Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность комплексного влияния лесных полос и почвозащитной технологии при возделывании сельскохозяйственных культур на каштановых почвах Центрального Предкавказья

ВАК РФ 06.03.04, Агролесомелиорация и защитное лесоразведение, озеленение населенных пунктов

Автореферат диссертации по теме "Эффективность комплексного влияния лесных полос и почвозащитной технологии при возделывании сельскохозяйственных культур на каштановых почвах Центрального Предкавказья"

РГ8 Ой - НОЯ 1995

На правах рукописи

ВОЛОШЕНКОВА ТАТЬЯНА ВЛАДИМИРОВНА

ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОМПЛЕКСНОГО ВЛИЯНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЛОС И ПОЧВОЗАЩИТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ 1РИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

Специальность 06.03.04 - агролесомелиорация и защитное лесоразведение, озеленение населенных пунктов

Авторефзрат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Волгоград -1995

Работа выполнена во Еоероссийском научно-исследовательской институте агролесомелиорации.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук Ю.И.Вчсильев.

Официальные оппоненты: доктор сельскохогяйотвенных наук М.М.Лазарев; кандидат географических наук А.Н/'анин.

Ведущее предприятие - Волгоградски лу -, ли ственная сельскохозяйственная академия.

Защита состоится "23" Н£>М>}^' 1В95 г. в

40 часов на

засекании диссертационного совета Д-020.11.01 во Всероссийском научно-исследовательской институте агролесомелиорации.

Адрес: 400062, г.Волгоград 62, ул. Краснопресненская, 39, ВНИАЛМИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института агролесомелиорации.

Автореферат разослан

1ЭЭ5 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Л.А.Петрова

- 1 -

ОЕШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ключевой задачей сельского хозяйства был 1 остается неуклонный рост производства зерна.В сложившихся поли-гшсо-экономичрских условиях Северный Кавказ и, в частности, Ставропольский 1-г-ак становится одним и? важнейших поставщиков се ль-ггс-:п?ян.:тЕенно1. прсдуктп-: в Россга:. Однако, степняя зона Покт--зяьного Л-'ел'МЕ'-.згьг г кзтсрг£ юг; елызаетс? более 90 *, сетей :;:?г."!гг-:. ст-^пз-'Г-г: гггайге;. нестзОплигэстп; г элтенпеводства, ют.ьгоГ: ы:- его ог прг.родкнк услсгг.й,

(¡5 3X территории Стшрополх?. существует опасность проявлял де}япвх». Сп»»же пклыпк 9ури повторяется чзчди? 3-4 год.ч. :ург сс<?зп5Г. к стаСп": пьтенсг^костг. - гракпг«-п: еяегодв:». Згг

УГр-РГ ЕЬ:ДУБЗ.::Г- КаГ.^йЛе» ПЛ^ДОрО^ТОГО I! ТруДКОВССП'.'ЛЖ!

г."-- глпя вэчек I теп, стешп? г-.-на Вентгз.п т»у

- •."талагт <_~т регуляр!«;". залу:: и су.'л'Ееев. 5 г», «сдв е '.•тчг'лггг'тьм'; гол'. вал?!!';" сг,:р зерна р г; '">•- л'т-тш 4.7 мл к. т. то к ке*--*:: пгг.зткм-'- :н согрэгл-?'г.'л п"т;п в г р>-

Иу».кс -тг-хкт! т'1 1з;:т. чте лугатл'Я кз Стлррглпль -к" лег!--:;1, пол. " ;:-- *-';гт-чпЕ.а-"т лолнт рэ;::::п: ме>:г::;л"' л:л ;

Т-'ГЧ г _-,!-• -:г

пл-гл. '.¡;*--нг.;я н прогно? ?г<; гктпык л: глмпл^ксчого ьлпяппл ле.--и: т\Л'":с п почвггззшппй технологии I _,~;тЛквзвдй -тг--.-п

ти культур. В связи с этим в задачу исследовании входило:

- изучение физических свойств и противодефляционной устойчивости поверхности пдчЕЫ в облесенных севооборотах с обычной и почвозащитной технологиями возделывания сельскохозяйственных культур;

- рассмотрение скоростного и водно-питательного режимов в облесенных севооборотах;

- определение влияния лесных полос и технологии возделывания на урожайность сельскохозяйственных культур;

- оценкз хозяйственной эффективности комплекса лесных полос 1: технологии возделывания сельскохозяйственных культур.

Работа выполнялась в рамкач тематического плана ВНИАШ.И пс разделу 03.03.05. "Разработать принципы оптимизации систем полезащитных лесных полос для Западной Сибири, Северного Кавказа 1 Нилибго Поволжья". Исследования проводились на базе колхозз "Россия" Блзгодарнбнского района Ставропольского крал.

Научная нсаизяа. Впервые для каштановых почв засушливой еош Центрального Предкавказья исследована прстиводефляционная эффективность комплексного нлияшп лесных полос и почвозащитной техно логшг, выявлена связь физических свойств и ветроустойчивости по аерхнооти казтаношс почв с запасами влаги пахотного слоя а пери сд ссработки, приведена ее математическая интерпретация; изучен, пространственно-временная динамика стерневого экрана; выявлен особенности фсрыгрсвашы водно-питательного релишз а облесении севооборота-: с обычней л почьсэащиной технологиями возделывани сельскохозяйственных культур; установлено влияние лесных полос элементов почвенного плодородия на эффективность водспотребдени зерновых культур; рагемотрены особенности формирования структур уролал различных культур севооборота при условии раздельного комплексного применения лесных полос и почвозащитной технолоп:

еоэд5дывзнлл.

