Почвенный покров участка представлен сочетанием дерново-слабо-и средне подзолистых почв с преобладанием первых на морене. Гранулометрический состав от легко -до тяжелосуглинистого, с преобладанием легко- и средне-суглинистого.

По степени смытости - от сильносмытых до намытых. Однако преобладают, в основном среднесмытые.

Склоновый сток Обработки почвы Крутизна

Талый сток Вспашка (контроль) на 20-22 см поперек склона 8°

Вспашка+щелевание на 40-50 см, щели через 7 м

Плоскорезная +щелевание на 18-20 см

Плоскорезная +чизелевание на 38-40 см

Поверхностная +щелевание на 6-8 см (через 3-4 м)

Поверхностная

Талый сток Вспашка (контроль) на 20-22 см поперек склона 4°

Вспашка+щелевание на 40-50 см, щели через 7 м

Плоскорезная +щелевание на 18-20 см

Плоскорезная +чизелевание на 38-40 см

Поверхностная +щелевание на 6-8 см (через 3-4 м)

Поверхностная

Методики проведения исследований. 1 .Водно-физические свойства почвы определялись по методикам A.A. Роде и H.A. Качинского. 2. Объем талого стока поверхностных вод - с помощью стоковых площадок. При этом учитывали расход воды и осуществляли отбор проб на мутность. 3. Определение водопроницаемости почвы - методом заливки площадок. 4. Плотность почвы определяли объёмно-весовым методом. Образцы отбирались по слоям 0-20, 2040 см. 5. Водопрочность агрегатов - по методу И.М. Бакшеева.

Статистическая обработка результатов исследований - методом дисперсионного анализа для многофакторных опытов (Доспехов Б.А.).

Постановка исследований на стоковых площадках. Основной метод изучения поверхностного стока воды и смыва почвы -комплексные полевые наблюдения на специально оборудованных стоковых площадках.

Географическое местоположение опытного участка, его рельеф. Местоположение территории опытного участка, на котором заложен опыт, по поч-венно-географическому районированию можно определить следующим образом: это таёжно-лесная зона, подзона южной тайги, средне-русская провинция, округ - Окско-Москворецкая равнина. Физико-географиеский район - Подоль-ско- Коломенское ополье - волнистая равнина, сложенная покровными суглинками, сильно распаханная, с небольшими массивами берёзовых лесов на дерново-подзолистых и серых лесных почвах.

Большая часть территории - склоны большой протяжённости и разной крутизны, поэтому имеются предпосылки для развития эрозионных процессов. Участок под стоковыми площадками, расположенными в верхней части склона, имеет уклон 0,14 (слабопокатый), в нижней части склона имеет уклон 0,07 (пологий).

Почвенный покров участка. Почвы центрального и южного районов Московской области относятся к Первому агропочвенному району с преобладанием тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почв, залегающих на морене. Дерново-подзолистые эродированные почвы входят в основном в качестве компонентов в состав сочетаний. В виде однородных крупных массивов они встречаются редко и формируются в основном в районах с расчлененным рельефом, наибольшее распространение имеют на территории, сложенной мощными покровными суглинками, подстилаемыми на глубине 1 м мореной, а также при чередовании этих пород.

Глава 3. Водно-физические свойства почв и их изменения под действием климатических факторов и водной эрозии

3.1. Почва и ее основные водно-физические свойства

К основным свойствам почв можно отнести: плотность, водопроницаемость, влажность почвы перед выпадением дождя, предельную полевую влаго-емкость, сцепление, угол естественного откоса, коэффициент структурности, механический состав, структуру и текстуру, трещиноватость, химические свойства и насыщенность различными катионами.

3.2. Изменение плотности и водопроницаемости почвы от воздействия климатических факторов и водной эрозии.

Анализ влияния разноглубинных почвозащитных обработок на влажность почвы показывает, что ни одна из применяемых систем не имела существенного преимущества. При этом влияние рельефа на гидрологический режим было неоднозначным: к концу вегетации влажность почвы склона 4° была ниже, чем тот же показатель при 8°.

Средние значения полученных данных за 2001-2003 приведены в таблице 1.

Анализируя данные таблицы 1, приходим к выводу, что увеличение плотности и уменьшение водопроницаемости почвы происходит с возрастанием крутизны склона. Наибольшей плотностью обладают почвы, расположенные на склоне крутизной 8°.

Таблица 1. Водно-физические свойства смытых дерново-подзолистых почв

за 2001-2003 гг. Слой 0-40 см.

Вариант обработки Плотность почвы, г/см3 Коэффициент структурности Количество водопрочных агрегатов,% Водопроницаемость, мм/мин

0-40 0-40 0-40 0-10

2001 | 2002 | 2003 2001 |2002 | 2003 2001 | 2002 | 2003 2001 | 2002 | 2003

Крутизна склона 4°

Вспашка 1,58 1,37 1,38 2,7 1,9 2,3 37,4 38,8 49,1 3,1 2,7 1,5

Вспашка + щелевание 1,56 1,36 1,37 2,8 2,1 2,5 36,6 38,9 41,2 2,7 2,5 1,5

Плоскорезная +щелевакие 1,56 1,37 1,37 2,9 1,6 2,6 32,9 43,1 43,2 2,2 2,7 1,4

Плоскорезная +чгоелевание 1,55 1,37 1,36 2,9 1,7 2,4 36,8 39,7 50,1 2,8 3,1 1,7

Поверхностная +щелевание 1,58 1,40 1,36 3,1 2,3 2,5 40,5 43,5 52,8 2,5 3,2 1,5

Поверхностная 1,55 1,40 1,37 3,2 2,3 2,7 47,0 46,9 50,0 2,3 2,9 1,7

Крутизна склона 8°

Вспашка 1,63 1,42 1,49 1,9 1,6 1,8 34,7 42,4 42,3 2,5 1,9 0,7

Вспашка + щелевание 1,58 1,42 1,48 2,2 1,5 1,9 33,8 40,9 43,8 2,3 2,2 1,0

Плоскорезная +щелеванне 1,59 1,43 1,45 2,1 1,4 2,2 41,0 42,7 42,8 1,9 2,7 1,0

Плоскорезная +чизелевание 1,60 1,43 1,45 2,1 1,8 2,0 43,8 45,1 49,6 2,4 2,7 1,1

Поверхностная +щелевание 1,59 1,40 1,45 2,6 1,8 2,1 41,2 43,3 46,1 2,0 3,0 1,2

Поверхностная 1,59 1,40 1,46 2,7 2,0 2,4 37,7 43,4 44,1 2,2 2,7 1,2

При сравнении данных исследований орошаемые склоновые земли имели меньшую плотность, чем почвы не орошаемые. Орошение компенсирует недостаток влаги в почве, поэтому на фоне потепления климата, орошение приводит к уменьшению плотности почвы, что видно из таблицы 2. Таблица 2. Максимальная плотность почвы в годы исследований без орошения

и при орошении в слое 0-40 см.

Склон Плотность максимальная без орошения, г/см3 Плотность максимальная с орошением, г/см3 (по данным Мацыгановой Е.В.)

2001 г. 2002 г. 2003 г. 2001 г. 2002 г. 2003 г.

4° 1,58 1,40 1,38 1,37 1,39 1,39

8» 1,63 1,42 1,49 1,39 1,40 1,41

Глава 4. Образование талого стока и его взаимосвязь с водно-физическими

свойствами почв

Весенние влагозапасы в значительной степени зависят от условий образования и характеристик талого стока в период снеготаяния.

Исследованиями, проведенными на стационарном опыте, установлено, что при таянии снега поверхностный сток формируется под влиянием внешних и внутренних факторов, находящихся в неразрывной связи. К внешним факторам можно отнести: уровень солнечной радиации, температуру воздуха, осадки, мощность снежного покрова. К внутренним - влажность почвы, глубину промерзания, водопроницаемость и оттаивание почвы.

Значительное влияние на глубину промерзания почвы оказывает ее влажность. С увеличение влажности почвы повышается ее теплоемкость, увеличиваются коэффициенты температуро -и теплопроводности. Поэтому для замерзания почвы на большие глубины требуются более низкие температуры воздуха. Соответственно при одинаковых отрицательных температурах воздуха более влажная почва промерзает на меньшую глубину, чем более сухая.

Изменчивость погодного режима, частые оттепели в течение зимних периодов 2000-2001 и 2001-2002 гг. определила высоту, плотность, продолжи-

тельность залегания снежного покрова и его водность. Указанные выше особенности зимних периодов обеспечили плавное разрушение и сход снежного покрова без формирования поверхностного стока талых вод. Начало зимнего периода 2002-2003 гг. характеризовалось значением отрицательных температур на 4,8°...5,4° ниже климатической нормы. Незначительная мощность снежного покрова в декабре и первой декаде января, а также низкая температура воздуха привели к значительному охлаждению и промерзанию почвы на глубину 76...78 см на склоне, что не характерно для данной зоны в течение последних 20 лет.

Таблица 3.Средние значения поверхностного стока (мм) и смыва почвы (т/га)

за 2001-2003 гг.

Варианты обработки Глубина Запасы Продол- Сток, мм Коэффи- Смыв

промер- воды в житель- циент почвы

зания снеге + ность стока т/га

почвы, см осадки, мм стока, дней

Крутизна склона- 4°

Вспашка (контроль) 25.0 89,7 3 7.3 0,13 0.05

Вспашка + щелевание 24,0 86,0 3 7,3 0,12 0,03

Плоскорезная + щелевание 25,0 92,9 3 7,7 0,14 0,05

Плоскорезная + чизелевание 26,0 90,0 3 7,3 0,13 0,03

Поверхностная + щелевание 25,0 87,1 3 7,4 0,12 0,03

Поверхностная 26,0 93,8 3 7,9 0,13 0,05

Крутизна склона - 8°

Вспашка (контроль) 24,0 97,6 6 15,9 0,19 0,13

Вспашха + щелевание 21,0 85,5 6 17,3 0,24 0,06

Плоскорезная + щелевание 24,0 94,6 6 17,1 0,23 0,06

Плоскорезная + чизелевание 24,0 88,9 6 20,2 0,23 0,08

Поверхностная + щелевание 24,0 88,7 6 19,7 0,25 0,16

Поверхностная 23,0 85,5 7 18,9 0,24 0,08

Поверхностный сток талых вод сформировался как на склоне крутизной 4°, так и на склоне крутизной 8°. Величина поверхностного стока талых вод на склоне крутизной 8° на всех вариантах противоэрозионной обработки была выше, чем на склоне крутизной 4°. В 2003 г наблюдался смыв почвы. Максимальный смыв почвы был также на склоне крутизной 8° на варианте обработки поверхностная + щелевание.

