Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Изменение плодородия почвы под влиянием полезащитных лесных полос

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Изменение плодородия почвы под влиянием полезащитных лесных полос"

... жхжаж <шдешш •.....................^

юрсшшш гса/д*кшжм ¿гртт -щштжшт ^ -■ шкдт/инкк---- ■ ■ --г , •• •• ■ РГВ ОД ...... -

2 7 ОНТ 1998 1 Ш ПРаШХ РУК0ШСИ

* • РЫБАЛКИНЛ НАТАЛИЯ ЕШШИРОША 531.4. 45:452.634.0. 115:64 •

. изменение п/шзрсдия шчш под влияние?!

■полезащитных ждах поях

.. Об. 01. 01 - ОШЕЕ' ЗЕМЛЕДЕЛИЕ

Автореферат диссертации на сош<аже ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Воронеж» 1998

Работа шполнена в НШ ШЯ т, ■ Е Е Докучаева в 1991-195

Научный руководитель:. . доктор сельскохозяйственных наук»

старшй нашш сотрудник ' - Свиридов А. г ОФиашльные оппоненты:

доктор сельскохозяйслвеншгнаук. профессор ~ Зезюков RII заслуженный работник сельского хозяйства Российской Федерал*

докюр сельскокозяйственшн наук, старший научный

сотрудник- * - r й, Кураков

Ведущая организаош. - Воронежский Государственник Универскге

Запша состоятся AiP^^t^ShL^___1998 г. в ______час<

заседании диссертационного совета Я 120. 54.03 в Воронежском ^агроуниверсигете им. К. А Глинки по. адресу: 39408?, г. Ворс уд {фиурина, 1.

С диссертацией можо ознакомиться в научной библиотеке 1 Автореферат разослан н ___1998 г. .

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат с/к наук

С. Я ЙУХОРГОВ

ОБЩАЯ хараяеешмка рлвсяы

Актуальность -темы. , Высокая биологическая продуктивность экологическая устойчивость- экосистем Фглшруется при гар-кичном сочетании леса, луга, воды и папки. наибольшей ус-г^-шбостыо и проджмвйосгью отличайся лесостепные ланд-Лта • ■'

Научже разработки б этом" направлении, " основанные на 1еяк в & Докучаева, в наиболее полном объеме осуществлены в змеиной Степи, Действушая здесь агролесомелиоративная поч->зашгшая система, в основу которой положена сета, кзадао-?йствуших полезащитных, прибалочных. приовражных И других ?снык насаждений является эталоном создания антропогенного зндшаота

Тен не менее, влияние антропогенного фактора на естест-енный код природных процессов не однозначно, а создаваемые еловексм культурные ландшафты не всегда изводятся в зколо-ическом равновесии.

В научной лотературе достаточно полно освящено подози-ельное влияние полезащитных лесных полос на' "микроклимат и ролЗйность прилегающего поля. Однако , еще в начале XX века в ¡ашей стране были отмечены и Факты., шг^ния урожая сельскохозяйственных культур вблизи лесник полос;- Территория, где габшиется снижение продуктивности культурник растении на->ыеаш\депрессданной зоной: • ' '

Научные разработки по ланпшаФтному земледелко показыва-уг, чтс сушествушая облесенность пашни сю ШС и яшо не-юстаточна.. Для оггшмгоадда ландшафтов: предусматривается увеличение- сблесенносш пашни до 3-5/. при этом площадь деп-^сяоннойзоны' увеличится й г-г, 5 раза - •

Всвйзи С- зтш изучение взашосвяги • основный элементов

лаюаваФшого земледелия - леса и пашни является актуальна

Цель и задать исследований. Целью пастояшей работы явг ется определение изнекекия плодородия почш на участках г лей, находящихся в зоне влияния лесных полос различной кс* трукции и . породного состава; выявление причин образовав депрессионной зоны и разработка мероприятий по ее рациона/ ному использований •

Для достижения поставленной цели решались-следшпие г дачи:.

- - сравнить по Физическим и Физико-химическим показать изменение' состояния почш пашни и лесной- полосы за 15-леи пешод;

• - определить основные, показатели состояния почш в де рессионной зоне;

- дать оценку состояния основдых сельскохозяйствен* культур в депрессионной зоне.

Объект исследования, Поля и лесные полосы агролесомел* ративного ландшафта "Каменная Степь".

Защищаемые положения.

1. Интенсивные рубки ухода з полезащитных лесных . пот сан. расположенных с запада на восток, более эффективны. т-пш меридиональном направлении.

2. По основный агрохимическим, агрофизическим и биолог ческим показателям плодородие почвы лесной полосы смешаннс породного состава шне. чем под моношнотической лесной рг тигельностыо.

3. Депрессионная зона у лесных полос образуется в I зультате затенения, переувлажнения в раннешеенний пег-ис ухудшения агрофизических свойств почвы и "конкуренции древе ной и полевой растительности за пишу и шагу. Наиболее от мальнш вариантом ее -использования является вырашиеаяие №

петних трав, ____

рубки- ухода в 2шезашшх лесшж полосах нивежрлог от-цашаное вякпвие депгессшяюй. зоны, ...но пошсютко ее не

щкизнз в услс-252!х дэйсшукшего

ролесспэлиораяшого почвозгшгшого кокш&кса вперше оп-делено созрглешеё го времени шешэ с^^рованной руб-ця ухода коиструкшж полезгш^хной лесной полосы на игкгне-[э плодородия почва под леской и волевой .расшгелшрсйяо :уче«а . степень стяжательного елигвив леазх- полос га рост развитие освошт селшшозяйсшенйых. культур з депресси-¡кой зоне, и определены причины ее образования.

Прамическое значение. основные положения диссертации и швлекиые законокещести учтена при разработке и внедрении юлого-лзнялаФгаой системы земледелия б .Воронежской облас-i. Раскрыты коше стороны эффективности рубок ухода в поле-жшш. лесных полосах.