Практическая еначпмость. Изученная противодефляционнап -эф фективнссть комплексного влияния лесных палое и почвозащитной технологии позволяет установить оптимальные параметры агролесо-комплекса, о<!"-спечнвалпше мэксимальнуо защиту почв от выдувания; ' выявляет пуп: снижения потерь почвы при несоответствии параметров систем лесных полос факторам дефляции.

Аналитические выражения связей физических, аэродпнзмиче:кпх сропсгв почв, урз.*.зЛ;псг!: герно-ых культур с элемента;.«: ео-чс-питательного рел;:мз ногут Сыть испо.цронаны для прогноза развит, дефляционных гроце:соа к фор-миров англ урожая е облесении:-: севооборотах.

Апробацна работы.Основные результаты исследован:;:"! докладнва ""'I г. обсуждались ка е.«егодн1!:-: гасезанпл:-: Ученого Совета БИ1АЛС!

гг.), к а р?сгу5л:,гаяс1с.'й конференции мотодь;:: у*-?!":: ■ ипалпгтеа в ЕС .г.Родгсгг«, г.), всего?-?;-:;' г=.,-;

н.-пракптческо;': коп^'рени'Т! го гг'Лгемяи ингэчегфгглл.";: ;: сзапстЕэкного произвел-тга е г аг;."1. > г.Ал"а-Ага, г. к I

р>=п:;нзли;кч каучкэ-»¡? т~дич-=;и:--- к:'!^ерек:лпх мтт'днх ; чен-ы л-нпраятов во ЕНИАЛ" (г .Ро !гограл, 1?'??, 1550 гг.).

По материала» Л1*:с«гргг»ш:и спу'.'лпк звано 5 пс-чагны ру» ;.

Структура и сбьем рабсти. Дп;~;рт~ц;'л о-'-тент из введе;-;-;. глав, с'цих выводов, рек:>мендз'-.'п.'1 пропзво.1 .тну, гпи-гез гт, зеванной литературы и грглоленпй. (йе'.й г<5геч дигобрг-.'„:> 124 страницы, в той часле - 24 тзАаеиь, 1Э ритунчэе, 10 п кип. Список непэльгованпей литература Еклсчает 171 источник, ; тс-., числе 11 - на иностранных, яэыта.".

- 4 -СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение

Обосновывается актуальность темы, налагаются цель и вадач! исследований, научная новиэна и практическая значимость работы.

1. Обаор литературы

В настоящее время накоплен обширный материал по иэучеши притивсдефляционной и мелиоративной роли лесных гю.¡ос и почвоаа цитнай технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Ус тановлено влияние этих приемов на ветроустойчивость поверхност пичьи, снегоотлолыше, динамику влажности, содержание питательны вешеств, урожайность и т.д. (Д.Г.Енлгнскнн, 1945; II. С. Захаров 1965, 1970; Г.Г.Данилов, 1963, ГУ,'!; А.Р Константинов, Л.Р.Отру аер, 1 974; Е.И.Шлтин, 1Э65, Д.А.Эайцава, 15','У; Е.П.Рябов

1у74; М.И.Дслгилевич, 1978, М.¡1.Долшдеенч, Ю.И.ВазильёЕ

А. 1!. Санин, 5973, 1981; С. Н. Ефимов, 1971, 197а и др. )• Однакс д-.-йо1вие ааадпник насаждений и технологии серайотки зочьи в болг. гшстве случаев рассматривается рзгд«л1но. Вместе п тем, ыноп зятсри приедят к выводу, что для ыаксиыальисго сшмеьол а&т«1 почш от дефляции и ссэдзнил условий для иалу-одил ысскю: ч с;: билших уролаев ц«с?!:-:огимо совместное конольбсвыи* лесник чодс п почвоэакягнсй агротездики (С.Н.бдгпэнсв, 154?, 1970; А.Р.Ко; станпшов, Л.Р.0труЗ'-'Р, 1971; Б, И. ьннл радиа, У.Л.Цс-лта.

внч, 1973; К.П.Игщвдкнн, Е.С.Паьлиагкин, Багнльб!

1979; Г.Г.Данилов с соаат., 1933 и др.).

Экспериментальные исследования пэ эгсыу асвдросу нешюгочн лешш, а для каиганоьих почз засушливой зоны Центрального Пре. кааказья практически стсугствуиг. Пе&гоыу яеучс-ние эффективное

комплексного влияния лесных полос и почвозащитной технологии возделывания сельскохозяйственных культур представляет интерес для науки и практики.

2. Зизико-геограФичесгага условия района исследовании ■ Исследования проводились в 1986-1989 гг. в гоне сухой степи Центрального Предкавказья на баг" к лхоаа "Россия" Благодзрнен-ского района Ставропольского края.

Агро-климатический район проведения исследований характеризуется как засушливый, с ГТК 0,7-0,9. Климат континентальный, с жарким летом и значительным падением температуры зимой.

Коэффициент увлажнения территории 0,3-0,4. Среднее многолетнее количество осадков - 404 мм в год, испаряемость - 1077 им. Осадки теплого периода составляют 70 \ годовой нормы (максимум их соьладзвт с текем) п г "сят "=сачтер коротких интенсивных итьчи.

Центральное ПргД'сзвкзДС отличается высокой напря^-нност; ветрового ре.*1П!3. йа год быЕзет лс 43 дней с силыфи в«тр'л: (15 м'с и Солее). Преобладают ветры восточных с западных напр.чз-лекип, причем восточные ветры могут проломаться в течение скольких дней подряд.