Глава 5. Прогнозная модель изменения плотности почв Потепление климата Нечерноземной зоны приводит к уплотнению пахотного горизонта почвы. Это происходит в силу следующих причин: увеличение температур зимних месяцев; неглубокое и недлительное промерзание почвы, или полное отсутствие промерзания; увеличение температур воздуха теплого периода; неравномерное распределение осадков в теплый период года.

Под влиянием выше перечисленных причин в почве развиваются сезонные процессы, приводящие к значительному увеличению плотности ее сложения. Сезонные изменения плотности почвы в многолетнем разрезе носят устойчивый характер, как для участков крутизной 4°, так и участков крутизной 8°. Выявлена тенденция увеличения уплотнения почвы на склоне большей крутизны, что подтверждается нашими исследованиями. Причинами увеличения плотности почвы на склоне большей крутизны, является малогумусность, и иссушение почвы в результате недостатка влаги.

Наиболее интенсивные изменения плотности почвы развиваются в верхних слоях до 0,5 м - в активном слое почвы.

Основным источником энергии, влияющей на физико-химические процессы, происходящие в активном слое почвы, является лучистая энергия Солнца, которая описывается уравнением радиационного баланса и сказывается на динамике теплового режима активного слоя.

По исследованиям А.Н.Кабанова изменение плотности активного слоя тесно связано с изменениями ее температуры. Температурный режим является основным интегральным показателем всех теплофизических процессов протекающих в почве, и описывается синусоидой.

Наибольшее уплотнение почвы наблюдается в вегетационный период и достигает максимума к концу вегетации, и уменьшение плотности - в холодные периоды года, достижение минимума весной к началу вегетации.

Для определения сезонных изменений плотности мелиорированных почв, Н.Н.Дубенком получена математическая зависимость, позволяющая вычислить плотность почвы на любой момент времени в течение календарного года в зависимости от максимального значения плотности почвы и порядкового номера суток от начала года.

По нашим исследованиям, а также по данным ряда авторов величина плотности активного слоя почвы при прочих равных условиях зависит от рельефа участка. Почвы, расположенные на более крутых склонах, уплотняются сильнее, что связано с усилением на них процессов разрушения и смыва слоя почвы. Поэтому целесообразно определять плотность почвы в течение календарного года с учетом крутизны склона по полученной нами математической зависимости:

Р = Ртах {0,964+ 0,036 sin [((2^1^)360)/ к]}, (1)

365

где к - коэффициент, учитывающий рельеф участка, k = etqa, е - основание натурального логарифма; а - крутизна склона,

Плотность почвы склоновых земель определена для теплого периода (март- октябрь) 2001-2003 года по разработанной нами математической зависимости (1), модели Н.Н.Дубенка и проведено сравнение, полученных результа-

тов с экспериментальными данными, на склонах крутизной 4° и 8°, на фоне вспашки, т.к. наибольшие плотности были получены именно при этом способе обработки почвы. По полученным данным были построены графические зависимости изменения плотности почвы для склонов 4°(рис. 1) и 8°(рис.2).

—♦—Полученная модель —Модель H.H. Дубенка Эксперимент

1 мар 1 апр 1 май 1 июн 1 июл 1 авг 1 сен 1 окт

даты

Рис.1. Изменение плотности активного слоя почвы для склона 4°. 2001г.

Анализ полученных, по нашей математической зависимости (1), кривых по всем годам исследований на склоне крутизной 4°и 8° и сравнение этих кривых с экспериментальными показал, что величины плотности почвы, полученные с учетом крутизны, оказались близкими по значениям к экспериментальным данным (расхождение составляет: на склоне крутизной 4° в среднем -2,62%, на склоне крутизной 8° - в среднем - 2,28%), а на отдельных участках совпадают с кривой экспериментальных данных.

1 мар 1 апр 1 май 1 июн 1 июл 1 авг 1 сен 1 otcr

дата

Рис.2. Изменение плотности активного слоя почвы для склона 8°. 2001г.

Таким образом, полученная нами зависимость (1) более точно описывает процесс сезонного изменения плотности почвы, поскольку учитывает рельеф местности.

Глава 6. Обоснование страхового орошения в Нечерноземной зоне

РФ.

Страховое орошение - периодическое увлажнение активного слоя почвы с целью покрытия дефицитов влаги при отсутствии атмосферных осадков или их неравномерном распределении в период вегетации сельскохозяйственных культур, направленное на получение необходимого минимума сельскохозяйственной продукции в неблагоприятные по погодным условиям периоды вегетации без отрицательного влияния на плодородие почв и окружающую среду. А в связи с увеличением засушливости климата в Нечерноземной зоне - создание благоприятного водного режима почв, являющегося «страховкой» от полной потери урожаев сельскохозяйственных культур в периоды роста и развития растений при неблагоприятных климатических условиях. Выбор расчетных лет

Для обоснования необходимости орошения, определены дефициты влаги в почве за период с апреля по октябрь, когда наблюдаются положительные среднесуточные температуры, и подобраны характерные годы по разности между суммой осадков и испарения. Расчет интегральной вероятности (обеспеченности) проведен по формуле, применяемой в гидрологии: р = 100х(т-0^ + о4)> (2)

где Р - % обеспеченности; п - число членов в ряду; т - порядковый номер членов статистического ряда, расположенного в убывающем порядке.

Обеспеченность - ежегодная вероятность превышения гидрологических характеристик (осадки, речной сток и т.д.) над средним значением.

Суммарное испарение за расчётный период определялось по формуле Н.Н.Иванова: Е = 0,0061 х(г + 25)2 х (1 - а), мм/сут (3)

где г - температура воздуха за сутки, в градусах С; а - влажность воздуха за сутки, в долях.

Избыток или недостаток влаги за расчётный период определялся по формуле Я = ^Ос -£е,мм (4)

где ]>] Ос - сумма осадков за расчётный период, мм; ^Е - суммарное испарение за расчётный период, мм.

По данным расчетов выбраны следующие характерные годы: годы исследований по метеоданным: 2001год - средний (Р=59,35%), 2002 год - сухой (Р=96,73%), и только 2003 год - средне влажным (Р= 26,64%), для сравнения выбран 1996 год - средне сухой (Р =73,36%).

Р,мм

Рис. 3. График обеспеченности влагой по разности осадков и испарения за 1988 - 2008 гт.

Обоснование страхового орошения по коэффициенту естественной увлажненности территории.

Рассмотрим необходимость страхового орошения в Нечерноземной зоне и в частности в Московской области по коэффициенту естественного увлажнения территории.

Для средне сухого 1996 года (Р =73,4%) и за годы проведения исследований 2001 (Р=59,35%), 2002 (Р =96,73%), 2003 (Р =26,64%) гг. рассчитан коэффициент естественного увлажнения территории по месяцам по формуле

Ос ,,ч а=—, (5) Е

Ос - сумма осадков за месяц, мм; Е - суммарное испарение за месяц, мм.

Данные на рисунке 4 позволяют оценить естественную увлажненность территории в годы проведения исследований.

Проведя анализ полученных графиков по выбранным годам можно сказать, что во все теплые месяцы коэффициент естественной увлажненности территории меньше 1, что говорит о недостатке влаги для нормального развития растений и необходимости в орошении.

шению осадков к суммарному испарению.

Обоснование страхового орошения по гидротермическому коэффициенту территории.

На процессы почвообразования влияют гидротермические условия. Гидротермический режим, характерный для каждой климатической зоны, является решающим фактором условий среды и почвообразовательных процессов. В качестве интегральной характеристики гидротермического режима используют так называемый гидротермический коэффициент (Л), рассчитываемый для природных условий по формуле

R = — , (6) L-P w

R- радиационный баланс деятельной поверхности, ккал/см2 в год; L - скрытая теплота парообразования (const =0,06 ккал/мм см2 в год); Р - сумма осадков, мм/год.

Наиболее благоприятные режимы почвообразования для микробиологической деятельности и накопления гумуса обеспечиваются при гидротермическом коэффициенте 0,9 - 1,1. В случае, когда гидротермический коэффициент R> 1,8 возможна минерализация гумуса; а при R < 0,5 - 0,7 - вымывание питательных веществ, гумуса, создаются неблагоприятные условия для жизнедеятельности бактерий.

Расчет радиационного баланса выполняли по формуле Ф.Ф.Довитая и Ю.С.Мельника, в основе которой лежит зависимость радиационного баланса от суммы температур выше 10°С R = 0,0121-а +9,9289 (7)

Таблица 4. Гидротермические режимы в характерные годы

Показатели Годы

1996 2001 2002 2003

Сумма температур >10° С 2247 2236 2416 2462

Радиационный баланс земной поверхности ккал/см2 в год 37,1 37,0 39,2 39,7

Годовая сумма осадков (ИР), мм в год 405,5 426,6 371,5 522,0

Гидротермический коэффициент ( Я ) в природных условиях 1,52 1,44 1,76 1,38

Анализируя данные таблицы 4 можно сказать, что самым неблагоприятным по соотношению радиационного баланса и осадков был 2002 год (сухой), когда гидротермический коэффициент Л = 1,78 вплотную приблизился к критическому значению 1,8. Наиболее близкими к оптимальным были гидротермические коэффициенты средне влажного 2003 года (д= 1,38) и среднего 2001 года (Х= 1,44). Поэтому добиться оптимальных значений гидротермического коэффициента возможно за счет орошения.

Радиационный баланс при орошении III принимали 1*1 = 1,06-1*, (8) где И.1 - радиационный баланс при орошении, ккал/мм см2 в год. Гидротермический коэффициент (X1) при орошении можно рассчитать то

Д.

формуле

(9)

{Р+М)-Ь

где М - оросительная норма, мм в год.