Реализация результатов исследований. ¡и ваг:^: рексмек-:а-•35М "Кс-чэнно-степньн опшн^-м лвсш-местЕОИ" т**л£?;:оны руб'^и хода в лесных полосах ТОО "Луч"» . аВш" на лшхж 00 га, в "IX ношг1я Октября" на пяошззк 15 га

Ащюоагг-я, работы, ш<оги тсследовакий долостна на'Ученом овете НЖХ Ш21 км а В. Докучаева '(1991-1990. щ ).,. па яон-ерениш иошдмх ученых и спещклистов. (БороЕех 1993)» на ежшжальной ваучшгшшз£ояс,гаенной конФере&ш. (Взро-ед 1993). на Шааунаг-одной научной гсонФеретшй ииюаак чешх и специалистов (Вороне:«. 1996). - По материалам исследований опубликовано б работ. - Объем к структура. .работы. . Диссертация изложена на 140 трашшах магэ-июписного текста и включает: введение, б глав, ыводы. щэедложенкя прс-изводстеу и список использованной ли-

терщуш.

Работа шлюсшзроваш 26 таблицами и 3 шсункаик. Списс ~ литерайтш вкпшает 190 источников, в тон числе 10 шостраг-шх.

Условия и методика проведения исследований

Район проведения исследований - Каменная Степь - распс ложен на границе лесостепной и степной зон, размещается * юго-зостоке Воронежской облает Почвенный покров яредстаЕ лен в осношом черноземом обыкноЕеннш среднеиошньи средне гумуснш тяже^углишктого й лег^глиниетого гранулонетн ческого состава. ■;•'■•'..

Жспедованш прошдшмсь на сташонаре отдела агролес< шлшшии по изучению рубок ухода В ' полезапшшх лесных п< лосах.

. Для каетого опыта через кощреяьнш участок и вариант и^бок ухода перпеш-^^узтярйо лесной полосе проложены постоя шге наншгш» гае. 41жж&жтсъ элемента пипевого реда почш, шшжклъ и друшэ показатели. Точки наблщений ра< полагали на гасстоянии £Н, 5Н, юн. 15Н, 25Н от лесных п< лос. '

' Для определения влияния лескьж полос на величину депре( г ешкжй зо:-;а Й'йзучёйия в ней ба

пройдены' исследования почв в лесных полосак N 211 с секш ж древеешк пород разного состава! Н 163 й пгапегаюаих ива поляк, Отбор почвенных Образцов в шире лесной полосы ка расстоянии 3, б, 12; 15, 18, 21 к от крайнего Ряда л сополосе 'В зтшг&е точкакЧтбкраласв шчёа дпя; закладки в геташэш&го опыт. •

- 7 ~

с&е-иа опьггов

вагшнты опытов

Объекты исследований

1. Поле ни. Рядовая лесная • полоса н 200» 1953 г. 6Яй ЗД 1В 4ЯП 5Д 1В

направление.север - юг.

1. Контроль без ухода, г. йнтенсиешсть рубни 26-35у. с подрубай ветвей на 2-2,5 м.

2. Поле Н 11. Рядовая лесная 1. Кошроль без ухода.

полоса н 239. 1967 г. 2. Штенсивкость рубки 26-35'/,

7Т ЗД обрезка ветвей 15-203«. 4Ко 4Я0.2Д ед. Б» Т -направление восток - запад. - ..•

Для определения изменения норфогезштического состояния по*® за 15 лет на вариантах опытов были заложены 5 разрезов в лесных полосок и 5 - на расстоянии 50 и от крайнего ряда лесных полос (А. Е Соколов» 1964, 1975). На веек вариантах опыта бшш отобраны почвенные пробы на глубшт/ 0-£0,.. £0-40 см для определения: 1) г^уленеш-гсеоког'о состава - по Ка-чжсюжу; 25 агрегашого состава в слоях 0-20, 20-40 сн - по Бажеезл 3} набткаккэ почеы по методике А. Ф. вадюиккой . 4) твердость почш чвердонежм Рсьзякика; 5) Ш солевой - ко методике ШЖО? 6) содержание .гумуса - по Тюршу; Т) группового -состава гумуса - по Пайковой 8) отш крк - по 'Гирзбтрг; 9) тютшяъ н-юз -ш ГраярвгпЫЬяу, кгО по

Ч^гш^у; 10) гсдро;р*т?:еагой-»»жоли к сумия поглссен---ных оснош1езй по• Каш:уну-Гешюшау; И) обкеныьв: катионов

- в -

Са++ и Hg--!- трияонометтическим методом; 12) злшк-ли п< слоям через 10 см до 1 м - Бесовьм методом; 13) объемно] массы методом взятия почвенных проб с ненарушенным строение! по слоям о-ю. 10-20. 20-30, 30-40 см; 143 нтриФшадиошо] способности почв по кравкову; 15) группового состава микроорганизмов - по методике ШИИСХ микробиологии; 16) бшлоги ческой :.актишости почш по Штатнову.

Образны почш на содержание подвижных Форм • NPK отбира лись на глубине 0-20, 20-40 см в два срока, в начале и : коше: вегетации. Смешанный образец составлялся из 5 проб.

.В,полевых исследованиях руководствовались методике: Е А.Доспехова (1985). Vier урожайности культур проводило методом пробных площадок в звене севооборота: многолетни травы - оздаая пшеница - кукуруза - ячмень. Статистическа обработка экспериментальных данных выполнена методом лис пер сионного анализа на ЭЕМ

Результаты исследований

Агрофизические свойства почвы. Черноземные почш имек хорошую структуру, что обеспечивает высокую урожзйност сельскохозяйственных культур.

