Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Научные основы защиты почв от эрозии в степной зоне Южного Урала

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Научные основы защиты почв от эрозии в степной зоне Южного Урала"

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи КЛИМЕНТЬЕВ Александр Ильич

УДК 631.459 : 631.445.4 : 631.6.02(470.50)

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЗАЩИТЫ ПОЧВ ОТ ЭРОЗИИ В СТЕПНОЙ ЗОНЕ ЮЖНОГО УРАЛА

Специальность 06.01.03 — агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1994

Работа выполнена в Оренбургском научно-исследовательском институте сельского хозяйства в 1975—1993 гг.

Научный консультант: академик РАСХН, доктор биологических наук, профессор В. И. Кирюшин.

Официальные оппоненты: академик РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н. П. Панов; доктор сельскохозяйственных наук, профессор П. С. Трегубов; академик Российской технологической академии, доктор сельскохозяйственных наук А. И. Шабаев.

Ведущая организация — Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии, г. Курск. /х»

Защита диссертации состоится «_^~_» 19§^гГ

в «^Х_» часов на заседании специализированного совета Д 120.35.02 при Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва И-550, ул. Тимирязевская, 49.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московской сельскохозяйственной академии им. КуА. Тимирязева.

Автореферат разослан «_^_» 1994 г

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат сельскохозяйственных нау ^ЦМ. Наумова

г ' ■ I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ '

Актуальность проблемы. Южно-Уральский,регион занимает одно из ведущих мест в России по производству сельскохозяйственной продукции. Здесь заготавливается 10% товарного зерна (преимущественно - высококачественные яровые твердые и сильные ' пшеницы) и 8$ мяса. Сельскохозяйственные угодья составляют 10,8 мян.га, в том .числе в пашне -6,4 млн.га. Почвенный покров представлен черноземами (70%), остальная площадь занята темно-каш--тановыш почвами. Около 2,0 шн.га занимают солонцово-солонча-, ковые комплексы различного генезиса, из них 0,6 млн.га находится в па'ине. '■ .• ' ,,

Нестабильность сельскохозяйственного производства-выражена в низкой урожайнбсти особенно зерновых культур (за последние 15 лет. - 10,7 ц/га) и значительными ее колебаниями.по.годам (от ' 180 д'о. 205О,' Это обусловлено, усилением.аридизации.и снижением плодородия, почв, вызванных эрозией и дефляцией. Причиной эрозии : почв является сплошная распашка земель без учета их качества,

. проходившая в трй. этапа: первичное освоение (І800-І963' гг.), ос-

■ воєнна, целинных, и залежних земель' (1953-1956 гг.) и распашка малопродуктивных* пастбищ.("корэнное улучшение" 1965-1985 гг.)., ..Сплошное массивное земледелие, а также сведение лесов в прошлом "привело^к усилению стока, обсыханию территории и дестабилизации экологической-обстановки," , .. . . • .

...Изучению процессов эрозии и дефляции почв в регионе до последнего времени уделялось недостаточное внимание.■ Разработанные в 80-х годах системы зетеделия страдают. слабой почвозащит-; ной. направлвнйостьга.'. Неоправданно. высокая степень . распаханности .‘эрозионноопасных,. неиолноразвитых, солонцовых и других почв с ..низким естественным плодородием требует разработки системы за: щиты почв от эрозии и дефляции, обеспечивающей сохранение плодородия почв и его воспроизводство. Этим и определяется актуальность исследований. . ,

‘' Представленная работа является составной частью исследований, проведенных автором во время почвенных экспедиций ("Волго-гипрозем"), программ и заданий ГКНТ Совета Министров СССР Оренбургскому ЙШІСХ (номера регистрации 20991, 01827000855 , 226,

75026165,. 227,- 01860130159).

1 Задачи.исследоганяй. Цель задачи, состояла в исследовании закономерностей проявления эрозионных процессов для научного

” ' 2 обоснования мероприятий, обеспечивающих повышение продуктивности эродированных почв, надежную защиту их от эрозии. Для достижения этой цели необходимо:- . , .