Неблагоприятные пс-годные условия (засухи, суховеи, пыльние бури) проявлялись практически во все годы наблюдений и были наиболее интенсивными в 19£б-1й67 гг.

3. Програ.а/а и методика исследований Целью эксперимента было установление эффективности комплексного влияния лесных полос и почвозащитной технологии.

Для этого в сети лесных полез в севооборотах.с обычней и почвозащитной технологиями возделывания сельскохозяйственных

культур программой исследований предусматривалось изучение следующих вопросов:

1. Физические свойства и противодефляционная устойчивость поверхности почвы (эквивалентные диаметры, глыбистость, содержание эроаионно-опасных частиц, параметр шероховатости, критическая скорость ветра, эродируемость, динамика стерневого экрана).

2. Режим скорости ветра в зоне влияния лесных полос и за ее пределами на различных агрофонах.

3. Бодно-пнтательный режим (снегоотложение, динамика влажности почвы, фоновое содержание подвижных форм азота, фосфора, калия).

■1. Урожаи сельскохозяйственных культур и его структура.

5. Хоэяйсгаенаэл оценю комплексного »лиаиил лесных полос и псчвоэазпгнай технологи!!.

Опыгные осгекгы били заложены а сети молодых лесных полос о расстояниями между ними 49? и 323 м. В межполосных клетках рагме-плл'к! по 14 ег'рпонтсе, 51!.шт1:рСВ2£м1." 2 семипольных а*рнспзрсирс-1722ил севооборота.' с сбычасй технологлеп чоаделизмия, яредус-!атрИЕ^.'!;;ен отвальную гсласку, п почвозауиной, лредусыэгриазяий гггим гнепие ллсскг. сегсд.!? орудий и оставление стерни, "■»седоват» культур о св£.зс<!сгств: пар чистик - сгпмдл глеапиз - сг;и.1ая лш-::ица - пар чистый - ог,;мзя гас-книа - яровой ячмс-»ь - ,:?;;соли*»^«к .а силос.

.".г:ыт:ще с«йссСсрсты с раздирали технологиями сссзбстки псч-гц били дзалда г.ссго:>;;<и и простр&лСГЕе. ;-з:псдсх*нлз -¡лллалтов ските рездсилэярсззинее. Г.-ощадь ¿азнаягз сссгагля.-.з 2,2-4,2 га, плсдздь паям, егЕеде-ьнсн .л:; zrж^¡) - ¿3,3 гг.

Г.очзи сСье!:тс2 - лсь-г-^и^стло-'лшедгярил-'«рбс.чагаи« срв^-суглшися». ОсдерлЗлне гумусд - !,53-1,?-3 .1;

Основные лесные пслосы 4-рядные, расположены поперек врздо-ногннх ветров с ССВ на ШЗ. Главная порода - Robinia pseudoacacia. Средняя, защитная высота по мера роста полос «вменялась от 4,1-4,3 до 5,8 м.

Исследования по программным вопросам проводились на основании общепринятых методик 'Б.А.Доспехов, 1379; П.Л Ничитп;:, М.М,ЛзэареЕ, 1573; Методу згрейигических игол^тс-ваний почв Средне:'; í-í-ym, 1573: V 1:,Л'31гкл»виЮ.К.Еасильеь, А.Н.Сзлпн и др.. 1577, 15-í¡ И.З, Ар.инуслг.-.л, 1573; Агрохитгсзские методы исоледо-ьаккя пета, 1375).

Результаты исслеЕОсЗкий бьш: сТ-ра^отани на ЗЕК типа IEli PC с гроцессорсм "Intel"- 30355, Исг.ольгоЕались па'-еть: стандартны:-: стз-тнотическг.-с програ-м (гг-о^зеодстео С«:",), а тэтев авторские прог-пчм-м кз ягшгах "BASIC" и "FA?CAl".

4. Сигичесчт' свойства и i етроустопчпвость почвы кз сблесенких полях з севооборотах о обычней и пзчаогзмтн?!*: технологиями Боадельтакид сельскохозяйственных кул;,тур

&í-reKTi!BHocTi комплекса лесных полос и почвозащитной технологии определяется его зззатшм действием, направленным на предотвращение выдувания почвы, и мелиоративным действием, глияелнм на формирование урожая сельскохозяйственных культур.

Противодефлящюнная роль гашитно-мелиоративны.: Meponprai:n определяется ветроустойчивостью почвенной поверхности, которая в гпло очередь зависит от фигических свойств верхнего слоя почни и наличия эзЕщгного экрана, а также режимом скорости ветра, склалн-вр:-щ1мся над защищаемой территсри-.й.

Исследования показзлг, , что фтпеские свсйстез еер;:н--гс 0-5 см елея почвы тесно связаны с (.'етеорологическши усл'свилмтт.

режимом влажности почвы в период ее обработки, технологией возделывания и видом сельскохозяйственной культуры.

Наиболее глыбистая структура сформировалась острозасушливой осенью 1986 г., когда не только в пахотном, но и в метровом слое почвы влаги практически не было. При атом на вариантах с отвальной вспашкой эквивалентный диаметр всех агрегатов (с1в) колебался в пределах 28,9-102,0 мм и был в 1,1-5,2 раза выше, чем на вариантах с плоскореэной обработкой, где его величина варьировала в пределах 24,4-51,2 мм. В более же благоприятную по условиям увлажнения осень 1987 г. величины эквивалентных диаметров были значительно ниже, и явного преимущества той или иной технологии не наблюдалось.