Оросительная норма в зависимости от требуемого гидротермического режима выразится зависимостью

М=ф-)-Р, (10)

Оросительные нормы, поддерживающие гидротермический коэффициент на уровне 0,9-1,1 приведены в таблице 5. Таблица 5. Расчетные оросительные нормы (мм), для оптимальных значений

ГИД ротермического коэффициента

Гидротермический коэффициент Годы

1996 2001 2002 2003

0,9 323 300 398 257

1,0 250 227 321 179

1,1 190 168 258 116

Для обеспечения благоприятных условий почвообразования в Центральной Нечерноземной зоне РФ и произрастания растений оросительные нормы составляют в зависимости от свойств почв и вида культур 116-398 мм в год (табл.5).

Обоснование страхового орошения по дефициту влаги в теплый период года.

По данным Ю.Н.Никольского, А.В.Алексанкина и др. дефицит водного баланса в Нечерноземной зоне, оценивается разностью между осадками и испаряемостью, за период активных (более 10°С) температур воздуха, составляет 40 - 90 мм. На самом деле дефицит влаги в тёплый период значительно больше, так как осадки в летние месяцы выпадают неравномерно (рис. 5, 6, 7, 8). По данным наших исследований дефицит влаги в отдельные месяцы достигал 170 мм (июль 2002 года, рис.6).

Прослеживается устойчивая тенденция недостатка влаги в весенние месяцы (апрель, май) во все годы (рис. 5, 6, 7). Эта же тенденция сохраняется и в средне влажный 2003 год, когда дефицит влаги в мае достиг 90 мм (рис. 8). Это говорит о недостатке запасов влаги в почве после снеготаяния.

Второй пик дефицита влаги наблюдается в летние месяцы: июне-июле-августе (рис. 5, 6, 7), когда дефицит составлял от 18 мм (июнь 1996 г.) до 170 мм (июль 2002 г.).

Месяцы

Рис. 5. Осадки, испарение и дефицит влаги в средне сухой 1996 год.

Рис.6. Осадки, испарение и дефицит влаги в сухой 2002 год.

Рис.7. Осадки, испарение и дефицит влаги в средний 2001 год

Рис.8. Осадки, испарение и дефицит влаги в средне влажный 2003 год.

Поэтому получение стабильных урожаев сельскохозяйственных культур возможно только при применении страхового орошения, предупреждающего образование дефицита влаги в почве.

Обоснование страхового орошения по водному балансу территории.

Для подтверждения необходимости орошения составим уравнение водного баланса для средне влажного 2003 года.

Уравнение водного баланса при глубоком залегании грунтовых вод можно записать в виде: Ш' = Ос-Еа-1 д2 (11)

где ДЖ -изменение влагозапасов в расчётном слое почвы; Ос-атмосферные осадки; I д2 -отток за счёт инфильтрации в грунтовые воды; Е0 - суммарное испарение.

При данных условиях единственным источником поступления влаги в расчётный слой почвы, который будет находиться выше зоны капиллярного поднятия, являются атмосферные осадки, которые могут быть достаточно редки, непродолжительны и малы по объёму.

Проведем расчет водного баланса по зависимости (11) для апреля-июля 2003 г., когда имеет место дефицит влаги.

Д(ГМ = 244,4 - 48,88 - 341,34 = - 145,82 мм.

Данные суммарных значений осадков и испарения по месяцам 2003 года приведены в таблице 6.

Водный баланс территории за апрель-июль средне влажного 2003 г. имеет отрицательное значение, что свидетельствует о невозможности нормального развития растений и получения в дальнейшем урожаев сельскохозяйственных культур без дополнительного увлажнения территории.

Таблица 6. Осадки и испарение за теплый период средне влажного 2003 г.

Параметры Месяцы

апрель май июнь июль £за 1У-УП август сентябрь октябрь 2 1У-Х

2 осадков, мм 44,8 41,9 66,6 91,1 244,4 158,8 93,8 51,0 548,0

2 испарение, мм 49,06 124,69 64,79 102,8 341,34 67,7 50,1 35,58 494,72

Водный баланс за теплый период (апрель-октябрь) этого же года составил АЩу-х-548,0- 109,6-494,72 =-56, 32мм.

Отрицательное значение водного баланса в течение теплого периода даже средне влажного 2003 года, говорит о необходимости страхового орошения.

Оценка урожайности сельскохозяйственных культур в условиях потепления климата.

Получение стабильных урожаев сельскохозяйственных культур при использовании склоновых земель в Нечерноземной зоне является основной задачей.

В 2001 году на опытном участке получен урожай овса. Более высокая урожайность культуры была получена на следующих вариантах обработки почвы: обычная вспашка поперек склона на глубину 20-22 см - 2,65 т/га и на обычная вспашка + щелевание на глубину 40-50 см через 7м- 2,76-2,5 т/га как на склоне крутизной 4°, так и на склоне крутизной 8°.

2002 г на опыте определена урожайность ячменя. На склоне крутизной 8° урожайность ячменя составила в среднем 1,98 - 2,06 т/га. Так же как и в 2001 году более высокая урожайность наблюдалась на вариантах обработки почвы: обычная вспашка, обычная вспашка + щелевание как на склоне крутизной 4 так и на склоне крутизной 8°.

В 2003 году на опытном участке выращивались многолетние травы первого года пользования. Урожайность этих культур также была более высокой на вариантах обработки почвы: обычная вспашка, обычная вспашка + щелевание как на склоне крутизной 4 так и на склоне крутизной 8°.

Средние данные по урожайности сельскохозяйственных культур за годы исследований на богаре и при орошении приведены в таблице 7.

Полученные прибавки урожайности овса, ячменя и многолетних трав на орошаемых землях составляют до 50 % от урожайности этих культур на богаре, что свидетельствует об эффективности применения орошения. Таблица 7. Урожайность сельскохозяйственных культур без орошения и с оро-

шением

Вариант Овес Ячмень с подсе- Многолетние В среднем :

обработки (2001 г.) вом многолетних травы, сено 2001-2003 гг

т/га трав (2002 г.), т/га (2003 г.), т/га тыс.корм. ед

бо ор при бо- оро при бог оро при бо ор пр

га ош бав гара ше- бав- ара ше бав га ош бт

ра ен ка/ ние ка/ ние ка/ ра ен кги

ие % % % ие

Крутизна склона 4°

Поверхностная 2,36 3,48 1,15/ 1,35 2,82 1,47/ 2,91 4,38 1,47/ 1,78 2,89 1,1

48,7 109 50,5 62,

Вспашка 2,65 3,66 1,01/ 1,38 3,06 1,68/ 3,20 4,11 0,91/ 1,94 3,00 1,0

38,1 122 28,4 54.

Вспашка + щелевание 2,50 3,96 1,46/ 1,49 3,16 1,67/ 3,58 4,20 0,62/ 2,00 3,15 1Д

58,4 112 17,3 57.

Крутизна склона 8°

Поверхностная 2,75 3,37 0,62/ 1,98 2,20 0,22/ 2,66 3,06 0,4/ 2,11 2,42 0,3

22,5 ид 15,0 14,

Вспашка 2,66 3,29 0,63/ 2,06 3,17 1,11/ 3,09 3,80 0,71/ 2,18 2,87 0,6

23,7 53,4 23,0 31.

Вспашка + щелевание 2,76 3,61 0,85/ 2,03 3,45 1,42/ 3,22 4,17 0,95/ 2,22 3,14 0,9

30,8 69,9 29,5 41,

Оценка экономической эффективности страхового орошения.

Для расчета эффективности была выбрана поливная техника фирмы ИЖОРООЫА, марки 020-750-300 барабанного типа, поставляемая в комплекте с тракторной помпой Т-65. Стоимость комплекта 637360 рублей. Сезонная производительность машины (площадь орошения за сезон) - 60 га при оросительной норме 3000 м3/га.

Расчет проведен для средней оросительной нормы 300 мм или 3000 м3/га, полученной в средний по обеспеченности год (2001 г.), необходимой для создания нормальных условий развития сельскохозяйственных культур и процесса почвообразования.

Оценка проводилась по ячменю закупочная цена - 7000 руб. за тонну (в ценах 2010 г.) (www.agro-bursa.ru).

Средняя урожайность ячменя в 2002 г. без орошения составила 2 т/га, с орошением составила 3 т/га. Прибавка за счет орошения - 1 тонна или 7 тыс. руб. с 1 га.

Таким образом, при обслуживании за сезон 1 машиной площади в 60 га, прибыль от орошения составит 420 тыс. руб.(7х60=420 тыс.руб.).

Следовательно, дождевальная техника полностью окупится и принесет прибыль на второй год эксплуатации, которая составит 840,0- 637,6 = 202, 7 тыс.руб. Приведенный расчет показывает, что затраты на орошение окупаются на второй год эксплуатации, что доказывает высокую экономическую эффективность и целесообразность использования страхового орошения.

ВЫВОДЫ

1. Изменение климатических условий Нечерноземной зоны приводит к повышению гидротермического коэффициента, что ухудшает водно-физические свойства дерново-подзолистых почв, уменьшается влажность, снижется содержания гумуса, питательных веществ, это негативно сказывается на урожайности сельскохозяйственных культур.

2. Водно-физические свойства дерново-подзолистых почв на неорошаемых землях не соответствуют требуемым для оптимального роста и развития растений параметрам плодородия. Отмеченное уплотнение почвы, связанное с изменением климатических условий в сторону потепления, привело к снижению количества агрономически ценных агрегатов и их качества, вследствие снижения содержания гумуса в почвах.

3. Сезонные изменения плотности почв в слое 0-40 см связаны с температурным режимом, зависящим от календарного времени года, а также крутизны склона. Усовершенствованная математическая модель изменения плотности почв учитывает данные факторы и позволяет производить прогнозные расчеты с достаточной степенью точности.

4. Увеличение температур зимнего периода приводит к уменьшению глубины промерзания почв, и как следствие, к снижению их разуплотнения, в том числе снижает разуплотняющую способность почвенных обработок. Таким образом, изменение климата увеличивает значение плотности почвы на начало вегетации сельскохозяйственных культур.

5. Коэффициент увлажнения данной территории в теплые периоды в годы исследований изменялся от 0,9 до 0,1, из чего можно сделать вывод о необходимости применения страхового орошения, которое позволит получать стабильные урожаи сельскохозяйственных культур, и будет способствовать

уменьшению плотности почв, и улучшению, связанных с ней водно-физических свойств почв.