- на основе системного анализа условий, детального изучения

свойств почв, факторов эрозии выявить основные закономерности формирования поверхностного, стока тальк вод, вызывающих смыв черноземов; - . . '

- разработать критерии диагностики черноземов по степени эродированное™ и противоэрозионной устойчивости;

- определить, объемы и темпы "потерь органического вещества

в почвах; - ■ ■ ■ '

- разработать эффективные почвозащитные технологии возделывания зерновых культур на склонах 1-3, 3-5, 5-7 и более 7°;

- провести почвенно-эрозионное районирование территории и ,

на его основе разработать модели почвозащитных систем земледелия, адаптированных к условиям агроландшафтов. .

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ,ШНОСИШЕ НА ЗАЩИТУ . ‘ .

1. Активизация эрозии и дефляции в регионе обусловлена По-

всеместной распашкой склонов и малопродуктивных земель. Это привело к усилению поверхностного стока при постоянном дефиците влаги в почве и дестабилизации экологической обстановки. Максимальная величина весеннего стока достигает 120 г», взросла расчлененность территории на 17%, что усилило 'её обсыхание и арм-дизацию. ■ •. ' . . ■ '

2. Эрозия и дефляция ухудшили агрохимические.и водно-физические свойства почв, ускорили" темпы дегумификации. Исследователями установлено, что темпи ежегодных эрозионных потерь органического вещества'возросли в 1,5-2 раза и'составили от 0,5 ■ ' т/га в черноземах южных и ^емко-каштановых почвах до 1,5 т/га -в черноземах типичных и обыкновенных. Наибольшие потери (свыше

2,0 т/га) зафиксированы в сияьноэродированшх, неполноразвитих

и маломощных почвах, вовлеченных в пашню при втором этапе освоения целинных земель. Возросли темпы минерализации гумуса ' (0,4-0,7 т/га),' особенно на парах (свыше 2,0 т/га в год).-% 3. С целью разработки научких основ защити почв от эрозии

и оптимизации экологической обстановки региона проведено ого почвенно-эрозионное районирование, разработана критерии диагностики почв по стопени эродиронажюсти и прэтг.воэрозлошом устойчивости, сформированы банки почвешшх и погодных даннпх на -

базе ЭШ, являющиеся основой агроэкологического мониторинга. ,

4. Б зависимости от сложности эрозионных ландшафтов разработана система мероприятий по предотвращению эрозии и дефляции почв. Для агроландшафтов незначительной сложности с расчлененностью 0,3-0,5 км/км2 и крутизной склонов 1-3° разрабЬта-на система мер, в которых определяющую роль играет замена вспашки противоэрозионной обработкой с сохранением на поверхности поЧвы пожнивных остатков, что обеспечило сояракрние потерь почвы в 2,0-2,8 раза и повышение урожайности зерновых культур на 17-27;?, ' /

- . 5. Для слабо- и умеренно- сложных, сложных и весьма слож-

ных агроландаафтов с крутизной склонов 3-5, 5-7 и более 7°, с расчлененностью 0,7-1,0; 1,0-1,4; 1,4-1,8 км/км2, разработана контурная организация территории севооборотов, в основе которой .

. - буферные полосы из многолетних трав,' кустарниковые кулисы и

• залуженные водотоки. Почвозащитные технологические модули, дифференцированные с учетом сложности агроландшафта^сокращают сток на 15-20/2 и полностью устраняют вынос почвы за его пределы.

. ' 6. На умеренно-сложных ландшафтах защиту почв от эрозии и

дефляции'обеспечивают буферные полосы шириной 20 м через 100 м с долей многолетних трав в севообороте не более 2052; на сложных: ландшафтах, кроме выше перечисленных мероприятий, доля многолетних' трав достигает 40$ с мульчированием поверхности почвы измельченной.соломой и залужением водотоков; на весьма сложных 1ландаафт'ах 'пЬчБозащитный модуль-усилен двурядными кустарниковыми кулисами. ' , ■' . " -

■ ; ' 7. - Сильноэр.одированныё ландшафты с. крутизной склонов более „ 7°:.и' расчлененностью более 2 км/км^ йри'сгущении горизонталей и ложбин стока, тбщадв которых составляет 0,8 млн.га, рекомендуемся вывести, из пашни под сплошное, залужениа,: многолетними тра-..вами.'с последующей организацией сенокосо- и пастбище оборотов,