Данные наших исследований показывают, что почш пашни лесной полосы содержат около 70'/ наиболее ценных агрегатоЕ создаших комковато-зернистую структуру. Почш под леснс растительностью обладают более высокой структурностью, среднем по всем изучаемом вариантам мэкроструктурнык агрегг тов в почве лесной полосы бшо 73,8'/., в почве пашни - 69.3> С1руктур00бразушая роль деревьев проявилась в повыпении вс допрочности агрегатов в Ii 5-3 раза, увеличений среднекомкс ватых агрегатов размером 3-ю мм и мелкозернистых размере

- у -

0,25-1 МП

Это связано с тем, что на паше механическими обработками разрушаются структурные агрегата Шнос питательных веществ с урожаем. снижение органического вещества в почве пашки приводит к увеличение гльйистоста

В почве пашни через 15 лет при проведении ру£ок ухода комковато- зернистая агрегатов увеличилось у лесной полосы, расположенной с запада на восток на б, 8*, пш расположении с севера на юг - на 7, чу. Сращивая с контрольными вариантами, мозно закшчить, что эффективность руб<ж ухода по этому показателю » в лесной полосе, расположенной с запада на

еосток.

Исследования. проведенные в то-х годах, показали, что пш интенсивных рубках ухода в лесных полосах, расположенных с севера на кг, на примере лесной полосы N 200 водопрочность почвенных-агрегатов не изменяется. По мере удаления от лесной полосы почвенные агрегаты теряют прочность, . что связано с механическим воздействием сельскохозяйственной техники на почву и другими антропогенными Факторами.

Через 15 лет после проведения рубок ухода на контрольном участке водопрочность агрегатов не изменилась, а при интенсивных рубках ухода в лесной полосе произошло заметное снижение водопрочкости. На расстоянии . 5Н их уменьшилось на 7,2у., на расстоянии ЮН - на 7, Т/.. Аналогичное снижение отмечено на расстоянии 15Н, 25Н и 3511 С возрастом деревьев отмечается снижение водопрочнссти агрегатов при удалении от лесной полосы пропорционально приросту деревьев за 15 лет.

Объемная масса почвы в зависимости от рубок ухода и удаленности от лесной полосы изменялась бессистемно и каких~лк-бо закономерностей в связи с изучаемыми вариантами не обнаружено, . .

- iO -

тш располошши лесной полосы с востока на запад (на примере лесной полосы н 239, расположенной петендикулярко лесной полосе н 200) состояние тючеы имеет некоторые свои особенности. Так же. как у лесополосы К 200, водопрочкость агрегатов на контрольные вариантах лесополосы Н 239 выше, чем через 15 лет. Но яри штена .знык рубкак, в отличие от предыдущей лесополосы,- пш веек вариантах удаленности водоп-рочность почвенкык агрегатов закономерно . увеличивается по сражению с исходным состоянием. Так, в центре лесополосы шдопрочность увеличилась fea 8,0/., на расстоянии 5Н, ICH, 15Н. 2Ш и 3511 соответственно Ш 5» 77',* 21, Va 25, 5х; 12, 5Х; 10, 5X.

ТаШ1 образе«, судя по состоянию водопрочности почвенный агрегатов к содержанию подвйшьш макроэлементов пш расположен лесных полос с востока на запад (л. п. к 2395, лесохо-•гнйивешг^ 'ухода йоши бт более интеисивнвэ. чек . гёсшхшгэкш леешк полос с севера на юг (л. ri (к гоо).

Содержанке в почве HPK. Рубт ухона в полезащитных лесных полосах, расположенных с запада на восток, по сравнены с контролем не изменяют в почве кедаолоского пространстве содэшаке нитратного азота и пошзшг накопление Е, о,.и ilo. При распсшсокений лесной полосы с севера на к-г существенна изменений по сравнению с контрольным взрнзнтом в содержание "шггателыал! веществ не происходят, за исключением некоторой ешэкзния в почве нотратного'азота. -

Пш дштелънои использовании пазаи в системе агролесоме-лтаРатишого кожкекса рубки ухода закедлшг темпы аттщ Ъ почве общего азота я ушличивают содержание ФзсФора и калия (табл. 1). " ' '

. - и -

1. Содержание азота, фосфора и калия в слое почш 0-40 см,

шрйэнты

! 1977 Г. : 1994 г.

: н : Р к : н : Р к

Лесная полоса Н 200 с - ю

Лесная полоса контроль 0,33 0,23 2,18 0,30 0,24 2.12.

рубки укода 0,26 0,19 2,11 0,25 0,19 2,10

Пашня контроль 0,37 0,25 1,70 0,30 0,24 1,81

рубки ухода 0,32 0,19 1,60 0,27 0,22 1,77

Лесная полоса Н 239 з - в

Лесная полоса контроль 0,29 0,23 1,78 0,27 0,24 1,77

рубки ухода 0,27 0,23 1,71 0,27 0,23 1,64

Пашня контроль 0,28 .0,23 1,67 0,24 0,25 1,69

рубки ухода 0,28 0,22 1,76 0,22 .0,25- 1,72

Если на контроле количество азота снизилось ■ на 0,02-0,07/., то ■ при проведении рубок ухода его тлт&тто стабилизировалось или снизилось незначительно, .

Через 15 лет после проведения рубок ухода в почте лзсшх полос валовое содержание гумуса как на контрольном шризше. так и при проведении рубок ухода практически не изменилось, но в почве прилегакшего поля независимо-от шсш ухода произошло заметное его сгашзнке, что т связываем с шаосш *гз гочш питательных "элементов с урожаем полевых культур.

Кпизние породного состава на плодородие почш. Экспери-!;штлькш данные запасаемого положения о преимуществе лес-: кой полосы смешанного породного состава по влияншэ на почву

- 12 -

2. Агрохимические свойства почвы в слое о-£0 см под лесными полосами различного породного состава

¡Единила : Породы деревьев в лесник полоса

Показатели ■ ¡измерения!--------------------------------

: . : соска ¡береза;клен остро-;смеша ! ! : : листный : ная

Гумус У, 6,-43 6,72 6,74 6,82

N 7. 0,287 0, 330 0, 294 0,32

Р У. 0.174 0,190 0, 117 0, 18

К г 1,35 1.38 1,30 1,37

ш ед. 6,4 6.9 7.0 7,0

Сумма Са++ и

ЙЙ++ мг/зкв. 33.6 35.5 34.7 36.5

Так, содержание гунуса шчш смешанной лесной полос прешпает его количество в шноценотшеских насаждениях н О, ОЗ-0,39'/-. Это связано с тем, что тзлагшшйся листово: опад смешанной лесной полосы более разнообразен по количест венному составу. А как считают !1 Е Сидоров и Н. е Зезхко: {19925 при шсокой видоеой и зкзешлярной насшенности Фито цензов гючвенный раствор обогащается оэр Юз, органически ми кислотами и становотся 'химически высокоактивным, пошиа ется способность почва поглодать и удерживать иона и колеку лы различных веществ. В результате почвенный' поглоохмс комплекс насылается шсокодисперсньг-ш поденными частицами что приводит к увеличение количества обненно-поглошенных ка тиоков Са++ и И¡в++.