6. Выявлена тенденция и периоды образования дефицитов влаги в почвах за вегетацию в Нечерноземной зоне РФ. Обоснована необходимость применения страхового орошения в Центральной Нечерноземной зоны РФ в условиях изменения климата для получения гарантированных урожаев сельскохозяйственных культур.

7. Применение страхового орошения в сложившихся климатических условиях повышает урожайность сельскохозяйственных культур в 1,5 раза и позволяет сохранять урожаи в засушливые годы. В среднем прибавка от орошения урожайности овса составила 48,4%; ячменя - 79,5%; многолетних трав (сено) - 32,7%. Наибольшие значения прибавки урожайности от орошения наблюдалась на склоне 4° на всех вариантах обработки почвы.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Дубенок H.H. Сезонные изменения плотности почвенного покрова/ Ду-бенок H.H., Жуляк A.C., Климахина М.В /Материалы межд. конф. «Экологические проблемы мелиорации». - М.: Изд. УПК «Федоровец», 2002.

2. Климахина М.В. Мелиоративные мероприятия, предотвращающие водную эрозию/ Климахина М.В., Кондратьева М./ Сборник студенческих научных работ. Выпуск 8. М.: Изд-во МСХА, 2002.

3. Климахина М.В. Формирование поверхностного стока при дождевании сельскохозяйственных культур на склоновых землях / Климахина М.В., Мацы-ганова Е.В. /Сб. «Актуальные проблемы почвоведения, агрохимии и экологии». М.: Изд-во МСХА, 2004. С. 355-361.

4. Евграфов A.B. Экономическая эффективность использования экологически безопасного комплекса противоэрозионных мероприятий на склоновых землях/ Евграфов A.B., Климахина М.В. //Вестник. Московский Государственный Агроинженерный Университет имени В.П. Горячкина. Экономика и организация производства в агропромышленном комплексе. Выпуск 5/1(30). М., 2008, с. 67 - 69.

5. Дубенок H.H. Обоснование необходимости страхового орошения сельскохозяйственных культур в Нечерноземной зоне РФ. / Дубенок H.H., Климахина М.В. //Достижения науки и техники АПК, № 4,2010, с.46 - 47.

6. Климахина М.В. Моделирование сезонного изменения плотности почв в Нечерноземной зоне РФ / Климахина М.В., Евграфов А.В // Приро-дообустройство, № 5,2010 (находится в печати).

7. Патент на полезную модель №78033. Система автоматического полива растений для приусадебного хозяйства /Дубенок H.H., Евграфов A.B., Климахина М.В., Харитонов С.И, Мялов A.B. // БИМП № 32, 20.11.2008.

Отпечатано с готового оригинал-макета Формат 60x84'/16- Усллеч. л. 1,20. Тираж 100 экз. Заказ Издательство РГАУ - МСХА имени К.А.Тимирязева 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Климахина, Марина Владимировна

Введение.

Глава 1. Особенности орошения сельскохозяйственных 8 культур на склоновых землях.

1.1. Влияние орошения на почвенный покров склоно- 8 вых земель.

1.2. Водная эрозия склоновых земель. Противоэрози- 15 онные мероприятия и приемы.

Глава 2. Цель, задачи, условия, схема опыта и методика приведения исследований

2.1 Цель, задачи и объекты исследований.

2.2. Условия, схема опыта и методика проведения ис- 28 следований.

2.3. Географическое местоположение опытного участ- 33 ка, его рельеф.

2.4. Природно-климатические условия Московской об- 36 ласти.

2.4.1. Агроклиматические условия, водная обеспечен- 39 ность

2.4.2. Геологическая характеристика, почвенный покров 41 участка

2.5. Климат и его влияние на агроэкологические пока- 46 затели почв и эрозионные процессы.

Глава 3. Водно-физические свойства почв и их изменения 49 под действием климатических условий.

3.1. Почва и ее основные водно-физические свойства

3.2 Изменение плотности и водопроницаемости почвы от воздействия водной эрозии и климатических условий.

Глава 4. Образование талого стока и его взаимосвязь с водно-физическими свойствами почв.

Глава 5. Прогнозная модель изменения плотности почв

Глава 6. Обоснование страхового орошения склоновых зе- 100 мель в Центральной Нечерноземной зоне РФ.

6.1. Выбор расчетных лет.

6.2. Обоснование страхового орошения по коэффици- 103 енту естественной увлажненности территории

6.3. Обоснование страхового орошения по гидротер- 104 мическому коэффициенту территории.

6.4. Обоснование страхового орошения по дефициту 108 влаги в теплый период года.

6.5. Обоснование страхового орошения по водному ба- 112 лансу территории.

6.6. Оценка урожайности сельскохозяйственных куль- 115 тур в условиях потепления климата.

6.7. Оценка экономической эффективности страхового орошения.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Агромелиоративное обоснование страхового орошения склоновых земель в Центральной Нечерноземной зоне РФ"

Для решения задачи стабильного производства высококачественных продуктов питания необходимо не только использование новейших технологий в сельском хозяйстве, но и адаптация сельскохозяйственного производства к изменившимся природным условиям, оценка современного состояния земельных ресурсов и применяемых технологий с экологических позиций и природных условий их формирования.

Антропогенная деградация почв, приводящая к неблагоприятным последствиям для земледелия, получила повсеместное распространение. Разной степени деградации в мире подвержены почти 2 млрд. га, из них 56% - водной эрозии. При этом ежегодно из сельскохозяйственного землепользования выбывает около 7 млн.га в результате различных процессов деградации [62, 244, 101]. По данным Госучета в Нечерноземной зоне на 01.01.2007 г. 12,6 млн.га сельхозугодий расположено на склоновых землях.

Климат относится к числу главных внешних факторов, влияющих и усиливающих водную эрозию почв. Водно-эрозионные процессы и их негативные последствия особенно резко проявляются при повышении засушливости территории. На склоновых землях это приводит к ухудшению основных свойств и режимов эродированных почв, острому недостатку влаги для растений. В результате эрозии резко увеличивается плотность сложения почвы, снижается водопроницаемость, возрастает вероятность больших непроизводственных потерь влаги с поверхностным стоком, увеличивается скорость его движения по склону.

Неустойчивый режим увлажнения в Нечерноземной зоне отмечен с начала 90-х годов прошлого века, что неблагоприятно сказывается на развитии сельскохозяйственных культур в период вегетации. Теплый период года становится более продолжительным и жарким, в результате увеличивается суммарное испарение, а сумма осадков в теплый период остается неизменной или уменьшается. Опасным может стать рост вероятности низких урожаев в результате увеличения частоты и повторяемости засушливых периодов в этой зоне.

Снижение урожайности и валовых сборов зерна в засушливые годы достигает 40 % и более по сравнению с благоприятными годами по увлажнению [43].

Смягчение отрицательных последствий роста засушливости климата и улучшение водного режима почв Нечерноземной зоны можно осуществлять за счет мобильных систем орошения.

Цель и задачи исследований.

Цель исследования - обоснование необходимости применения страхового орошения в Центральном районе Нечерноземной зоны РФ для получения оптимальных урожаев сельскохозяйственных культур и оценка его влияния на агроэкологические показатели дерново-подзолистых почв склоновых земель.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

1. Выявить изменения параметров плодородия эродированной дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы под действием природных факторов.

2. Разработать прогнозную модель сезонного изменения плотности почв склоновых земель.

3. Обосновать необходимость применения страхового орошения земель для изменившихся климатических условий Нечерноземной зоны РФ.

4. Оценить влияние потепления климата на агроэкологические показатели дерново-подзолистых среднесуглинистых почв.

5. Оценить влияние страхового орошения в условиях потепления климата на агроэкологические показатели дерново-подзолистых среднесуглинистых почв.

Объект исследования - склоновые земли Центрального Нечерноземья (зона- южно-таежная, подзона - дерново-подзолистых почв, почвенная про5 винция - среднерусская) в условиях изменения климатических условий.

Методика исследований. Теоретические и полевые исследования проводились с применением стандартных методик. Достоверность полученных результатов оценивалась путем сравнения теоретических зависимостей с результатами полевых исследований.

Научная новизна.

Изучены водно-физические свойства дерново-подзолистых почв и их изменения в пространстве и во времени: плотность, водопроницаемость, структура, количество водопрочных.

Усовершенствована прогнозная модель для расчета сезонного изменения плотности почв сельскохозяйственных склоновых земель в течении календарного года с учетом рельефа.

Установлены значения гидротермических коэффициентов благоприятных для процесса накопления гумуса и микробиологической деятельности в почвах Нечерноземной зоны РФ. Определены оптимальные размеры оросительных норм для обеспечения нормального процесса почвообразования на основе гидротермических коэффициентов.

Выявлена тенденция и периоды образования дефицитов влаги в почвах за вегетацию в Нечерноземной зоне РФ. Обоснована необходимость применения страхового орошения в Центральной Нечерноземной зоны РФ в условиях изменения климата для получения оптимальных урожаев сельскохозяйственных культур.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:

- закономерности влияния изменения климатических условий на агро-экологическое состояние дерново-подзолистых почв склоновых земель: плотности и связанных с ней водно-физических свойств;

- прогнозная модель сезонного изменения плотности дерново-подзолистых почв склоновых земель в условиях НЗ РФ;

- обоснование необходимости применения страхового орошения в условиях потепления климата в зоне неустойчивого увлажнения.

Практическая ценность.

Результаты исследований позволяют:

- принимать научно-обоснованные решения при оценке необходимости применения орошения в Нечерноземной зоне РФ на основе коэффициентов естественного увлажнения территории, гидротермического коэффициента, по дефициту влаги в почвах в теплый период года;

- получать оптимальные урожаи за счет применения страхового орошения склоновых земель в Нечерноземной зоне РФ;

- осуществлять прогноз изменения плотности дерново-подзолистых почв склоновых земель, как на фоне страхового орошения, так и без него с учетом климатических условий и рельефа местности;

- выбирать оптимальные режимы орошения склоновых земель для создания оптимальных агроэкологических показателей эродированных дерново-подзолистых почв.

Апробация. Основные положения и результаты докладывались и обсуждались на научных конференциях в РГАУ - МСХА им. К.А.Тимирязева в 2006, 2010 гг.