■ ’ • 8. -В.соответствии с изложенными,принципами для различных ' категорий ландшафтов разработаны'модели почвозащитных систем

• земледелия, оптимизированные по условиям сокращения стока и защиты почв от,эрозии и дефляции. . , ' . •'

Научная новизна. Впервые для условий степной зоны Южного Урала:

- дан системный анализ природных и антропогенных факторов эрозии

' , и дефляции-почв; ' - . . • ' '

- изучены агрохимические, физические и водно-физические '

свойства эродированных почв и разработаны критерии диагностики черноземов по степени эродированности и противоэрозионной устойчивости; •

- определены объемы* и темпы потерь органического вещества

в почвах; ■ .

- рассчитана величина паводкового поверхностного стока в зональном аспекте,являющаяся-научной основой прогнозирования интенсивности эрозионные процессов;

- разработаны почвозащитные технологии возделывания зерновых культур на ювдых эродированных черноземах, расположенных на склонах 1-3, 3-5, 5-?. и более 7 градусов;

- также впервые на основа проведенного почвенно-эрозионного районирования территории разработаны и апробированы в производстве модели почвозащитных систем земледелия, адаптированные к .условиям агроландшафтов, обеспечивающие надежную защиту, почв от эрозии, повышение урожайности сельскохозяйственных культур и охрану окружающей среды.

Апробация.. Результаты исследований докладывались на выездной сессии БАСИЩ по борьбе с засухой (Волгоград,'1987), Всесоюзном совещании (Курск, ,1977), трех Всероссийских совещаниях/ - ' по почвозащитному земледелию (Саратов, 1974; Новочеркасск, 1980, 1983), заседании отделения земледелия БАСИШ (Москва, 1981), . семи координационных совещаниях и заседаниях бюро Совета ,(Шор-танды, 1974; Курск, 1976, 1981, 1982, 1983; Саратов, 1982;- ; '

Барнаул, 1982; Москва, 1982), на пєрвоіі сессии Российской академии (Оренбург, 1990),. на научно-практической кот’іерешдш ■ "Проблемы уральских черноземов" (Челябинск, 1953). ‘ .

Публикация. Опубликованы два книги (в соавторстве); ма- ' териалы в трудах ВЛСЛ-Щ (т.II: "Черноземы Поволжья и Преду-

■ ралья"), 75 статей и рекомендаций общим объемом более 50 печатных листов, Почвенная карта Оренбургской области М I:

600000 в соавторства.

Внедрение. Непосредственное участие автора в составлении, разработке и освоении почвозащитных комплексов, вошедших в системы земледелия области, опытно-производственных хозяйств, колхозов и совхозов; составление Генеральной схемы протлвоэро-зионных мероприятий и Государственной комплексной программы

• повышения плодородия почв. ' ■ : ' .

Разработки автора, сотрудников лаборатории и', хозяйств области, где осваиваются почвозащитные комплексы, демонстрировались на областной и ВДНХ СССР,-отмечены' золотыми, серебряны, ми медалями-и дипломом Почета.

" В работе использованы материалы исследований, выполненные лично автором или под его руководством научными сотрудниками лаборатории и Восточного сектора защиты почв от эрозии,

' что отражено в совместных публикациях. '

Объем работы. Содержание работы изложено на 351 странице '•машинописного текста, включая 74 таблицы; иллюстрирована 40 рисунками, 14 приложениями. Список литературы насчитывает 465 работ на русском и 14 - на иностранном языке. '

' -I. ПРОГРЕЛА, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕКШ ШСВДОВАЮЙ

Программа и методика исследований. Систематизированы и статистически обработаны почвенные материалы института "Еолго-пшрозегл",где автор работал с 1962 по 1575гг. Стационарные опыты

выполнены в 1976...1992 гг в опытно-производственных хозяйствах им.Куйбышева, им.50 летия ВЯКШ, "Советская РоссшГ Оренбурге-кого НИИСХ, совхозе им.XIX партсъезда Светлинского района. Исследования проводились в соответствии с методическими рекомендация- . ми Почвенного института им.В.В.Докучаева, БНШЗ и ЗПЭ, ВНШЗХ, Гидрометеослужбы| АНИИЗи С» НИИСХ Юго-Востока и ВНИАЛМИ. Анализы агрохимических свойств почв проведены в лабораториях институтов "Волгогипрозем" и Оренбургского НИИСХ согласно методик, описанных в работах Е.В.Аринушкиной (1970),‘агрофизических свойств - .