В неразрывной связи с' агрохимическим состоянием почв находится ее биологическая активность, Наиболее распростра-

- и -

йенкьи и точный -г;оссС<м определения интенсивности взаимодействия ■ биоты с почвенной средой является продуцирование жкрооргакизмами углекислого газа и способность почш образовывать азот нитратов.

Нзш определения показали» что "дыхание почш" и ее гагг-РиФикздионная способность наиболее высокие в смешанной лес-гюй полосе (табл. 3). 3. Биологическая активность почш под лесными полосами (1991-1993 гг. >

¡Еаинша : Породы деревьев в лесныкполосах

Токазатели- ¡измерения:---------------------————

: : сосна ¡берёза! клен ¡смешанная

г.

Выделение ас^ мт - м ... 185 274 168 350

нас...

Накопление К-Й0з нг/кг 26,1 22,4 21,7 29,5

Так, из почш смешанной лесной полосы углекислоты за 1 4ас выделилось почти в два раза больше, чем из почш моноде-ютических секций и на 12-26'/ шок способность почш образовывать нитратный азот.

Результаты вегетационного опыта показали, что плодородие гсчш лесной полосы смешанного породного состава-было математически достоверно шпе, чем почш лесник полос, состоящих с отдельных пород. Так, урожайность ячменя на почве "лесопо-тосы смешанного породного состава была 56 г/сосуд, на почве юд сосновой, березовой и кленовой-секцией соответственно 18,0, 50,0 И 50, 2 Г/сосуд ПШ ШР = 2,40.

- 14 -

Особенности плодородия почш у лесных полос. ■■• В научной литературе достаточно .полно освещена полож тельная роль полезащитных яеснык полос и разработаны оргаш зашошо-келиоративные мероприятия по пошвенж* их эффекте ноет й только некоторые исследователи отмечают негаташ влияние лесных полос на почву и урожайность сельскохозяйс твенных культур (Д е Рыжикова, 1963; ее Захаров, 1980: Г. Н. Ексодкий (1953) также отмечал, что .в непосредствен:^ близости с насаждениями лесных полос (в пределах 1~£Н) щя да: набшяается . явление снижения урожайности сельскохозяй таенных культур. Причину он объяснял конкуренцией древеок растительности за ищу, магу и . свет, Д П. Ршикова счиш< причиной этого явления иссушение почвы кошевой системой т ревьев По мненю В. В. Захарова (1960) основной причиной ш жения урожайности ранних ярошх культур является весенн переувлажнение верхник горизонтов почш в результате отлож ния снетж шейФов •

Несомненно» что специфические микроклиматические услон в пшопушечной зоне, создаваемые лескши полосами, сушес венным образом -влияют на активность почвенных процессов

в Каменшй степи обширные исследования по влияние пол« заяшнын лесных полос на микроклимат проведены й. К. Винокур бой (1953, 1959, 1960, 1961) и А.Г, Ахтамоа-И (1982).' ■ Как отмечает И. К. Винокурова ,(1959) наиболее кошрасш различия в температурной режиме у лесныа; полос проявляться иже в безоблачную и безветренную погоду. С агрономическ точга зрения более ваяея температурный показатель ке возя ха, а. поверхности почш.

Поэтому нами в шш проведены изнерёния температурно: реэкика на поверкности почш и освещенность на высоте 1,2 непосредственно в лесной полосе и на г юстоянии от б до. 21

е.. интервалом 3 и от края полосы. ...это яало.шздажность еде- . нйть параметры влияния древесной расштельнос-та на, юменежз , ' освещенности щшегзшего пола. - . - -. ; . у.--: •

в зависимости от направления .лесной- полосы- тенпературшй режим почш в депрессиокной- зокг. резко-изменялся в-тзченда светового, дна • На поверхности - почш- температуре, - колебзлас ь с-т 15 .до ¿5 градусов.- . -. -- . ..... -• .. .

♦ наиболее высокая температура на поверхности пашни отмечена с южной стороны лесной полосы на расстоякш 6-12-м в полуденное время. ..ГТаксдаум достигая 55 градусов" Цельсия. При температуре вше одтикадьтюй раснод веществ- в растениях при 'Фотосинтезе берет веря над накоплением и. растения, бьктро. истощаются (НеПгпегз е , Waringt.cn'.X , 1-952). ■

Как считает Н. А. Максимов (1958) для .нор«?явного разшшя растений необходим так. дсазьшаежй ''гариок^-;есщ<й..оптимум" температуш с наименьшим суточнш колебанием. •„. В депрессжн-ной зоне в течение светового дня с кхшой стороны температура на поверхности шу-ш колеблется от 30 до 55 градусов, коэффициент варшиш наиболее еысокий - 33,5У., с западной-и-восточной стороны £6, б-зо. бх и значительно меньше с северной -20, 9У-. ■ . • . . . ; -. . ,

В тше время в дашре лесной полосы колебания температуры в течение светового дня были <же ниже: 19 Градусов в утренние часы и 27 г®адусов_ к закону солнда Значительно меш>- ■ ша, чей у леской полосы колебалась температура на расстоянии - 2Л. н от ее края,-' -Тзккм ' образом, - в -наибольойй' степени ■ стмэт-га-лксь; колебания тещератут в депрессиошой • зоне,, особенно. с шшй сторон»,.. По мере удаления от леской полосы -амгшзэтуда колебаний уменьшается. • ' '

"Лесная полоса,' з зависимости от высоты и расположения, а. такзэ. азимута и е кота ■ солила создает в депрессдонкой • зоне

тень различной длины. В результате увеличения световой волны в тени резко снижается биологически активная радиация, нарушается суточный режим поступление солнечно-лучистой энергия При этом у растений нарушается синхронность роста и развит приводит к необратимым последствиям.