Минимальные значения с1а отмечались на посевах озшлых по пару, где почва в период парования подвергалась многократным обработка'.!.

Большое влияние на структ>рный состав почвы оказывают климатические условия осенне-зимне-весеннего периода. Центральное Предкавказье характеризуется неустойчивым снежным покровом и частыми оттепелями (до 50 дней за сезон). Цикличность процессов увлажнения-высушивания, замсраживашш-оттаиваниа, а также увеличение запасов влаги в пахотном слое вызывают в почве два противоположных процесса: распад крупных агрегатов, который идет тем интенсивнее, чем глибистее сформировалась структура с осени, и встречный процесс коагуляции самих мелких частиц (диаметром менее 1 и менее 2 мм). В результате этого структура выравнивается, стремясь к некоей генетически обусловленной величине.

Связь параметров структуры почвы (У) с запасши влаги а пахотном слое почвы в период ее обработки (X) в интервале изучаемых величин удовлетворительно описывается экспоненциальной функцией

вида

у,9Са+ЬХ)>

где величина и знак коэффициентов а и b изменяются в зависимости от изучаемого параметра и технологии возделывания. Наиболее высокие коэффициенты корреляции (0,711-0,795) и детерминации (50,49-63,22 X) характерны для эквивалентных диаметров всего образца почвы и частиц размером менее 1 мм.

Вследствие сглаживания структуры величина эквивалентного диаметра всех агрегатов резко снижается, в результате чего в любое время года открытая сухая почва является дефляционно-опасной и требует применения защитных мероприятий.

Известно, что для предотвращения дефляции на поверхности необходимо иметь 2с0-э00 ет/м2 или 0,3-2,4 т/га стерни (Э.И.Еепкс к , 1379; С.й.Fenster, iS73 и др.)- При имеющемся уровне урожайности эерноеых культур i засушливой зоне Центрального "родклз-t я стесневсй эксы» может обеспечить надежную -защиту псчан только после уссрки. 3 этот период на псэгрхностн сссзется з соеднем 57° 'л/ч* (1,4.5 т/га) стерни. При этом плсттюсть стерневого зсрзнз !о :-,!-;.лпо.:оС!1;му крсотсзнгтзу вменяется, дзстэтяа азисимамэд« значений :s эсн.ах влияния лесных полос. Количество стесни, ост-зшэесл после уборки, тесно связано с урсжа-м co/.c?ih, ч ггз гааисгассть имеет 5 ид степенной функции.

3 псо:;?ссе технологических обработок ч естестсэннсго рзэхг.-лвнил' чоличгстзе псжнзгакчх остатков оегка сскраштея. Пссл"- со-.iC2':f0ii гсе.ччей -;слгстс-.ки сочгы сахспнлегсп 2S-1 ;'.;т/ч4 ( 1."? ?,), z ~

удэ :;едсст.згсч -с д,--.;; аслта-го кпшш, р 'J~cr ;,c>i::-iT г.-.с^ггче« .-"гдемсй

"оо земные cec:!c;t, хпу.з. псг.ссу

находились в безлистном состоянии, показали, что ветровой режим на всех агрофонах складывался приблизительно по одному закону: за лесной полосой наблюдалось резкое снижение скорости ветра с минимумом в зоне 2-5 Н, а затем ее постепенное увеличение и на расстоянии около 35 Н достижение уровня открытого поля. Т.е. в без-' листном состоянии молодые лесные полосы защищают лишь область шириной 20-25 Н, на остальной же части межполосного пространства скорость ветра снижается не более чем на 10 7..

Главным критерием почвозащитной эффективности лесных полос и агротехнических приемов является эродируемость почв. В наших исследованиях эродируемость открытой каштановой почвы колебалась от 0,14 до 3,14 т/га.ч (в зависимости от сезона года, технологии возделывания и вида культуры).

Анализ эродируемости, проведенный на основе рассмотренных режима скорости ветра и динамики стерневого экрана (табл. 1), показал, что галунные свойства пожнивных остатков зависят от их количества. При оставлении на поверхности 224-270 шт/м2 стерни эродируемость почвы снижается на 69-91 X, а при оставлении 33 ит/м2 - на 50 X.

Лесные полосы при их малой высоте (4,5 м), высокой ажурности (74 X) и существующих межполосных расстояниях (467 м) уменьшали эродируемость только на 13-33 X. При этом, в соответствии с изменением скорости ветра по межполосному пространству минимум выдувания' почвы находился в зоне 5-10 Н, а в зоне 35 Н и далее эродируемость восстанавливалась до уровня открытого поля (рис. 1).

Максимальным противодефляцнонным эффектом обладают лесные полосы в комплексе с почвозащитной технологией. Они снижают эродируемость на 91-94 7. при плотном и на 61 Z - при иэреженном стерневом экране. Доля лесных полос в снижении выдувания при этом

- и

Таблица 1

Показатели зродируемости почв в среднем по межполосному пространству (к-э "Россия" Благодарненского р-на Ставропольского края)

Варианты опытов Технология возделывания Эродпруемость, т/га.ч Снижение эродируемости,Х

открытое поле облесенное поле стерней в открытом поле лесополосой без стерни системой "лесополоса-стерня"

без стерни со стео-ней без стерни со стерней

общее в т. ч.