A.Ф.Вадганиной и 3.А.Корчагиной (1973). В водобалансовых исследованиях использовался метод стоковых площадок, дождевания - установкой ОДУ по методике Н.С,Ерхова (1970, 1972). Площадь дождевания 6x8=48 м2, интенсивность дождя 1,5...2 мм/мин. Результаты анализов обрабатывались методом вариационной статистики (Н.А.Ндо-хинский, 1970), оценку темпов интенсивности потерь органического вещества в почвах - с использованием монографии А.А.ТитляновоЙ,

B.И.Кирюшина, И.П.Охинько (1984), фенологические наблюдения и структура урожая - по общепринятой методике Госсортиспытания. Математическая обработка данных проведена дисперсионным методом

по В.А.Доспехову (1979), экономическая эффективность способов обработки, технологий и комплексов - по методике ВШИ и ЗГО (1983), тренды - методом гармонических весов ЧА.Н.Полевой, 1988), интегра-. льные кривые - по А.Д.Сйлину (1990)* ■

Применялись полевой, лабораторно-полевой, лабораторный, статистический, расчетный « экспедиционный методы. \

Схемы опытов. Стационар У I "Противоэрозионная оценка.техно- ' логий возделывания зерновых культур на склонах " (1976,..1987гг) заложен в подз'йке южных черноземов в БПХ им.Куйбышева на СЗ склоне, крутизною I;..3°. Почвы - черноземы южные среднесмытые тяже-лосуглю/исйге на делювиальных карбонатных глинах. Мощность гумусового горизонта составила 27-37 см, содержание гумуса в пахотном слое - 3,5^. . , . ,

'Схема опыта: I. Отвальная-обработка плугом ПН-4-35 на 27 см поперек склона (контроль). 2. Гребнистая вспашка плу-ПН-4-35 (с удлиненным отвалом 3-го корпуса) на 25...27 см с почвоуглублением на 35...40 см (почвоуглубители на 3...4 корпусах)

3. Безотвальная обработка плугом ЛРН-4-35А на 25...27 см. 4. Плоскорезная обработка КПГ-250 на 25...27 см. 5. Плоскорезная обработка на .12..,14 см после уборки + позднеосеннее щелепание на .

?

35...40 см. Размещение делянок - систематическое с частичным смещением вариантов в три яруса. Общий фон - удобренный дозой Л/40^60’ ЯяоЩЭДЬ Делянки - 0,5 га. На делянках строились стоковые площадки с водосливами. Севооборот - зоряо-таровой: пар кулисный, озимая рожь, яровая пшеница, яровая пшеница, ячмень. Годы ротации - 1979...1985. С 1980 г проведена производственная проверка первого, четвертого и пятого вариантов.

' Стационар Р 2 - "Разработать и выдать рекомендации производству по системе земледелия для склонов на основе контурной организации территории" (Пост.ГКНТ от 8.07.1981 г., Р 227).

В эксперименте в качестве стокорегулирующих и почвозащитных средств в условиях проявления водной и ветровой эрозии.служили буферные полосы из многолетних трав в системе контурной организации территории севооборота. Под стационар использовался западный склон 3-5° с черноземами южными карбонатными сильноэродированными глинистыми. Мощность гумусового горизонта - 18...22 см, содержание гумуса в пахотном слое - 3, в подпахотном - 1,5-2,С!5.

Схема опыта:

1. Склон без буферных полос (контроль),

2. Буферные полосы ширмой 21,6 м через 100,8 м.

3. То же + щелевание буферной полосы на 35...40 см.

4. Буферные полосы шириной 10,8 м через 100,8 м.

5. То же + щелевание буферной полосы на 35...40 см.