Наш измерения показали, что наиболее длительная по времени и большая по величине тень в течение светового дня образуется с северной сторона Кроне того, в тени освещенность растений в депрессиошой зоне была различной и колебалась от 13 до 26 тыс. люксов.

Если следовать теории В С. Мошкева (1961) о тон, что продуктивность, способность к размножению, устойчивость растений к заболеваниям и неблагоприятным погодный условиям неразрывно связана с актшсртмизмсм, то становится ясно, что как с северной так и с шной стороны лесной полосы создаются неблагоприятные условия для роста и развития сельскохозяйственных культур.

Отношение основных культур к депрессионной зоне. Нами проведена работа по определенно реакции основных сельскохозяйственных культур на депрессионшю зону, образующуюся у лесной полосы На начальной этапе исследований был использован экспедиционный метод визуальной оценки маршрут бая составлен с учетом охвата "всех старо^эозрасткых лесных полос Каменной степи и СОХ "Знамя Октября", частично ШХ "Таковское1'. ' "Докучаевское" и ТОО "Родина Пятницкого", искшочая лесше полосы с пйшр&яйик ~к' ним полевши дорогшй, Сово-кшгаУобоЖ:сос^ш Ш-шзшвтов; По результатам шэу-атьной оценки- культуру сгруппированы по степени влияния депрессионной зоны на з группы. Первая группа культуры, не

зону. ' К'Шй''труте отнесены

* у —

•оголетние травы.

во вторую группу отнесены культуры, угнетение котор&й: осматривается на незначительном расстоянии от леской шло-з - З-б м: культуры позднего срока сева и ози^'культура.'

в третью группу воешш культуры в наибольшей степени испивавшие депрессионные признаки на расстоянии до 12-15 м ' лесной полосы: ячмень, горох, яровая: шгенша, подсолнеч-

¡к. '

исходя из результатов визуальной опенки влияния депрес-[онной зоны на основные полевые культуры нами был проведен дбор участка и учет урезая культур на специально сФоршро-нньк по густоте площадках. Данные учета урожайнсст вставленные в табл. 4, подтверждают результаты визуальной ЙНКИ. . " '

4. Урожайность сельскохозяйственных культур у лесных полос, т/га (1994-1995 гг.)

.сстояние от ¡Зеленая масса ¡Зерно ози- ;зешо : Зеленая мас-ai. полосы, м;многолетк. трав;кой паениш: ячнекя;са кукурузы

3 14,7 1,54 1,46 5, 1

6 14,4 •2,08 1,95 9,0

о j • 13,8 г. 50 1,80 14-, 6

12 14,8 г, 46 2,33 ■14,1

15 • 14,0 2,36 3,15 16,0

18 14» 9 2, 38 3, 30 14,4

21 14,7 г, 71 ' 3^41 15,4

■ ± ■ ■■ - ICI * ■ è ï$è' : ■ 5

из^ ...... • 1,0- ; • 0,25 • " 0749 2,0

Многолетние травы не сникают урожайности зеленой касск кукуруза - только в непосредственной близости от лесной пс лоск шсколько в большей степени снижение >тх>жайности озимой шзениш я б 2 раза. - у ячиеня.

Результата ■ вегшашзжного опыта с растениями ячие* „(табл. . -55 показали* что в.-результате. осоШх микроклшатшзс , ких услошй Формирование эффективного плодородия ото по ра; нону: масса растений ячменя в депрессиошой зоне с севеик стороны лесной полосы.в два раза меньше, чем за ее предел; ни; несколько меньше разлкчия с восточной и западной стор<

5. ¡-йсса растений ячменя в депрессионной зоне лесных поло< (г/сосуд, шгеташонный опыт)

Расстояние от лесной : Восточная ; Западная . ; северная полосы, м I сторона : сторона : сторона

3 35,0 34,9 30, 7

б • 33.8 34,7 30,3

9 41,9 33,5 29, £

12 43,7 43,8 33,1

15. 51.0 52,7 44, 7

18 . 58, б 53,8 58,0

81. ; т • - ■• '.58, 8 - "53,7. 59; 8

жроб! -" ' - ' ■- ■ 3,51 4,1.5- 3,55

•.т.' ;г ' *

Штчявю шр&иы образования иочвенйрй- дещ^сстнной : ш показали, что одной из них является нарушение водного I жима- Так. к началу полевых работ на расстоянии 3-9 м леской полосы влажность верхнего о-ю сн слоя почвы с в точной й западной стороны была на 4-5>: шие наинеяыаей пои

войнаагоемкост •-"../ .;•-.' _ •

пж проведении весенних пооегда работ- в нетюсредствешгой близости от лесыы? полос, когда почва, как правило. переувлажнена, разрушается ее структура, говьтается плотность почвы, снижается ее водопроницаемость (табл.- б)-. Почва быстро и б. физические свойства почш лесной полосы и: прилегавшего поля (1991-1993 гг.)