стерней ле-со-поло-сой

Озш.гая 1 0,44 0,22 0,35 0,17 50 20 61 67 33

пшеница 2 0,51 - 0,38 - - 26 - - -

по пару-

Пар 1 0,47 0,04 0,39 0,03 91 17 94 82 18

2 0,49 - 0,ЗЭ - - 20 - - -

Яровой 1 0,46 0,05 0,40 0,04 89 13 91 86 14

ячмень 2 0,56 - 0,39 - - 30 - - -

Подсол- 1 0,50 0,05 0,39 0,03 90 22 94 77 23

нечник 2 ' 0,55 - 0,37 - 33 - - -

Примечание: 1 - почвозащитная. 2 - обычная технологии, составила 14-33 X, а доля стерди - 67-83 Т..

Относительно малое участие лесных полос в этом случае обусловлено слгапксм большими межполосными расстсяниями, при которых зона влияния защитных насаждении занимает всего около 36 I площади поля.

Если же рассматривать межполосную клетку шириной, равной зоне "ветровой теки" (около Э9 Н), то рель лесных полос возрастает. В этих условиях они снижают эродируемссть нз 38-55 % по сравнеыи с открытым полем. Однако и здесь максимальный почвозащитный эффект наблюдался в системе "лесная полоса - стерневой экран", где эродируемость снижалась на 77-94 \ . При этом яоля лесных полос вырастала до 42-56 7..

Расчет годовых потерь почеы (табл. 2) показал, что при продолжительности пыльных бурь в исследуемом регионе 34,6 ч и ыакси-

(к-а "Россия1

Таблица 2

Величина годовых потерь почвы, т Елагодарненского р-на Ставропольского края)

Варианты опытов Технология возделывания Открытое поле Облесенное поле Предельно допустимые межполосные расстояния

L=487 м зона ровой "вет-тени"

без стерни со стерней

без стерни со стерней без стерни со стерней без стерни со стерней

Озимая 1 2,11 6,06 9,69 5,93 6,90 4,00 - 405

пшеница 2 8,30 - 5,14 - 3,90 - 349 -

по пару-

Пар 1 7,96 0,72 6,61 0,48 ¿,79 0,22 - 433

о 9, ОС - 7 Г1" - 5.13 - -

ЯООВОи 1. 0,38 i, U г.-es 0,93 е,аз 0,73 - 433

ячмене 7f 32 - 7,05 300 -

1 з'хс С-, 9 J 7,С2 0,64 5.04 0,54 - 441

0,3 - Г >?гт f 1 > -- - 4.&1 - 235 -

i'szih-Л cczzc: : год г^унгст:.;

а -izy

I ;л.: гг -ц: ' С} г'- i

% oficze-ieKBcoKi 21 и/о г откхнтск лег* 7,5v*i2,U ?/ra гочба. Лесные полось: ежжхг el--Г, - Г ■! TZ; c.-eoiPKSi зкрг." - 0,72-3,Ос т, гс,

'.: п:л.,1':=1 - ст°ггего,;: экра."" - '■'> 0,46-3.JC г. г:

Г" Е

г-.*. ■;.: - гк-.г" ' состой!-х,. с .

:v 7:Z~ : v ':.z: и сохгаш::.. тгкг.-.

. осгг-Т;-:о: ¡..г г:-;" г.с'•" zzctz- гегмежл: "..¡г..:'" га-." л:; "Micrs:: rz\. Lе:-:тг.а.тгнегг Г.:ег : .■■ гГ'^стсг::'1'"

-.■■у.... к.-:. ii-r:"" - " к о"т:. /.ал. н: г

... rr -tezzr: Cl>Z.': Е- пгнм?--

":-л;-:г."с'г'-. с;: м:гу ItT. УЕ-ели-.еи--:

- 14 -

5. Водно-питательный режим на облесенных полях в севооб'тотах о обычной и почвозащитной технологиями .¿вделывания сельскохозяйственных культур

Мелиоративное действие лесных полоо и почвозащитной технологии определяется их влиянием на снегоотложение, водно-питательный режим и урожайность сельскохозяйственных культур.

В засушливой зоне Центрального Предкавказья при относительно малом количестве зимних осадков и неустойчивости снежного покровг лесные полосы в комплексе о почвозащитной технологией увеличиваю! снегоотложение в среднем по межполосному постранству на 5-30 7. (I межшлейфовой зоне - на 6-3? 7.) по сравнению с обычной технологией и обеспечивают более равномерное распределение снега по облесенной клетке.

Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы - показател! очень динамичный. Их величина и характер распределения в межполосном пространстве определяются целым рядом факторов, которьи вклячает в себя влияние лесных полос на характер снегоотложения 1 общий микроклимат прилегающих полей, погодные условия, количеств! и качество твердых и жидких осадков, технологию возделывания : вид сельскохозяйственной культуры.

В целом комплекс лесных полос и почвозащитной тэхнологи обеспечивает лучшее накопление и экономное расходование влаги межполосном пространстве. Более ярко его положительный эффек проявляется в засушливые годы, а также- в наиболее ответственна моменты вегетации (осенний сев и особенно фаза колошения), когд из-за почвенной и атмосферной засухи, отсутствия существеннь осадков очень остро опушается дефицит влаги. В этот период I большинстве вариантов с почвозащитной технологией запасы влаги метровом слое почвы были на 1,6-25,8 мм больше, чем на вариант;

с обычной технологией возделывания сельскохозяйственных культур.

Важным фактором , влияющим на урожайность сельскохозяйственных культур, является обеспеченность их питательными веществами, в первую очередь - подвижными формами азота, фосфора, калия.