6. То же, что и 5-й вариант + щелевание на 35...40 см в межбу-

ферном пространстве. ,

Расположение буферных полос контурно-параллельное, перпендикулярное линии стока. На вариантах строились стоковые площадки . с водосливами. Площадь делянки - 0,80 га, размещение повторений сплошное в один ярус, в пространстве и времени - трехкратное.

. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ

II. Естественно-исторические предпосылки развития эрозионных процессов

■ Антропогенное воздействие на ландшафты и развитие эрозии. Усиление антропогенной нагрузки на ландшафты региона произошло , в связи с освоением целинных земель (1953...1956 гг). В пахотный фонд было включено дополнительно свыше 2,0 млн.га почв с пониженным и низким естественным плодородием (черноземы и темно-каштановые маломощные, неполноразвитые, эродированные, дефляционноопасные и солонцово-солончаковые комплексы). Почвы высшего бонитета

полностью 'распаханы. Высока степень распаханности имеют почвы средних и некоторых: низших классов бонитетов (слабосмитые почвы

- 8да, среднесмытые - 52, сильносмытда - 25, дефляционноопас-

ные - 74 и комплексы с солонцами - 26%).

Шаблонный подход к их освоению без мелиоративных и противо-эрозионных мероприятий, повсеместное применение отвальной вспашки без учета качества почв, отсутствие севооборотов и монокультура привели к развитию эрозии и дефляции. Площади сельхозугодий подверженные водной эрозии достигли 2,9 млн.га (23,4%), в т.ч.

1,8 млн.га (28,6%) пашня, дефляции - 0,4 млн.га (3,1^), в т.ч.

0,2 млн.га (3,3%) пашня, совместному действию орозии и дефляции

- 0,3 млн.га (2,6%), в т.ч. 0,2 млн.га (3,2%) пашня. Кроме того,

около 50^ пашни юго-восточных районов региона является дефляционноопасной. '

Вслед за освоением целинных земель возникли пшьнме бури, на больших площадях посевы засыпались мелкоземом, засекались песком и гибли. Создалась угрожающая экологическая обстановка. Учеными и практиками был начат поиск путей защити почв от дефляции.

Большой вклад в решение этой проблемы внесли ученые Всесоюзного НИИ зернового хозяйства под руководством академика А.И.Бараева. Разработанная институтом почвозащитная система земледелия была адаптирована и освоена в условиях степной и сухостепной зон Южного Урала. Особое внимание было уделено почвозащитной системе обработки почвы с применением комплекса плоскорежущих орудий, разработке и внедрению севооборотов с короткой ротацией. Это позволило на площади свыше I млн.га приостановить дефляцию почв.

Вместе с тем, около I мдн.га вновь распаханных склоновых земель стали подвергаться водной эрозии. Неурегулированный сток ускорил процессы дегумификации и потерю плодородия почв, загрязнение водоемов и рек, иссушение территории и усугубил экологическую обстановку. Эрозия стала негативно влиять на эффективность функционирования агропромышленного комплекса. Это и явилось отправным моментом для разработки научных основ защиты почв от прозии в регионе.

Природные Факторы развития прозионных процессов. Развитию эрозии и дефляции на пахотных землях Южного Урала способствуют прежде всего его природные условия: изрезанный холмисто-увалистый рельеф (коэфф.расчленения 1,32-1,10 км/км2, базис эрозии. 300-200 м

- в Предуралье), неравномерное распределение осадков на территории (в подзонах типичных и обыкновенных черноземов - 430-350 м;л,

южных черноземов и темно-каштановых почв 300-260 мм). Половина осадков выпадает летом, преимущественно в виде ливней; глубокое промерзание почв зимой, препятствующее инфильтрации талых вод. Развитию дефляции способствует выровненный рельеф Зауралья, широкое распространение легких по механическому составу и карбонатных с непрочной структурой почв, активный ветровой режим (число дней с пыльными бурями со скоростью ветра более 15 м/с

- 9-16).

Предуралье - холмисто-увалистая равнина, сложенная мощной свитой осадочного комплекса перми, триаса и горы. Низкогорный Урал - сильноэродированное древнескладчатое сооружение с разновозрастными осадочными и метаморфическими породами. Зауралье -древняя денудационная равнина, сложенная очень пестрыми по составу породами палеозоя, перекрытыми осадочными мезокайнозойскими образованиями. Основные почвы сформированы на делювиальных покровных карбонатных тяжелых суглинках, выстилающих плоские водоразделы и пологие склоны.