Материалы работы используются при проведении курсового проектирования со студентами РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева по специальностям «Агрономия», «Агрохимия и почвоведение», а также при написании УМК дисциплины «Землеустройство».

По теме работы опубликовано 6 работ и получен 1 патент на полезную модель.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Климахина, Марина Владимировна

выводы

1. Изменение климатических условий Нечерноземной зоны приводит к повышению гидротермического коэффициента, что ухудшает водно-физические свойства дерново-подзолистых почв, уменьшается влажность, снижается содержания гумуса, питательных веществ, это негативно сказывается на урожайности сельскохозяйственных культур.

2. С начала 90-х годов прошлого века в Центральном районе Нечерноземной зоны РФ наблюдается увеличение продолжительности теплого периода и суммарного испарения. Сумма осадков за данный период остается неизменной или уменьшается. Таким образом, в связи с ростом засушливости территории из-за недостатка влаги на неорошаемых землях наблюдается снижение урожайности сельскохозяйственных культур.

3. В период проведения исследований (2001-2003 гг.) в связи с потеплением климата отмечено значительное уменьшение влияния противоэрози-онных обработок на плотность, структуру и водопроницаемость почвы. Наименьший эффект противоэрозионные обработки оказали на землях с большей крутизной.

4. Водно-физические свойства дерново-подзолистых почв на неорошаемых землях не соответствуют требуемым для оптимального роста и развития растений. Отмеченное уплотнение почвы, связанное с изменением климатических условий в сторону потепления, привело к снижению количества агрономически ценных агрегатов и их качества, вследствие снижения содержания гумуса в почвах.

5. Увеличение температур зимнего периода приводит к уменьшению глубины промерзания почв, и как следствие, к снижению их разуплотнения, в том числе снижает разуплотняющую способность почвенных обработок. Таким образом, потепление климата увеличивает значение плотности почвы на начало вегетации сельскохозяйственных культур.

6. Установлены значения гидротермических коэффициентов благоприятных для процесса накопления гумуса и микробиологической деятельности в почвах Нечерноземной зоны РФ. Определены оптимальные размеры оросительных норм для обеспечения нормального процесса почвообразования и развития сельскохозяйственных растений на основе гидротермических коэффициентов.

7. Выявлена тенденция и периоды образования дефицитов влаги в почвах за вегетацию в Нечерноземной зоне РФ. Обоснована необходимость применения страхового орошения в Центральной Нечерноземной зоны РФ в условиях изменения климата для получения оптимальных урожаев сельскохозяйственных культур.

8. Сезонные изменения плотности почв связаны с температурным режимом, зависящим от календарного времени года, а также крутизны склона. Усовершенствованная математическая модель изменения плотности почв учитывает данные факторы и позволяет производить прогнозные расчеты с достаточной степенью точности.

9. Коэффициент увлажнения данной территории в теплые периоды за годы исследований изменялся от 0,9 до 0,1, из чего можно сделать вывод о необходимости применения страхового орошения, которое позволит получать стабильные урожаи сельскохозяйственных культур, и будет способствовать уменьшению плотности почв, и улучшению их водно-физических свойств, что позволит повысить эффективность противоэрозионных обработок и снизить водную эрозию исследуемых дерново-подзолистых почв Центрального района Нечерноземной зоны РФ в условиях потепления климата.

10. Применение страхового орошения в сложившихся климатических условиях повышает урожайность сельскохозяйственных культур в 1,5 раза и позволяет сохранять урожаи в засушливые годы. В среднем прибавка от орошения урожайности овса составила 48,4%, ячменя - 79,5%, многолетних трав (сено) - 32,7%. Наибольшие прибавки урожайности от орошения наблюдались на склоне 4° на всех вариантах обработки почвы.

11. В условиях недостаточного увлажнения очень важное значение имеет освоение так называемых страховых севооборотов — севооборотов с набором и чередованием культур с различной устойчивостью к засухе, чтобы подстраховать получение урожая одной или нескольких культур и тем самым будет в известной степени оправдываться затраты на орошение и в целом на их возделывание.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата сельскохозяйственных наук, Климахина, Марина Владимировна, Москва

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.П., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.- М.: Наука, 1976.- 279 с.

2. Айдаров И.П. Очерки по истории развития орошения в СССР и России. Монография. М.: МГУП, 2006. 259 с.

3. Алексанкин A.B. Научно-технический прогресс в мелиорации Нечерноземной зоны РСФСР // Вестник с.-х. науки. 1985, №3. С.3-15.

4. Алпатьев С.М. Методические указания по расчетам режимов орошения сельскохозяйственных культур на основе биоклиматического метода. — Киев: Укр. НИИГиМ, 1967. 206 с.

5. Андреев Н.Г., Спасов В.П. Водный режим и водопотребление лугопа-стбищных трав в связи с применением азотных удобрений // Доклады ТСХА. — М.: 1970, вып. 159. С.129-133.

6. Андреев Н.Г., Тюльдюков В.А., Прудников А.Д. Зависимость урожайности пастбищного травостоя от уровня увлажнения почвы // Доклады ВАСХНИЛ, 1974. №4.С.2-4.

7. Андреев Н.Г., Тюльдюков В.А., Прудников А.Д. Оптимальный водный режим для агрофитоценозов пастбищ в Нечерноземной зоне РСФСР // Вестник с.-х. науки, 1975. №8. С.23-30.

8. Андрейчук A.JI. Устойчивость земель к размыву // Почвозащит. технология полива и повышение надёжности противопаводковой защиты. Пущино,1990. С.24-28.

9. Белков И.М. Влияние степени смытости на агрофизические характеристики серых лесных почв Чувашии и урожайность сельскохозяйственных культур // Пробл. экологии в сел. хоз-ве. Пенза, 1993 .-Ч.1.-С.77-78.

10. А.И., Осипов В.Н., Чебаненко С.И. // Докл. ТСХА / Моск. с.-х. акад.-1998.-Вып.269.-С.49-56.

11. Белолюбцев А.И. и др. Особенности формирования поверхностного стока талых вод в условиях неустойчивых зим / Белолюбцев А.И., Чебаненко С.И., Кочетов И.С. // Изв. Тимирязевск. с.-х. акад.-1997.-Вып.З.-С.48-57.

12. Белолюбцев А.И. Регулирование режимов защиты почв от эрозии в адаптивно-ландшафтном земледелии Нечерноземной зоны. Автореф. дисс. на соиск. степ. док. с.-х. наук , М., 2007. 47 с.

13. Белоцерковский М.Ю. Эрозионно-экологическое состояние пахотных земель России // Земледелие.-1998.-№1.-С.9-11.

14. Белоцерковский М.Ю. Эрозия почв и экологическое состояние пахотных земель // Двенадцатое межвуз. координац. совещ. по пробл. эрози-он., русловых и устьевых процессов: Крат, сообщ. — Пермь, 1997. -С.20-21.

15. Белоусов И.Е. Эффективность режимов орошения и удобрения культурных пастбищ на дерново-подзолистых супесчаных почвах // Повышение продуктивности и эффективности использования сенокосов и пастбищ. Минск, 1978. С.99 - 101.

16. Беннет Хыо Хэммонд. Основы охраны почвы / под ред. Соболева С.С.-М.: Издательство иностранной литературы, 1958.

17. Благовещенская З.К. Формирование урожая основных сельскохозяйственных культур (перевод с чешского). М. : Колос, 1984. - 366 с.

18. Болдарев А.П., Горчичко Г.К. Полив дальнеструйными дождевателями на склонах. // Гидротехника и мелиорация. 1979, № 3, с.46-47.

19. Бондарев А.Г. Классификации водного режима орошаемых почв // Почвоведение.-1996.-№8.-С. 1017-1020.

20. Бондаренко Н.Ф., Константинов А.Р. Пути оптимизации режимов орошения //Гидротехника и мелиорация. 1989, № б, с.40-44.

21. Буачидзе В.М. Способы орошения в горных и предгорных условиях. // Гидротехника и мелиорация. 1979, № 4, с.47-51

22. Булыгин С.Ю. Количественная оценка эрозионной опасности почв // Почвоведение.-1993 .-№3 .-С.74-79.

23. Булыгин С.Ю., М.А.Неаринг, А.Б.Ачасов Параметры эродируемости почв в модели эрозии WEPP // Почвоведение, 2002, №11, с.1397-1403

24. Воейков А.И. Снежный покров, его влияние на климат, почву, погоду и способы исследования. Избр. Соч. Т.З. М. Л., Изд-во АН СССР, 1952.

25. Волобуев В.Р. Введение в энергетику почвообразования. М.: Наука, 1974.- 128 с.

26. Вознесенский A.C., Арцруни А.Б. Физико-химические свойства почв как фактор поверхностного смыва. — М., 1936.

27. Вопросы эрозии и стока / Под ред. Б.П. Орлова, И.С. Щукина.-М., 1962.

28. Ворожцова E.JI. Модель динамики влажности деформационного состояния почв с учетом техногенных нагрузок // Мелиорация и водное хозяйство. 1997.№4. С. 16-18

29. Воронин А.И. Плотность сложения орошаемой каштановой почвы и ее плодородие / Почвоведение. 1982. №5. С.32- 38.

30. Воронкова Т.Б. Математические методы определения оптимальных оросительных норм // Проблемы мелиоративного строительства и водохозяйственного обустройства сел, территорий на соврем, этапе. — Горки, 1998.- C33-35.

31. Высоцкий Г.Н. Избранные труды. -М.: Сельхозгиз, 1960.

32. Гаврилица А.О. Методологические вопросы изучения эрозии почв при поливе дождеванием // Тез. докл. всесоюз. науч. конф. «Почв.-эроз. процессы и меры борьбы с эрозией почв». Душанбе, 1991.- С.161-162.

33. Гаврилица А.О. Эрозионные процессы при поливе дождеванием и пути их минимализации // Почвоведение.-1993 .-№ 1 .-С.77-84

34. Гарифуллин Ф.Ш., Фёдоров С.И. Агроэкологический подход к защите почв от эрозии //Повышение эфф-ти пр-ва в сел. хоз-ве Респ. Башкортостан. -Уфа,1998.-С.18-25.