Варианты ¡Объемная масса ¡Твердость гводопронипае -: коэФФид. опыта - ;в слое о-го см,;почвы, - ;мость> та/мин!структур-: г/ку6. см . :кг/кв. см : ¡носпъ к

Центр л. а 0,94'. ' • 33, 3 4,68 " 4, б

Восточная сторона

3. м от край- • .;

него ряда 0,93 . 33, ъ \ иг

б н 0,96 ' '46, £ • 2,08 , -

9 И 1,02 46,2 - = .О,-9

12 м . 1,03 43, 7 ■1,55 " 1,3

15 М 1,00 35,9 - • _ 1,4

.18 м 1.00 25, б - ■ ;!• 8

21 М 0, 94 23» 1 . 3.83 • 2,3

. Западная сторона

3 н от край-

него ряда 0, 99 46,2 • 1,2

б м 0*99 ЗОЛ 1,72 1; 0

9 и ■ 1,01 37.9 • - ' 1.0

12 Н 1,04 . 20,5 1,84 1,0

15 м 1,00 *•■ 20» 5 : - ' 1,7

18 М 0,99 ■ - 22,6 •- 1.-5

21 м 1,00 25,6 2, 62 2,2

резко набухает и затем прчЛ'л..е;гг ее заштуванке. Параллель» этому снижаются агрохимические свойства почш. В депрессион-ной зоне уменьшается содержание основный элементов питания, котя эта закономерности в зависимости от сроков определена - направления лесной полосы и других Факторов не всегда четкс прослеживаются.

Приемы повышения продуктивности пашни у лесных полос I их эффективность. Проведенные в Каменной Степи (П. Г. Петров, 1992) рубки ухода различной интенсивности ('прочистки, прореживания. прорубки, осветление, санитарные рубки) показали и* высокую лесохозяйственную эффективность.

По нашей рекомендации Каменно-Стегшым опытным лесничества! в лесных полосах (Ж "Знамя Октября" проведены рубю ухода с разной интенсивностью. В лесных даосах, расположенных с юга на север до 15'/. от числа стволов.' а в лесной полосе, расположенной с запада на восток,, с более еысокой интенсивность*) до 25'/..

Проведенный учет,урожая зеленой массы кукурузы показал, что более интенсивные рубки ухода, при которых получают больше хозяйственно-ценной продукции в лесной полосе с запада на восток по одним пунктам наблюдений имели тенденцж» к поЕыпенгао урожайности зеленой массы кукурузы, . по другим -математически достоверное повышение урожайности (табл. 7).

Несмотря на существенные колебания величины урожайности пш различном удалении от лесной полосы, в среднем щи интенсивных рубках ухода отмечена тенденция к пошпенио урожайности - прибавка составила 0,8 т/га при Ю3 равном 0,93 т/га.

В данном опыте следует отметить «не одну особенность; на расстоянии Ж контрастно низкая урожайность по сравнений с другими вариантами, это связано с тем. что на расстоянии £Н.

• - 21 -

т. Урожайность зеленой массы кукурузы при интенсивных . и средней интенсивности рубках ухода, т/га (1994 г.)

Расстояние от ! Рубки ухода, Фактор В :

крайнего ряда :---------------:--------------------¡Среднее

лесной полосы, :ср, интенсивности; интенсивные :по Фак-

Фактор а ;------------------------------------: тору а

:аи, расположен- ¡л п., расположен¡НСР^ = : ная с севера на юг:ная с запада на := 0, 93 : : восток :

2Н 13.1 . 14,1 13.6 5Н 16,6 17,4 . "17,0 10Н 17.2 18,5 17,8 15Н 16, б 17,8 17,2 25Н 16.8 16,6 ' 16,7 Среднее по Фактору В = 1,4 16Л 16.9 16,5

примерно равном 15-18 м, проявляются признаки депрессионной

зоны, пшчины образования которой освещены в предыдущих разделах, ШтгенсйЕше рубки ухода котя в яелом показали голозн-

*

тельный эФФект, ■ однако в депрессконяой зоне сьшсение урспайности по сравнению с соседним ваша гром было таким же, как при рубках средней интенсивности Учитывая результата полевых -исследований мы заложили вегетационный опыт. Рьши отобраны почвенные образны у лесной полосы без рубок ухода и на участке лесной полосы с рубками средней интенсивности. Результаты его проведения показали, что за последше после рубок ухода 15 лет сложились определенные почвенные условия, которые соответствующим образом оказали влияние на величину

- гг -

урожайности ячменя (табл. 8).

8. Изменение массы растений ячменя в депрессионной зон« в зависимости от рубок ухода (г/сосуд> вегеташонный ош

Расстояние от край-! Рубки ухода. Фактор В ¡Среднее по

него ряда лесополо-:-—----------------------¡Фактору А,

сы. Фактор А ; без рубок : рубки ¡нср^ = 2, т

б 40,0 39,2 39,6

12 40,2) 41,6 40.9

15 39,3 46,5 . 42,9

18 ' 43,2 49.2 45,4

21 47,2 47,1 47,1

Среднее по Фактору Е = 2,0 42,0 44.4 Оз

Из таблицы видно, что без рубок ухода математически д товешое сншсение уттайности'прослеживается на расстоя до 18 н от лесной полосы. Если принять за контроль точ удаленную от леской полосы, на 21 м вне предполагаемого де тшя депрессионной зоны, то математически достоверное сщ \ш ура«айности начинается с 18 м. причем на расстоянии 1 менее метров достоверность сшкешл отмечена на более вь кои уроше: при 99'/. уровне вероятности.

Плодородие почвы в результате рубок ухода практически изменилось на расстоянии до 12 м от опушки леской поле Масса растений ячменя колебалась в пределах ошибки опыта: 39,2 до 41,6 г/сосуд. Ко по мере удаления от .лесной по/ до 15 к и далее .получена существенная прибй!жа урожая, I величина достигла контрольного варианта, .зл^м образом, * без рубок ухода за лесными полосаки их .епрессионное вяи5

а почет прилегающего ¡тля заканчивается т расстоянии до 21 , то при 'проведении рубок узода это расстояние сокращаете! о 9 м. • -

В настоящее время в Центрально-Чернозенной зоне икеется коло 130 тыс. га полезащитных лесных полос», протяженностью коло бо тас. ки (П. Г. Петров, 1939). Экспедиционные обследо-ашя показали, что примерке бох из них имеют депресаюнни& ону различной ширины. Прэвешшые исследования дзот основа-

ие считать среднюю ее шшг/ 9-10 м. ...... .