Геолого-геоморфологические условия и континентальный климат определили комплексность, высокую карбонатность, солонцеватосгь почв и укороченность гумусовых профилей (табл.1).

I. Влияние почвообразующих пород на степень развития почв

Почвы

подзоны

!Площади •почв, раз-!витых на (элювии, ъ

Площади маломощных ! Площади малогумус-почв от площади !ных почв от площа-

пород. %_____________Уди пород."__________

плювий ! делювий !элювий • делювий

Черноземы

типичные

южные

Темно-каштановые почвы

30,5 28,7 31,2 98,7 48,0

26,3 95,3 56,6 ' 93,7 64,3

1.6 98,7 38,3 95,6 81,2

9,7 100,0 73,4 100,0 100,0

Близость к поверхности элювия плотных пород различного генезиса на покатых, крутых склонах и вершинах водоразделов "тормозит" формирование полнопрофильных почв, усиливает процессы эрозии.

Снеготалые воды. Специфика снеготаяния зависит от предзимнего увлажнения верхнего слоя почвы, которое зимой под влиянием

отрицательных температур приводит к формированию водонепроницаемого экрана. Шные ветроударные склоны (средняя часть) аккумулируют минимальное, а северные - заветренные (средняя и нижняя части) максимальное количество снега. Снеготаяние на южных склонах длится 4-6 дней и заканчивается при положительной среднесуточной температуре воздуха-. На северных склонах снег уплотняется и достигает фазы начала стока. Период снеготаяния характеризуется высокой интенсивностью весенних процессов: резкое нарастание положительных температур воздуха, неглубокое оттаивание почвы, слабая инфильтрация и- переувлажнение верхнего 10 см слоя. Благодаря притоку воды сверху на южных склонах даже при минимальных запасах (50-70 мм) наблюдается значительный смыв почвы: в типичных черноземах 15-20 т/га, обыкновенных - 6-7, южных - 5-9 т/га.

Ливневые осадки. Эрозионные процессы проявляются в максимальной степени в тех случаях, когда дожди высокой интенсивности приходятся на незащищенную растительностью почву. Потери почвы достигают в отдельных случаях до 50-100 т/га, особенно высоки они на парах, уплотненных летними культивациями с применением тяжелых тракторов К-700.

Основным фактором разрушения черноземов на склонах является неурегулированный поверхностный сток талых и ливневых вод. Потери почвы на территории региона изменяются в широтном направлении и определяются противоэрозионной устойчивостью почвы, увлажненностью года и видом осадков.

III. ОСОБЕННОСТИ ГЕНЕЗИСА И АГР0ПР0ИЗВ0ДСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭРОДИРОВАННЫХ П0Ч§.

В соответствии с "Классификацией и диагностикой почв СССР" (1977) почвы региона относятся к двум почвенным провинциям: почвы Предуралья - к умеренной восточно-европейской фации, Заволжской провинции, почвы Зауралья - к холодной Западно- и Среднесибирской фации, Зауральской провинции, ^ .

Черноземы региона выполняют две важнейшие функции: экологическую - выступая в качестве главного компонента почвенного покрова; агроэкономическую - служат основой пахотных угодий и базой получения зерна. Развитие эрозионных процессов сильно сказывается на габитусе черноземов склоновых поверхностей. В связи с этим всестороннее рассмотрение свойств черноземов приобретает особую значимость.

Морфологические свойства. Установлено (Кучеренко, 3961; .

и

Климентьев, Блохин, Усков, 1985), что в пределах типа мощность гумусового слоя А+АВ чернозема варьирует довольно значительно (V =11-40%) и составляет 40-68 см. Варьирование в пределах подтипов не превышает 13-17Я, что дает возможность использовать его в качестве эталона неэродированных черноземов.