35. Гарифуллин Ф.Ш., Фёдоров.С.И. Изменение свойств почв под 130рри-гацем эрозии // Почвоведение.-1997.-№12.-С. 1518-1520

36. Гасанов Г.К., Гурбанов Е.А., Аббасов H.A. Изучение влияния интенсивности осадков на сток и смыв почвы путём искусственного дождевания // Вестн. С.-х. науки. Баку, 1990.№4.С.9-12.

37. Гендугов В.М., Кузнецов М.С. Структурная формула водной эрозии почв // Тез. Докл.2 съезда о-ва почвоведов /РАН.- Спб., 1996.- Кн.2.-С.330-331.

38. Герасименко В.П. Оценка весеннего поверхностного стока с пахотных земель // Почвоведение.-1993.-№5.-С.84-91

39. Герасименко В.П. Среднемноголетний смыв почвы на пашне в различных природных и сельскохозяйственных условиях // Почвоведение.-1995.-№5.-С.608-616

40. Глинка К.Д. Почвоведение. Государственное сельскохозяйственное изд-во. : М. 1931. 612 с.

41. Глобальные изменения климата и прогноз рисков в сельском хозяйстве России/ под редакцией академиков Россельхозакадемии А.Л.Иванова и В.И.Кирюшина. М.: Россельхозакадемия. 2009. 515 с.

42. Глобальные проявления изменения климата в агропромышленной сфере /под редакцией академика РАСХН А.Л.Иванова. М.: Россельхозакадемия. 2004. 331 с.

43. Голованов А.И. Эколого-экономическое обоснование мелиоративных режимов // Сб. Водосбережение при орошении. Коломна, 1991. С.97-112.

44. Голованов А.И., Никольский Ю.Н., Циприс Д.Б. Регулирование водного режима почв на основе детального анализа требований растений // Гидротехника и мелиорация. 1975. №7. С.93-99.

45. Голосов В.Н., Кирюхина З.П. Эрозионные свойства некоторых дерново-подзолистых почв Калужской области // Эроз. Свойства почв некоторых регионов РСФСР. Брянск,1990.С.51-58.-Библиогр.: 7 назв.

46. Голченко М.Г., Стельмах Е.А., Арент К.П. Оптимизация орошения в Нечерноземной зоне. — Горки.1993.- 89 с.

47. Греко, Жак. Защита почв от эрозии / под ред. Калиниченко Н.П., Зыкова И.Г.-М.Д983.

48. Григоров С.М. Оценка экологически допустимых ограничений режима орошения // Поволж. Экол. Вестн.-1996.-Вып.З.-С.54-58.

49. Григорьев В.Я. Расчётное определение критерия минимизации эрозии почв и оптимизации противоэрозионных мероприятий //Почвоведение. 1998.-№4.-С.466-473.

50. Григорьев В.Я., Бобков A.B. Оценка влияния исходной влажности на противоэрозионную стойкость рыхлых почв в период их иссушения // Вестн. Моск.ун-та. Сер.17.-1997.-№1.-С.42-47.

51. Григорьев В.Я., Кузнецов М.С., Соловьёва О.В. Методика расчёта инфильтрации дождевого стока в почву // Экол. аспекты использ. и охраны почв, ресурсов Молдавии. Кишинёв,1990.Т.2.С.21-22.

52. Гудзон Н. Охрана почвы и борьба с эрозией / пер. с англ. М.,1974.

53. Гусак В.Б. Борьба с поверхностными смывами почвы на культурных землях. — Тифлис, 1934.

54. Гусак В.Б. Некоторые вопросы методики и техники лабораторных исследований эродированности почв. Тифлис., 1950.

55. Давитая Ф.Ф., Мельник Ю.С. Проблема прогноза испаряемости и оросительных норм. — Л.: Гидрометиоиздат, 1970. 69 с.

56. Данильченко Н.В. Биоклиматическое обоснование суммарного водопо-требления и оросительных норм // Мелиорация и водное хозяйство. 1999.№4. С.25-29.

57. Данильченко Н.В. Зависимость режима орошения от природной увлажненности в Нечерноземном центре РСФСР // Гидротехника и мелиорация. 1977. №10. С. 50-55.

58. Добрачев Ю.П. Теория и технология управления орошением на основе эколого-физиологических моделей.: автореф. дис. на соиск. учен. степ, док. техн. наук. — М., 1998. 56 с.

59. Добровольский Г.В. Тихий кризис планеты // Вестник РАН. — т.67. 1997. №4. С. 313-319.

60. Докучаев В.В. Избранные сочинения. М.; Сельхозгиз, 1954. — 708 с.

61. Долгов С.И. Исследование подвижности почвенной влаги и ее доступности для растений. М.: Изд-во АН СССР. 1948. - 248 с.

62. Дорохов А.П. Режимы орошения многолетних трав в ЦЧО // Гидротехника и мелиорация. 1975. №4. С. 72-75.

63. Дубенок H.H. Ресурсосберегающие и экологически обоснованные технологии орошения кормовых культур на склоновых землях центрального района России. :Автореф. дис. на соиск. учен. степ. докт. с.-х. наук.-М., 1994-44 с.

64. Дубенок H.H., Шумаков Б.Б., Волковский П.А. Методические указания по разработке режимов орошения многолетних трав, выращиваемых на склоновых землях Нечерноземной зоны. М.: ТСХА, 1987. - 27 с.

65. Дубенок H.H., Шуляк A.C. Сезонные изменения водно-физических свойств почв // Актуальные проблемы почвоведения, агрохимии и экологии. М.: Изд-во МСХА. 2004, с.

66. Дубенок H.H. Ресурсосберегающие и ландшафтоулучшающие технологии орошения склоновых земель. М.: Агробизнесцентр, 2006. - 312 с.

67. Дьгов К.Г. Биологическое обоснование режима сельскохозяйственных культур в предгорьях Северного Кавказа. / Биологические основы орошаемого земеледелия. М.: 1966, с.46-57.

68. Ерхов Н.С. Выбор эрозионно-безопасной технологии дождевания сельскохозяйственных культур // Антропог. загрязнение природ, среды и пути её оптимизации.-1996.-Вып.1.-С.174-186.

69. Ерхов Н.С. Оптимизация мероприятий по предотвращению стока воды и эрозии почвы при дождевании сельскохозяйственных культур // Антропог. загрязнение природ, среды и пути её оптимизации.-1996.-ВыпЛ.-С.155-166.

70. Жилко В.В., Тишук Л.А., Хох Н.Я. Количественные показатели интенсивности эрозионных процессов // Экол. аспекты использ. и охраны почв, ресурсов Молдавии. Кишинёв,1990.Т.2.С.27-28.

71. Жоров В.А., Яковченко С.Г. Определение суточных сумм потоков радиации на поверхности склонов // Водные ресурсы, 2003. Том 30. № 6. С. 729-740.

72. Жунусов К.С. Агроэкологические основы эрозионных процессов // Почвозащит. система земледелия и зерн. пр-во на Евразийс. Континенте в 21 в. Новосибирск,1998.-С.129-130.

73. Зайдельман Ф.Р., Беличенко М.В., Пудуле А.Д. Изменение физических свойств пойменных почв под влиянием дренажа и дождевания в овощных севооборотах // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 1997. №1. С. 36-42.

74. Заславский М.Н. Об интерпретации данных оценки смытости почв. — М.,1985.

75. Заславский М.Н., Каштанов А.Н. Почвозащитное земледелие. — М.,1979.

76. Зюбенко С.Ш. Допустимый уровень экологического риска при дождевании // Защит. Лесоразведение и мелиорация земель в степных и лесостепных р-нах России. Волгоград, 1998.-С. 128-129.

77. Иванов H.H. Мировая карта испаряемости. — Д.: Гидрометеоиздат. 1957.-39 с.

78. Иванов В .Д., Кузнецова В.В., Попов В.Г. Эрозионная опасность как сопряженная функция интенсивности дождя и водопроницаемости почв. //Почвоведение, 1990, № 8, с. 106-117.

79. Иваненко С.А., Корявов П.П., Милитеев А.Н. Современные вычислительные технологии для расчета динамики открытых потоков // Водные ресурсы, 2002,том 29, № 5, с.564-577

80. Ивонин В.М. Противоэрозионная роль лесных насаждений в оврагах, балках и на поймах малых рек. // Мелиорация и водное хозяйство, 1996, № 3, с.20-21.

81. Израэль Ю.А. Особенности агроклиматических условий Рязанской области и их влияние на урожайность сельскохозяйственных культур. — Рязань. 1988.-26 с.

82. Кабанов А.Н. Учет пространственно временных измерений водно-физических свойств почвенного покрова при моделировании процесса влагопереноса // Доклады ВАСХНИЛ. 1981. №11. - С 42-45.

83. Кабанов А.Н. Влияние сезонных изменений водно-физических свойств почв на водный режим осушаемых минеральных почв. Автореф. дисс. на соиск. уч. степ, к.т.н. М., 1982. 28 с.

84. Карабецкий И.П. Предотвращение деградации черноземов при орошении // Земледелие. 1993. №1. С.8-9.

85. Карманов И.И. Плодородие почв СССР. Природные закономерности и количественная оценка. М., 1980

86. Каскулов М.Х. Влияние растительных покровов на процесс водной эрозии почв // Тез. докл. юбил. науч. произв. конфер., посвящ. 75-летию Горе. Гос. Аграр. Ун-та-Владикавказ,1993.-С.68-69.

87. Качинский H.A. Физика почв. -М.: Высшая школа, 1965. -320 с.

88. Каштанов А.Н. Основные направления дальнейшего развития почвозащитного земледелия в СССР. // Земледелие, 1989, № 2, с.2-7.

89. Каштанов А.Н., Заславский М.Н. Актуальные вопросы эрозиоведения. -М.: Колос,1984.

90. Каштанов А.Н., Заславский М.Н. Почвоохранное земледелие. М.: Рос-сельхозиздат, 1984.

91. Кивер В.Ф., Калашников К.Г. Борьба с ирригационной эрозией на склонах Молдавии. //Гидротехника и мелиорация. 1976, № 4. с.79-82

92. Кирюхина З.П., Ларионов Г.А. и др. Смытые почвы: современное состояние и прогноз изменений. М.,1991.

93. Клапп Э. (перевод с немецкого Н.С.Архангельского) Сенокосы и пастбища. М.: Изд-во сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов, 1961. 610 с.