Содержание нитратного азота в слое почвы 0-20 см в наших исследованиях изменялось в довольно широких пределах. Минимум его наблюдался осенью - 0,12-0,20 мг/100 г почвы. Весной количество нитратного азота возрастало до 0,24-0,67 мг/100 г почвы (в 1,4-6,2 раза) и, по мере активизации биологических процессов, продолжало увеличиваться, достигая наибольших значений к периоду уборки. Причем в этот момент наблюдалась дифференциация его в зависимости от агрофона. На посевах озимых культур содержание нитратного азота составляло 0,40-0,56 мг/100 г почвы, а на паровых полях - 1,31-3,33 мг/100 г почвы.

При сравнении двух видов обработки нужно отметить, что на каштзноЕых почвах Центрального Предкавказья не происходит снижения запасов нитратного азота по почвозалщтной технологии, нао5о-рот, даже наблюдается тенденция к их увеличению по сравнении с обычной технологией.

Содержание в почве аммиачного азота слабо отличалось как по различным агрофонам, так и по технологиям возделывания культур. В среднем по межполосному пространству количество его изменялось в пределах: осенью - 0,12-0,32 мг/100 г почвы, весной - 0,11-0,71 мг/100 г почвы, в период уборки - 0,32-0,49 мг/100 г почеы.

Содержание подвижных форм фосфора колебалось от 0,40 до 3,85 мг/100 г почвы, при этом явного различия между технологиями не было обнаружено.

Количество же доступного кадия изменялось в диапазоне 27,8-58,7 мг/100 г почеы по почвозащитной и 21,5-50,3 мг/100 г

почвы по обычной технологиям, причем во вое сроки наблюдений на большинстве ваг'*лчтов с почвозащитной технологией содержание подвижного калия.Сило несколько выше, чем по обычной.

При рассмотрении изменения запасов питательных веществ по межполосному пространству нужно отметить, что в весенний период в зонах, прилегающих к лесным полосам (3-й Н), наблюдается тенденция к снижению количества нитратного азота и увеличению содержания аммиачного азота в сравнении о центром незащищенного пространства. В дифференциации жэ доступных форм фосфора и калия по межполосному пространству четкой закономерности не проявляется.

6. Урожай сельскохозяйственных '•-.ультур на облесенных полях а севооборотах с обычной и лсчзозаштной ■ технологиями юзделывзнил

Урожайность сельскохозяйственных культур з облесенных севооборотах изменяется как з еааииаюстк от технологии возделывания, гак ¡1 з функции ст расстояния от .¿есных полос.

Лесные полосы л дочэозагягязя .технология з йолювЛ стшмня влияют на озимке куш.туры, урожай которых зазисит от накопления соенне-Еимннх осадков, 'а также ла подсолнечник, чутко рез1ируюсш на дополнительное зллгэнакэплгниз. Ярозой де ячмень, г>ст и развитие которого определяется зесаинг-.лзтнимн осадками, 'га применение защитных мероприятий стзазаэтса сла£с, а з стдольных случаях отр!:цател1но.

2 веяв дляяния деснах юлос уродзиязсп., обгал са;масса, ;:с-лич957ЕО лрс^ухгяг-аьй ст«йлгй узвллчясаотоя. . -

бсл!.::шстде случаю едзвшдот.:< лэчзгваеттнад чзгмхяпъ.

Ср&>нитеагйьй шалив урс^агасогл л условно о:г,-

;итсл доле (30 л ст иссточнсй.л?снсй пглоск; л:«зо«ьаитная ле.-;но-

лошя, в сравнении с обычной, в среднем по межполосному про-стран' ' обеспечила прибавку по зерновым культурам - й-65 *, по подсол чку.на силос - 1-56 X.

Лесные ..олосы на фоне обычной технологии в силу их малой высоты и больших межполосных расстояний оказали менее заметное влияние. Прибавка в этом случае составила 1-21 X по зерновым культурам и 3-37 X - по подсолнечнику.

Максимальный же эффект обеспечивало комплексное влияние лесных полос и почвозащитной технологии. Прибавка урожайности по сравнению с условно открытым полем составила по зерновым культурам - 7-65 X, ио подсолнечнику на силос - 28-69 X.

Минимальные прибавки урожайности, а в отдельных случаях и некоторое ее снижение, наблюдались по яровому ячменю и озимой пшенице по пару после подсолнечника, что объясняется биологическими особенностями яровых культур и предшественника озимых - под солнечника, чрезмерно иссушающего почву.

Наиболее сильно эффект совместного влияния лесных полос и почвоэапщтной технологии проявляется в экстремальных условиях, г.е. в засушливые годы и по худшему предшественнику. При этом защитные насаждения и технология возделывания, в отличие от их рай-делыюго применения, как правило, усиливают положительное и ком пенсируют отрицательное действие друг друга.

В засушливой зсне Центрального Предкавказья влага являеюч основным лимитирующим фактором. Поэтому урожайность сельсксхо яяйственних культур в первую очередь зависит от их влагосбеспе-ченностн.

Связь урожайности (V) зерновых культур в открытом поле с ил суммарным зодопотреблением (2) за период вегетации (рис. 2) в интервале изучаемых величин для озимой пшеницы выражается уравнени-

!

* / •V

Xl У

/1 И

£ »ЛПИСИМОСТЬ У»ОААЙЧССТИ ( У ) ОЗИМОЙ ПШГНИШУ < ! I И ЯРОООГО ЯЧМЕНЯ ( а) о

открыто* none от оммарнсго рооопо-

TFE!>r.FМИЯ { Z )

к.

м»

(Н

|1!