Такш -образом, общая шюшздь депресаюнной зоны в Центральном Черноземье ориентировочно составляет около 30 чью. 'а По результатам полевь-х зкепершентов среднее скшгние тшайности зерновых культур составляет. 10 ц/га жи'при пересчете-на всю плоишь ЗСО тъ:с ц зорка. . - -

/¡паше зФФективкости Бозде.пьзешя той или шей культура а различном уааяеии от лесной пжосы проаедезмго знергеш-¿есш-1У коэЗДязгенгу: отношение ? .-гергии, - яаношшшой в Полуниной продукции к • израскодовтяной совокупной зпергш на шонзводство этой продукция в работе использовали методики зкерг^тачесгои оиенки, разработанные, ВАСШЛ .(1983)» - Ш1 (1989)I Воронезвсюм ГАУ ш. ГЛЯЙКИ (1993).-

Расчеты показали, что при возделывании. зерновая: культур ш расстоянии до 6-9 м от лесной полосы совокупные знерг-ата-¿еаезе затраты не' восполнятся энергией, . накашп^кшйЬгя • в тояученкой продукции,- то есть тешьггогая возт'шз&ж защу ш. культур в депресстьтюй зоне является зкергозгтраткой (Т3.6Л, 9).

Как показали Рвсче'ш тегнолопкес^их затрат совокупной знертт наибольшее количество энергии используется на оборотные средства (минеральные удобрения, топливо, электроэнергия) , а также транспортные раскосы.

- £4 -

9. Шозкергешческая эффективность возделывания сельскохозяйственных культур у лесник полос (1993-1994 п

Расстоя- Озимая ; ячмень ; Кукуруза шноголет*

ние от шзеш-ша • * ; та силос : траш

лесной

полосы, м щ 1 ; ч-Е Ь ; У£ ь ; :

Мдж/га! «- ;Ндж/га; 2 с гмдж/га:

3 33557 0,74 27011 0, 73 12291 0,43 29400 1,

б 45323 0,99 35065 0,98 21690 • 0.76 28800 1.

9 54475 '1, 19 33291 0,91- 35186 1,22 27600 1.

12 53603 1, 17 43093 1,16 33991 1,18 29600 1.

15 51424 1,12 58259 1.56 38560 1,33 28000 1,

18 51860 1,13 61034 1,63 3470*1 1.20 29800 1,

21 59080 1.28 63068 1,68 37114 1.28 29400 1,

50 57090 1,24 59924 1,60 34945 1, 21 £8200 1,

При урожайности озимой пшенник 2. 08 т/га знергетичес затраты только окупаются, а дополнительную энерп-ю мозно лучить при более высокой урожайности. Так при урожайнс озимой пшеницы 2,5 т/га (на расстоянии 9 м от лесной пса энергетические затраты на посев, уход и уборку состз! 45794 Шж/га, а количество энергии, заключенной в получег урожае составило 54475 ШУга, при урож^ности 2,38 т/га расстоянии 18 н от лесной полосы) кроне затрат дополнитш получено 5917 1Ш/га.

При возделывании ячменя энергетический коэффициент ж ще единицы отнечек на расстоянии 3-9 к, на расстоянии 6-его величина бша близка к единице 0.91-0,98. шо в 1, раза меньше,' чем на пргаегашгн поле. ...

В посевах кукурузы у леской полосы проявились глубокие шрессионные признаки, ко на сравнительно небольшом рассто-Шй 3-5 К.

V многолетних трав не отпечено реакции на депрессионную юну. поэтому на изучаемом расстоянии от полезащитной лесной [олосы энергетический коэффициент больше единицы и колеблет-:я в зависимости от величины урожая в незначительных преде-их - от 1; 13 до 1,22 единиц,

По дакнш отдела агролесомелиорации НИИСХ ИЧП им. >. В. Докучаева отдача единицы капиталовложений в создание и жсплуатзииго лесных полос равна 5, £, затраты на проведение зубок ухода в лесных полосах первого- возрастного периода (до > лет) окупзшся через 1-1, 5 года.

ВЫВОДЫ

1. Оструктурешс-сть почш позывается у лесных полос, расположенных с севера на юг, , у лесных полос, расположенных : запада на восток - толы» при проведении систематических рубок ухода Водопрочность почвенных агрегатов повышается при интенсивных рубках ухода в лесной полосе, расположенной с запада на восток. Рубки ухода не изменяют объемной массы почш межполосного поля.

г. Рубки ухода в полезащитных лесных полосах, расположенный с запада на восток, по сравнению с контролем (без рубок. ухода) не изменяют в почве межполосного пространства со-держание нитратного азота и повывают накопление Р^С^и К£0.

При расположении лесной полосы с севера на кг сушествен-ных изменений в содержании гегтательнж веществ не происходит за исключением некоторого сншсения в почве нитратного азота.

При длительном использовании палки в системе агролесоме-

- ae -

лиогативного комплекса рубки ухода в полезащитных полос« замедляют тейпы снижения в почве общего азота и увеличивак содержание ФосФора и калия. Через 15 лет после проведен* рубок ухода в почве лесных полос валовое' содержание гумус как на шктрольных вариантах, так и при проведении рубс ухода практически не изменилось но в почве пиапепакпвго п< ля произошло его снижение на 25-52 т/га

Интенсивные рубки ухода, при которых . получают больше хс зяйсшенно денной продукции в лесной полосе, располоэвнной запада на восток, по одйим пунктам наблюдений имели теше! цш к повышению урожайности зеленой .массы кукурузы, по др: гш - математически достоверное.ее пошвеше.

3. Породный состав полезапшшх лесных полос по разно:-влияет на агрофизические свойства почеы. . В почве всех леек полос количество стрпстушык агрегатов 0.25-1,00 мм пример] ощшковое, но в почве женой полосы смешанного породноз состава оструктурекносгь ешю за счет мезоагрегатов размер

■ ' л

от з до 5 ни.

• Водопроницаемость почта под шогопородной лесной полос< на 0,18-1, 02 мм/мин. вше, чем в почве под монокенотически лесны-и полосами. .