94. Кобозев И.В., Тюльдюков В.А., Парахин Н.В. Предотвращение критических ситуаций в агроэкосистемах. M.: МСХА, 1995. - 264 с.

95. Ковалёв М.Т. Влияние впитывающей способности почв на выбор техники полива // Село: прошлое, настоящее, будущее. Горки, 1996.-Ч.2.-С.336-337.

96. Козменко A.C. Борьба с эрозией почвы на сельскохозяйственных угодьях. — М.: Сельхозиздат, 1963.

97. Колдоба A.B., Повещенко Ю.А., Самарская Е.А., Тишкин В.Ф. Методы математического моделирования окружающей среды. — М.: Изд-во Наука. 2000. -254 с.

98. Кондратьев К.Я. Изменение окружающей среды в Европе. //Вестник РАН. -т.71. 2001. № 6. С. 494-502.

99. Коронкевич Н.И., Ясинский C.B. О современном состоянии изучения поверхностного стока в основных почвенных зонах Европейской России // Почвоведение.-1999.-№9. С. 1115-1125.

100. Коротков Б.И. Основы орошения культурных пастбищ в Нечерноземье //Кормопроизводство.-М., 1975, вып.10. С.57-70

101. Коротков Б.И., Смирнов A.A. Требования культурных пастбищ к орошению в Нечерноземье // Вестник с.-х. науки, 1978. №9. С. 104-112.

102. Костычев П.А. Почвы Черноземной зоны России. Их происхождение, состав и свойства. — М.: Сельхозгиз, 1937. -239 с.

103. Костяков А.Н. Основы мелиораций. М.: Сельхозгиз, 1960. — 662 с.

104. Кочетов И.С. Агроландшафтное земледелие и эрозия почв в Центральном Нечерноземье / РАСХН. Отд-ние земледелия, мелиорации и лесн. хоз-ва. -М.: Колос,1999.- 224с

105. Кружилин И.П. и др. Способы предотвращения эрозионной деградации орошаемых почв / Кружилин И.П., Болотин А.Г., Кузнецова Н.В. // Защит. лесоразведение и мелиорация земель в степных и лесостепных р-нах России. Волгоград, 1998.-С. 116-118.

106. Кружилин И.П. Экологические проблемы орошения земель. //Земледелие. -1990. №6.

107. Кружилин И.П., Болотин А.Г. Экологически безопасные водные нагрузки в орошаемых агроландшафтах Нижнего Поволжья.// Экология здоровья и природопользование. Саратов, 1997.

108. Круз P.M. Обработка почвы, почвенная эрозия, растениеводство // Пробл. использ. Земли в условиях реформир-я с.-х. пр-ва и проведения зем. реформы. Киев-Чабаны, 1995.-С.65-67.

109. Кузнецов М.С. и др. Методы изучения эрозионных процессов. — М.: МГУ, 1986.

110. Кузнецов М.С., Гендугов В.М. Критические скорости и касательные напряжения потоков талых вод для основных земледельческих территорий России. М.,1997.

111. Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Охрана почв от эрозии и дефляции. М.: МГУ,1989.

112. Кузнецов М.С., Рожков А.Г., Глазунов Г.П. Современное состояние и перспективы развития исследований по защите почв от эрозии в России. // Почвоведение. 1994, № 4, С. 100.

113. Курбатов С.А. Приемы обработки почвы в борьбе с ирригационной эрозией.

114. Кузнецов М.С. и др. Физические основы эрозии почв. М.: МГУ, 1992.

115. Кораблёва Л.И. Почвы Московской области. М., 1982.

116. Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Эрозия и охрана почв. М.: МГУ, 1996.

117. Куркин К.А., Медведева A.C. Экология водопотребления орошаемых пастбищ//Вестник с.-х. науки, 1979.№4. С.52-56.

118. Ларионов Г.А. Эрозия и дефляция почв: Основные закономерности и количественные оценки. -М.: МГУ, 1993.

119. Ларионова A.M. Полив дождеванием без поверхностного стока // Защит. лесоразведение и мелиорация земель в степных и лесостепных р-нах России. Волгоград,1998.-С.162-163.

120. Ларионов Г.А., Добровольская Н.Г., Краснов С.Ф., Лю Б.Ю. Новое уравнение фактора рельефа для статистических моделей водной эрозии // Почвоведение.-2003.-№10.-С.1239 -1247.

121. Ларионов Г.А., Краснов С.Ф. Гидрофизическая концепция эрозии почв // Почвоведение.-1997.-№5 .-С.616-624.

122. Ларионов Г.А., Краснов С.Ф. Пороговые скорости и эродируемость в гидрофизич. Модели эрозии почвы // Двенадцатое межвуз. координац. совещ. по пробл. эрозион., русловых и устьевых процессов: крат, со-общ. Пермь, 1997.-С.96-97.

123. Ларионов Г.А., Краснов С.Ф. Вероятностная модель размыва почв и связных грунтов// Почвоведение.-2000.-№2.-С.235 242.

124. Ларин И.В. Сенокосы и пастбища. Л.: Колос, 1969. — 678 с.

125. Латифов Н.Л., Кобозев И.В., Парахин Н.В., Тюльдюков В.А., Оптимизация режимов орошения сельскохозяйственных культур. -М.: МСХА, 1996.-92 с.

126. Лопырев М.И., Рябов Е.И. Защита земель от эрозии и охрана природы. М.: Агропромиздат, 1989.

127. Лысогоров С.Д., Ушкаренко В.А. Орошаемое земледелие. М., 1981. — 381 с.

128. Майоров Ю.И., Солошенко В.М. Потери от водной эрозии почв в сельском хозяйстве и пути их снижения. — Воронеж: Изд-во Воронеж. Унта, 1991.-199с. -Библиогр.: С.192-197.

129. Маслов Б.С. Комплексная мелиорация: становление и развитие. — М.: Россельхозакадемия, 1988. -275 с.

130. Маслов Б.С. Режим грунтовых вод переувлажненных земель и его регулирование.- М.: Колос, 1970. — 232 с.

131. Мацыганова Е.В. Экологическая и агрономическая эффективностьорошения на склоновых землях Нечерноземья. Автореф.канд.с.х.наук. М.: МСХА имени К.А. Тимирязева, 2004. -25 с.

132. Медведева Т.П. Опыт изучения эрозии в Северной Америке // Географ.- гидрол. исслед. -М.,1992. С.183-195.

133. Мелихова Н.П., Гудкова З.П. Пути решения экологических проблем орошаемого земледелия в рамках специализированных севооборотов //

134. Поволж. Экол. Вестн.-1998.-Вып.5.-С.253-256.

135. Методические указания по установлению нормы водной эрозии почв Главного водораздела Русской равнины: Пособие к СниП 2.06.03-85/МСХ и продовольствия РФ. Гос. Н.-и. Предприятие «Твер. опыт.-мелиор. станция»; Сост. Ксензов А.А.-ТверьД996.-16с.

136. Мещеряков П.В. Гумусное состояние пахотных почв склонов как показатель степени их эродированности // Пробл. экологии в сел. хоз-ве. — Пенза, 1993 .-Ч. 1 .-С.82-84.

137. Мирзакеев Э.К. Интенсивность ирригационной эрозии в зависимости от рельефа // Изв. АН Каз. ССР. Сер. Биол.,1991.№2.С.54-57

138. Мирказеев Э.К. Эрозия почв юга-восточного Казахстана при дождевании. //Почвоведение. 1993. № 3. С.128.

139. Мирцхулава Ц.Е. Инженерные методы расчета и прогноза водной эрозии. М.: Колос, 1970.

140. Мирцхулава Ц.Е. Методические рекомендации по прогнозу водной эрозии почв. М.,1978.

141. Нарциссов В.П. Научные основы систем земледелия. — М.: Колос, 1982.-328 с.

142. Немцев С.Н. Особенности противоэрозионной обработки чернозёмных почв на склоновых землях Ульяновской области // Пробл. земледелия Сред. Поволжья. Самара, 1997.-СЛ 89-192.

143. Нефедов A.B. Ресурсосберегающие и экологически безопасные режимы орошения многолетних трав в южной зоне Нечерноземья. Автореф.на соиск. уч. степ. канд. с.-х.наук. М., 2001. 25 с. *

144. Никольский Ю.Н. Закономерности взаимосвязи между водным, газовым, тепловым и пищевым режимами мелиорируемых земель // Кн. Мелиоративная география Нечерноземной зоны РСФСР/ М. МФГО СССР, 1980. — С.88-98.

145. Никонов A.A. Обеспечение устойчивого развития сельскохозяйственного производства в борьбе с засухой.- М.: Агропромиздат, 1988. 372 с.

146. Носко Б.С. и др. Баланс веществ склоновых почв / Носко Б.С., Булыгин С.Ю., Тимченко Д.О. //Весы. Аграр. Науки.-1996.-№9.-С.5-11

147. Окорков В.В. Физико-химическая природа усиления водной эрозии на серых лесных почвах Владимирского ополья // Докл. РАСХН.-1999.-№4.-С.21-23.

148. Орлова В.К. Развитие процессов эрозии на дерново-подзолистых почвах, сформированных на покровных суглинках. М.:МГУ,1978.

149. Панов Н.П., Мамонтов В.Г. Почвенные процессы в орошаемых черноземах и каштановых почвах и пути предотвращения их деградации.-М.: Россельхозакадемия, 2001. 253 с.

150. Парфенова Н.И., Решеткина Н.М. Экологические принципы регулирования гидрохимического режима орошения. С.-П.: Гидрометеоиздат, -1995. 359 с.

151. Пацукевич З.В. Допустимый смыв почв и методы его определения // Вестн. Моск. Ун-та. Сер.5.-1996.-№2.-С.25-30.

152. Пацукевич З.В. и др. Допустимый смыв и самовосстановление почв / Пацукевич З.В., Геннадиев А.Н., Герасимова М.И. // Почвоведение. 1997.-№5.-С.634.

153. Петров В.М., Золотов А.И. Эрозионная устойчивость пахотных земель ОПХ Новоникулинское // «Сб. науч. тр. / Ульян. НИИСХ.-1998.-Т.14.-С.40-41.

154. Плюснин И.И., Голованов А.И. Мелиоративное почвоведение. М.: Колос, 1988. С.318.