1,01

1)92

• / : ] ; | П

/ .s'C

— — — —> V / 1.1__

7 / > — —

Р»% 3, СВЯЗЬ КОЭМ'ИиКН1ТА С УГОЖЛЙМОСТЬЮ I у )

озимой Панины ( I > к япорою ячменя ( г 1 в открытом ПО/1£

08122-15.631.

С1 дг.п ярового ячменя -

У-О,23292-34,935. Абсолютная величина урожайности определяется не голы» нали-г.ьм влаги, как таковой, но и эффективностью ее'использования. ¡З.згисимость между коэффициентом продуктивности эвапотрзнеппрашш. или коэффициентом продуктивности ведопотребления (КПо). и урожай-носив зерновых в открытом поле (У0) для озимой пшеницы (ряс. 3) имеет вил

Кпо-0,0022Ус,

а для яргвзго ячменя -

Кпо=0,Р042Уо, г-0.987

'Гг. л гашлтои л к них полос коэффициент продучтпвности эг.чпо-

грзнспирации возрастает «рис. 4), д^отиг-'Я мъкеимумч в я-и* 10 -£0 Н. Е зоне и-10 ¡1 он имеет тенденцию к опилен!»), оси^енн-четко проявляющуюся на яровом ячмене, Связь отношения коз^нцн-н тз продуктивности водопотребленпд (Кп) в зоне влияния лесник но лоо к величине его в центре межполосного пространства (КПо) с расстоянием от лесных полос (Ю, выраженным в высотах древ'Х'чч н ПО, Еполне удовлетворительно списывается уравнением

¡13 ангшзз ра-четныч кривы:; следует, что в благоприятных условии;-, они имеют тенденцию к выравниванию.

.••к. -зммпив ог:к.1ььн<и х../к с гоугпгм сг геечт ;:смос

а - ... ' ^ -Г?

- - г.;

: - .лв, г.;

- ..¡^ \л 1С <>-,-< после зорнсеи*, г.:

; . *1> »е >5.3 г,;

- . ■ ..;пии.| >, ' '.'7 г.;

КП/КПс«з(1_/Н) е

ь--м1-/н>

„з ■/)

-о

- го -

На эффективность использования влаги кроме лесных полос большое елични" ■ 'клаывает содержание в почве питательных веществ. Коэффициент пр , /ктивности эвапотранспирации резко возрастает С увеличением содержания в пахотном слое нитратного азота (рис. 5).

Р«\ 5. ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА ОТ СОДЕРЖАНИЯ В ПСЧВЕ ПОДВИЖНЫХ НИТРАТОВ < А ' . ОТНОШЕНИЯ ПОДВИЖНОГО ФОСФОРА К ОБШЕМУ АЗОТ«' ' . /

/¿еличении соотношения между количеством подвижного фос-и общего азота коэффициент продуктивности эвапотранспирацш: имеет тенденции к снижению.

7. Хозяйственная эффективность комплексного влияния лесных полос и почвозащитной текнологии воаделывания сельскохозяйственных культур

Эффективность применения любых защитно-мелиоративных мероприятии определяется повышением урожайности сельскохозяйственных культур, а такие ослаблением или полным предотвращением вредоносного действия пыльных бурь.

В среднем, продуктивность пашни в расчете на всю севооборотную площадь возрастает под влиянием почвозащитной технологии - на 13,3 X, под влиянием лесных полос - на 3,1 î, а при их совместном применении - на 19,5 ?..

Лесные полосы в комплексе с почвозащитной технологией возделывания в 5 раз сокращают вынос почвы в период пильных Сурь (по сравнению с обычной технологией в открытом поле). При этом затрату труда и технига на восстановление почвенного плодородия до его пе[ нглгнчального уровня снимаются на 37-40 .%, а расход ипнеранлш.ч ударений и rcfычв-сшгсчиих материален уменьшетсл в 5 р.зг.

ешода

1. litjH'iecкие саоиства яагаяновш поча Центральнего

к»м.;« спреде.ы^гся иегееролсгнчесюшп условиями, оедл.ч::м влэдгзс-:ч гючьи, технологией зоздельшзни;; л зидом селы:кохо.тп|"!стченнгл куллусы. £'иклн--шосгь процессов увлажнения-Енсуюгазяид, здиерям! .шил-стгзлвзянл, увеличение азязеев влаги а пакагжм слое по'ша з лерасд обработки аыэызгвт распад крупных агдомтсв и ¡OTary.w«iiu самых мелких почвенных частиц. Вследствие сглаживания огрукг.п*' открытая сухая почва дефляционно-опасна а льбое время года

2. Молодые лесные полосы снижает скорость.зетра более чем ш У.) X лишь з области межполосного пространства аиршюй £G-£5 Н.

3. Стерневой экран при имеющемся уровне урожайности зерновых культур может ''--печить надежную залшту почвы от выдувания только б послеуборочный период.

4. Максимально снижает эродируемость почвы комплекс лесных полос и стерневого экрана. Однако, при малой высоте и высокой ажурности лесных полос, существующих межполосных расстояниях и напряженности ветрового режима он не в состоянии сократить потери почвы до годовой нормы дефляции (3 т/га) на всех агрофонах.

5. В условиях засушливой гоны Центрального Предкавказья комплекс лесных полос и почвозащитной технологии возделывания сельскохозяйственных культур на Б-30 7. увеличивает отложение снега и равномерность его распределения по сравнению с обычной технологией и в целом обеспечивает лучшее накопление л экономное расходование продуктивной влаги в межполосном пространстве. Особенно заметно его положительный эффект проявляется е засушливые годы и в самые ответственные периоды Еегеташш (осенний сеЕ и фага голошения), корда наиболее остро ощущается дефицит еляги.