4. Содержание гумуса в почве юноценотических лесных п лос снижается на о, 08-0,39*. содержание общего азота - : 0,002-0,039*. обменного- кальция - на £. з-з, 3 мг/экв. нитр Шшюшш. способность и "дыхание" почш" в лесной поло-снезэнного породного состава соответственно на 3,4-Т, 8 мг/ и 76-182 мг-ка м/ч&с. шве, чем в ксяоденотичесюк леек полосах.

5. ИвтегЕДОРетий показатель плодородия почш - ypcesa кость, математически достоверно mse под лесной полосой см шашого породного. состава, у^эзейнссй, в бс?'

-27 - '

ном опыте на почве из многопородкой лёсйой полосы состашла 56 г/сосуд, на почве сост&з, 'бёрезй "и-кйёна, ^¿осшв^йжнко ад,О?" 50.0 И 50.г г/сосуд пй^Н^^ 40 г/сосУД. :': -г::.-г.-;-.:•

6. По результатам визуальной ойён*<и основам сельскохозяйственные культуры' сгруппировакыпО сгепемвлнявшгдеп-рессионной зоны на з группы: 1-я - культуш, :не реагарйадае на' депрессионняо зону (шогшетше'т^ашг' г-я:-^ культуры. угнетение.котсадх отмечено на:нёзНачиШ1Ш5м расстоянии от лесной полосы (озимые культ/ш, ■ ТФйуруза/ гречинаи яросо) ; 3-я - культуры в наибольшей степени испытывзштедепрессшн-ные признаки на расстоянии Д0 12-15 м от леской полосы {ранние зешоЕые, подсолнечник).- Результата-Учёта урожайности многолетних трав, озимой пшеница, ячменя и клсурузы' подтвердили результата визуальной одейа^-^ёргетическая эффекгав-ность возделывания культур 2 к 3 группы в депрессионной зоне в 1,5-2 раза нше, чем на пршегзййей к леазо&поддсе: поле.

7. • Почвенные услошя. стшшжсй- & течение нескольких лет в результате особого - микроййфшз«'" оказали непосредственное Еш?ян1'!е на рост расте^шй яЧййюг в:«егетадш{не>м опыте и его урожайность, ' ?&тенатиче<а<и ■ достоверное снижение урожгйносш ячменя с сеееркой стороны лесной полосы отсечено на расстоянии до 15 и, с западной -/До" 12 С • восточной стороны, такяе. как и с сенекой, урсеайность-агкаётся до 15 м, но здесь снижение постепенное.■ ....... -г -;.

8. В депрессиокной зоне разрушается' структура'почш* ио-шзается ее глкбистость, ШФФМбйг структурности- достает 0,9-1,0. шдопрочеость агрегатов снижается за счет Фрзкш-и 10-0.25 км до 65-71 х. Снижение структурности почвы привело к ее уплотнение: объемная масса почвы в . депрессионной зоне повысилась на 0,01-0,03 г/куб. с№ твердость - на 15-20 кг/кв см. в результате- уплотнения водопроницаемость почвы

- 23 .

г аштаа х:вхточкой стороны лесной полосы с.3.83 мм/нин на расстоянш 21 м до 1,55-2,09 нм/нин на расстояний- 6-12 м, С западной стороны, соответственно с 2;б2 до 1, тг-i, 84 мн/иин,

9. Проедание ¡атенашных рубок ухода в лесных полосах

- погызает урожайность зеленой ihcch ■ на рзссюпйии 15Н от 0,8 ло 1, 3 т/ra дш КЗ' равном 0,93 т/га.

Ю. РУбш' ухода'э полгзазшнж лесзсз полосах огсдашбяьгюе вяняше деш*всшжнэй зон-:, в ¿»гчяеывокЕон опыте рубки ухода. в среднем на расстояш-м до 21 н пошсиш шюджшвкость яаеая на 2.4 г/сосуд, причем па ваоткааяк 15-16 н от лесной полосы получены наиболее кат-5нальшэ прибавки - от б, о-до 7,2 г/с&сш

• Предложения производству

1, в целях пошпэния плодородия почвы б кегдояосяон пространстве и. снижения ош-иательного впитп-ш депрэссжннсй зоны •• проводить в псшезашшнш лесных полосах плановое ш&щ ухода: при расположении лесной полосы с севера на юг pyeKSi

- ухода средней . ипенсиенрсти, при расположении с запада-на восток - интенсивные рубки ухода для Армирования продуваемой ковстокб&ш лесных полос. •

2, В условиях четкого проявления депрессшпной зоны у полезаи-гшж лесных полос проводить посев шигшой 20-25 !<

- культураж 1-ой к 2-ой группы (многолетние травы, просо, гречиха, кукзфуза» озимые культуры).

• - 29 -

Список публикации по теме диссертации

1. Изменение бодопро'шостл почвенных агрегатов в связи с рубками ухода в лесных полосах //Тез. докл. межрегиональной наг-ио-пракяической конференции молодых ученых и специалистов. - Воронеж. - 1993. - С 66-69.

г. Теоретические аспекты воспроизводства плодородия почв в системе агролесомелиоратз^вного комплекса. НИЮ ВДП им. В. В Докучаева. - Каменная Степь, 1994. - 9 с. - Деп. во ШИ-ЙТЭЙ агропром Об. Об. 94. N 42 ВС - 0494.

3. Влашооть почвы у лесных полос. НИЮ ИЧП им. В. Е Докучаева, . - Каменная степь, 1995. - 5 с. - Деп. во ЕНШЭИ агропром 15. 05. 95. N 96 ВС - 95.

4. Изменение плодородия черноземных почв в системе полезащитных лесных полос Каменной степи. НййСХ ЦЧП им. к а Докучаева. - Каменная Степь, 1996. - 9 с. - Деп. во ШИИГЭй агропрс'м 19. 02. 95. N 17/18 ВС - 96.

5. Некоторые особенности почвообразования под лесными полосами каменной Степи различного породного состава //Тез. докл. международной научной конференции "Биологические проблемы устойчивого развития природных экосистем". - Часть П. Воронеж. - 1996. - С. 72-74.

6. Свойства почвы в приопушетшой зоне полезащитных лесных полос /там же. стр. 76-77.