155. Полупан Н.И. Влияние микрорельефа склоновых земель на процессы эрозии // Почвоведение.-1998 .-№6.-С.753-762

156. Пономарёва С.И. К изучению противоэрозионной стойкости почв. — М.,1945.

157. Проблемы эрозии и охраны почв России / Каштанов А.Н., Шишов Л. Л., Кузнецов М.С., Кочетов И.С. // Почвоведение.- 1999.-№1.-С.97-105

158. Пружин М.К. Анализ агроэкологических условий возделывания сельскохозяйственных культур на склонах // Агроэкол. принципы земледелия. -М., 1993.-С.60-67.

159. Пчелкин Н.Г. Формирование экологического мировоззрения у специалистов АПК. Материалы НП конференции «Экологические проблемы Агропромышленного комплекса» М.: 1999.

160. Роде A.A. Методы изучения водного режима почв. М.:АН СССР, 1960. 240 с.

161. Роде A.A. Основы учения о почвенной влаге. Л. Гидрометеоиздат. 1969. 286 с.

162. Рожков А.Г., Бахирев Г.И., Горин В.Б. Интенсивность роста оврагов в Центрально-Черноземной зоне. // Почвоведение. 1993, № 4, с.84-88.

163. Ромашова Т.В. Влияние климатических факторов на развитие эрозии почв на юге Томской области // Молодёжь и наука: пробл. И перспективы. Томск, 1998.-С.46-47.

164. Руссель С. Микроорганизмы и жизнь почвы (перевод с польского Г.Н. Мирошниченко). М., Колос. 1977. 224 с.

165. Садриев Р.Н. Состояние орошаемых земель и охрана почв от ирригационной эрозии // Материалы юбил. Науч. Конф. Казан. СХИ.- Казань, 1992.-Ч.1.-С.112-115.

166. Сб. «Эрозия почв и борьба с ней», М.: «Колос», 1980

167. Светличный A.A., Светличная И.А. Пространственное моделирование склонового стокообразования // Водные ресурсы, 2001, том 28, № 4,с. 424 -433

168. Скрябина O.A. Водная эрозия почв и борьба с ней.- Пермь, 1990.

169. Смирнов А.А.Режим орошения культурных пастбищ в центральныхрайонах Нечерноземной зоны РСФСР. Автореф. Дис. На соиск. учен. Степ, канд.с.-х. наук. — М.3 1979. -20 с.

170. Смирнова P.C. Эрозия почв и приёмы борьбы с ней в условиях дерново-подзолистой тяжело-суглинистой почвы южной части Московской области.- М., 1954.

171. Соболев С.С. Защита почв от эрозии и повышение их плодородия. — М.: Сельхозиздат, 1961.

172. Соболев С.С. Развитие эрозионных процессов на территории Европейской части СССР и борьба с ними. — М.: Изд-во Академии наук СССР, 1948-60 гг.

173. Справочник по гидравлике / Под ред. д.т.н., проф. В.А.Большакова/. — Киев: «Вища школа», 1984.

174. Срибный И.К. Расчеты скоростей течения воды на склонах, подтвержденных эрозии. // Гидротехника и мелиорация. 1999, № 4, с.47-51.

175. Станков Н.З. Корневая система полевых культур.- М. Колос, 1964. — 278 с.

176. Судницын И.И. и др. Фильтрация в дерново-подзолистой почве при орошении / Судницын И.И., Сидорова М.А., Васильева М.И. // Мелиорация и вод. хоз-во.- 1997.-№2.-С.21-24.187.- Сурмач Г.П. Водная эрозия и борьба с ней. Л.: Гидрометеоиздат, 1976.

177. Сурмач Г.П. О допустимых нормах эрозии и классификациях почв по смытости. // Почвоведение, 1985, № 7, с. 102-111.

178. Сухановский Ю.П. Гидродинамическая модель дождевой эрозии почв. // Доклады ВАСХНИЛ, 1988, № 9, с.43-45.

179. Сушко В.В. Исследование факторов, влияющих на эрозию почв при дождевании // Защит. Лесоразведение и мелиорация земель в степных и лесостепных районах России. Волгоград, 1998.-С. 137-138.

180. Танасиенко A.A. Эрозионные потери почвы и гумуса на склоновых землях Западной Сибири // Пробл. предотвращения деградации земель

181. Зап. Сибири и осуществление госконтроля за их использ. и охраной.-Барнаул, 1997.-С.99-102.

182. Тихий C.B., Руденко Б.Г. К вопросу о расчёте эродирующей способности жидких осадков // Природно-ресурсный потенциал горн. Р-нов Сев. Кавказа. Краснодар, 1987.С.55-56.

183. Тищук JI.A., Жукова И.И. Эрозионный потенциал дождей центральной почвенно-эрозионной зоны. М.,1995.

184. Толоков Н.Р. Оценка эрозионной опасности с помощью ливневых индексов // Почвоведение.-1999.-№7.-С.894-898.

185. Трегубов П.С. Противоэрозионная и противодефляционная стойкость почв и пути её повышения. М.: ВНИИТЭИСХ,1980.

186. Туев H.A. Микробиологические процессы гумусообразования. ВАСХ-НИЛ. -М. Агропромиздат, 1989. 239 с.

187. Тулайков Н.М. Избранные научные труды (Саратовский период деятельности). Саратов: НИИСХ Юго-востока, 2000. — 302 с.

188. Тюльдюков В.А., Кобозев И.В., Лазарев H.H. Концептуальная модель адаптивного лугового кормопроизводства в системе земледелия // Известия ТСХА, 1993.вып.З.- С.29-45.

189. Тюльдюков В.А., Прудников А.Д. Влияние условий возделывания на качество продукции многолетних трав // Агрохимия. 1998. № 8. С.ЗЗ-39.

190. Тюльдюков В.А., Савенков A.B. Оптимизация водного и пищевого режимов при использовании многолетних трав. — М.: ВНИИТЭИСХ, 1984. -44 с.

191. Утешев A.C. Атмосферные засухи и их влияние на природные явления. Алма-Ата, 1972. - 273 с.

192. Фёдоров В.М., Исмайылов Г.Х. Ирригационный возвратный сток (закономерности формирования и методы оценки) // Вод. Ресурсы.-1994.-Т.21.№4-5.-С.553-562.

193. Филимонова В.А., Аверьянов O.A. Приемы обработки почвы в борьбе сирригационной эрозией. Сб. «Севообороты в условиях орошения», Волгоград, 1983. С. 121-125

194. Фокин Б.П. Предотвращение ирригационной эрозии при поливе дождеванием // Защит, лесоразведение и мелиорация земель в степных и лесостепных р-нах России.- Волгоград, 1998. -С 188-190.

195. Фокин А.Д., Карпухин А.И, Разжабова П.А. Микробиологическая деструкция органического вещества как фактор мобилизации труднорастворимых минеральных соединений // Известия ТСХА, 1996. №3. С.97-104

196. Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации / труды Всероссийской конференции. — М.: МГУ, факультет почвоведения, 2003. 342 с.

197. Хамраев М.Б. Теоретическая оценка процессов эрозии с точки зрения равновесия экологических систем // Борьба с ирригац. эрозией и повышение плодородия дефлир. почв. Ташкент, 1991.-С.91-97.

198. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. М.: Изд-во МГУ, 1994. 520 с.

199. Циприс Д.Б. Орошение в Нечерноземной зоне. М.: Колос, 1973.-191 с.

200. Чёрный С.Г. Оценка ливневого поверхностного смыва на орошаемых землях // Мелиорация и вод. Хоз-во.-1993.-№1.-С.31-33.

201. Чёрный С.Г. Оценка поверхностно-склоновой эрозии почвы при поливе дождеванием // Земледелие. 1990. №10. С.72-73.

202. Шабаев А.И. Адаптивно-экологические системы земледелия в агро-ландшафтах Поволжья.-Саратов:ЗАО ПЦ «ИППОЛиТ-99», 2003, 284 с.

203. Шатилов И.С. Биологические основы полевого травосеяния // Доклады ТСХА. М., 1972, вып. 180. 4.1. С. 189-220

204. Шатилов И.С. Максимальное аккумулирование солнечной энергии культурными растениями важнейшая задача современного земледелия //Вопросы интенсификации земледелия. - Йошкар-Ола, 1979. С.72-82.215216217218219220221222223,224225,226,227,228

205. Шашко Д.И.Агроклиматическое районирование СССР.- М.: Колос,1967.-335 с.

206. Швебс Г.И. Теоретические основы эрозиоведения.-Киев-Одесса,1981. Швебс Г.И. Формирование водной эрозии стока наносов и их оценка. Л.: Гидрометеоиздат, 1974,184 с.

207. Шеин Е.В., Карпачевский JI.O. Толковый словарь по физике почв. М.: Геос, 2003, 125 с.

208. Шикула Н.К. Борьба с эрозией почв и земледелие на склонах. Донецк,1968.

209. Шишов JI.B., Карманов И.И., Дурманов Д.И. Критерии и модели плодородия почв.- М., 1987, С. 183

210. Шорин П.М., Чибирова А.Х. Экологические аспекты защиты горных и склоновых земель от эрозии // Тез. докл. междунар. науч.-практ. конф. «Раст. ресурсы и биотехнологии в агропром. комплексе».-Владикавказ, 1997 (1998).-С.189-190.

211. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. Учебник для студентов ВУЗов.- М.: «Энергоатомиздат», 1984.

212. Шумаков Б.Б., Парфенова Н.И., Решеткина Н.М. Экологические требования к системам земледелия на орошаемых землях // Земледелие. 1997. №4. С. 18-20.

213. Aarstad J.S., Miller D.C. Effects of small amount of residue of residue on furrow erosion // Soil Sci. Soc. America J. 1981. V. 45. №1. P. 116-118. Beck D., De Boer D. Energy vs. runoff // South Dakota Farm and Home Research. 1984. У. 35. №1, P.12-17.

214. Berg R.D. Straw residue to control furrow erosion on sloping irrigated cropland // J. Soil and Water Conserv. 1984. V. 39 №1. P. 58-60. Borelli J. et al. Soil loss from furrow irrigation // Wyoming Agr. exp. St. Bull. 1983. V. 804. P. 1-4.

215. Carter D., Berg R. A buried pipe system for controlling erosion and sediment loss on irrigated land // Soil Sci. Soc: America J. 1983. V. 47. №4. P.