о. На каштановых почвах Центрального Предкавказья £ сети лесных полос почвозащитная технология не снижает содержания ни-тп; тного агата в слое 0-20 см по сравнению с обычной технологией и, гак правило, увеличивает содержание подвижного нм'ч. Количество же аммиачного азота и доступного фосфора непосредственна н.' связаны с типом обработки почвы. .

В весенний период в зонах, прилегающих к лесным полосам, содержание нитратного азота снижается, а аммиачного азота увеличивается в сравнении с центром незащищенного пространства. В дифференциации по межполосному пространству доступных форм фосфора 1 к-алия закономерности не наблюдается.

?. Урожайность, общая биомасса и количество продуктивны;

стеблей зерновых культур и большинстве случаев увеличивает, -а ь зоне влияния лесных пслос и по почвозащитной технологии. Наиболее отзывчивы к их всздеисгвш озимая пшеница и подсолнечник, шращг ваемый на силос. Яровой ячмень на применение защитных мероприятий реагирует слабо-, а в отдельных случаях отрицательно.

8. Комплекс лесных полос и почвозащитной технологии возделывания обеспечивает максшлалыше прибавки урожайности и общей биомассы (до 65-69 X). Наиболее ярко положительный эффект комплекса проявляется в экстремальных условиях, т.е. в засушливые годы и по худшему предшественнику. При этом лесные полосы и почвозащитная технология, в отличие от их раздельного применения, как правило, усиливают положительное и компенсируют отрицательное влияние друг друга.

9. Урожайность зерновых культур прямо пропорциональна их суммарному водопотреблению и связана линейной зависимостью с коэффициентом продуктивности водопотребления.

Под защитой лесных полос эффективность недопотребления увеличивается, достигая максимума а зсне 10-20 Н и снижается в не посредственной близости от лесных полос.

10. Коэффициент продуктивности эвапотранслирации возрастает с увеличением содержания з почве нитратного азота и снижается при увеличении соотнесения между подвижным фосфсрсм и общим азогом.

11. Комплекс лесных полос и почвозащитной технологии возделывания сельскохозяйственных культур а условиях засушливой &они Центрального Предкавказья, является хозяйственно эффективным ые рсприятием, т.к. на 19,5 X повышает продуктивность зернспаронро парного севооборота,а 5 раз сокращает потери почеы з период пыль ных бурь, снижает затраты труда и техники на восстановление гюч венного плодородия на 37-40 X, уменьшая при этом в 5 раз расход

- 24 -

минеральных удобрений и топлива.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для максимальной защиты от дефляции каштановых карбонатных почв засушливой зоны Центрального Предкавказья предельно допустимые расстояния между лесными полосами при условии достижения 1ни защитной быооты (7 м) и оптимальной ажурности (40 %) не должны превышать 300-350 м.

2. При выращивании сельскохозяйственных кугглур н веркопа-ролропашюм севообороте по почвозащитной • технологи.-: расстояния между лескьп.ш полосами могут быть увеличены до 400-433 к.

3. При несоответствии параметров систек лесных полос напряженности ветрового режима, а также на ранки;: этапах роста лесных полос, когда их влияние на снижение скорости вегр* ге распространяется на все межполосное пространство, для снижения потер1 почеь-в пгрисд пыльных бурь в зоне Центрального Предкавказья необходимо применять почвозащитную технологию возделывание сельскокоеай-CTBCHKíJX культур на всех полях зернопзропропзшого севооборота.

По материалам диссертации опубликован» следуют? работы:

1. Особенности формирования ветроустойчивости и -т •xrrr.z}:;. п л в пгн обычней и почвозащитной обработка;; ж системе ;«» л:кх по--1 1С /'• Вклад молодых ученых и специалистов l усксрен^е эк.:: cr¡. •¡от.ого рзгвиткя агропра&шюквэго ком::л?г,сг (тег. дс-и;. геопуй-'¡¡'.|-.з:;с:1х,х uor;¡epsK];r.-i). - Волгоград, 198-3, - С. 72-733. лесных полос и технологи: сбраЗот;.:: у:о-.v-я]. ót-piicxíjx культур // Материала всесоюзной кзучно-грБ*'':;; .еас-;' конференции "Вклад молодых ученых и специалистов в инт^н чЦпкашз' т-;ль--кохсеяйс!твояного производства". - Алмз-Ага, 1889. - Ч. 2. -

3. Разработать принципы оптимизации систем полезащитных лес-

полос для Западно» Сибири, Северного Кавказа и Нижнего Полл ь я // Агролесомелиоративные исследования а СССР. - Волгоград, ¡91. - Вып. 14(70). - С. 16-19 (в соавторстве).

4. Агрометеорологические факторы и урожай в Центральном )едкавкаэыз /.' Бюл. ВМИАЛМ11. - Волгоград, 1931. - Вып. 3(64). -

36-39.

5. Физические свойства каштановых почв Центрального Предкаа-»ья П Агролесоландшзфты. Проблемы, Свойства, управление и (енка / Иод ред. С.С.Иавловского. - Болгсгры), 1996. - Вып. (100). - С. 34-102.

ЛР Н 020763 24.03.93.

Подписано в печать 17.10.95.

Тирах 100. Заказ И. Печатный лист L.

400062 г.Волгоград, ул. Крз.онопре;;!енс1пл, 53,

Печатно-множительный участок ЕНИАЛШ.