Наиболее характерный и устойчивый признак черноземов, подверженных: эрозионным процессам - снижение мощности гумусовых горизонтов. Так, слабосмытъте черноземы занимают обычно верхнюю треть склона и характеризуются пониженной (на 20-25%) мощностью. Почвенный профиль состоит из полного набора генетических горизонтов. Среднесмытвд? черноземы распространены преимущественно в средней части склона, мощность их снижена на 40-50%. Поэтому пахотный слой этих почв представлен собственно горизонтом А и переходным горизонтом АВ. Сильносмытые черноземы не имеют обособленных генетических горизонтов А, АВ и В. Пахотный слой их представлен смесью вышеназванных горизонтов, к которым довольно часто припахивается и почвообразующая порода.

В условиях расчлененного рельефа часть твердой фазы черноземов перемещается из трансэлгавиального ландшафта в трансаккумулятивный. Основная масса наносов, увлекаеных с пашни стекающими водами, откладывается у подножий склона, оврагах, балках и днищах речных долин. Н.И.Маккавеев (1951) предположил, (это подтверждено и нашими расчетами), что лишь 10% твердого стока со склонов поступает в речную сеть, 60% смываемой почвы откладывается в нижних частях склонов, формируя намытые почвы.

Распашка целинных земель, неурегулированный поверхностный сток, достигающий максимальных величин га склонах, сформировал элементарные почвенные ареалы, отличные от плакорных. На склонах 'любой ориентации снижение мощности гутлусового горизонта, превышающее уровень естественного варьирования, свидетельствует об образовании смытых почв.

Физические и водно-физические свойства. Селективный вынос тонкодисперсных частиц стоком и вспашка сильно трансформируют облик эродированного склона. Происходит "разбавление" гумусового горизонта нижележащими, что затрудняет прогноз изменения гранулометрического состава пахотного слоя. С.С.Соболев (1948), Л.И.Акентьева (1971) считают, что с увеличением смыва пахотный слой обедняется физической глиной; И.С.Константинов (1966) и А.С.Скородумов (1973) указывают на его неизменность; Г.П.Сурмач

(1976), В.С.Родионов (1972) свидетельствуют о его утяжелении.

Все исследователи едины во мнении, что в пределах слабой смытости гранулометрический состав пахотного слоя не изменяется. В средне-и сильносмытых почвах он заметно утяжеляется за счет вовлечения в пахотный слой переходных горизонтов, характеризующихся максимальным накоплением тонкодисперсных частиц, хотя вынос их эрозионными процессами значителен.

Черноземам иллювиального ландшафта в течение вегетационного периода свойственна относительно высокая скорость фильтрации (I,6-2,2 мм/мин). Утяжеление гранулометрического состава пахотного слоя эродированных почв, значительная выпаханность и водонеустой-чивость почвенной структуры способствуют снижению их водопроницаемости в 1,5-2,0 раза, что приводит к усилению поверхностного стока. •

Вещественный состав и химические свойства. Черноземам свойственно максимальное накопление гумуса. Выщелоченные и типичные черноземы, широко распространенные в лесостепной зоне региона, относились прежде к тучным, обыкновенные Общего Сырта - к средне-‘ гумусным. Ежегодный вынос значительного количества тонкодисперсных частиц - "носителей" гумуса из пахотного слоя эродированных по^в привел к тому, что лишь 5£К выщелоченных и 19? типичных "задержались" в группе тучных, 427т обыкновенных - в группе среднегу-мусных. В группе типичных среднесмытне перешли в средне- и мало-гумусные, а сильносммтые - в малогумусные. В обыкновенных черноземах соответственно - в малогумусные и слабогумусированные, в южных - в слабогумус!грованные. , .

Состав гумуса полнопрофильных черноземов характеризуется как гуматный. В эродированные черноземах происходит достоверное снижение группы гуминовых кислот, особенно подвижной фракции, связанной с полуторными окислами,'. . . . Существующие темпы смыва почв талыми и ливневыми водами могут привести через 50-120 лет к потере почвами подвижных гуминовых кислот, ответственных за структурообразование (Кононова,1963; Богданов,1964).

Гумус распахиваемых черноземов региона, особенно эродированных, становится более мобильным и агрессивным, особенно в почвах, отнесенных к холодной фации (Зауральская провинция), что отмечал и В.В.Докучаев (1952), а также Танасиенко (1991) - для черноземов Западной Сибири. Это служит основанием более бережного отношения к гумусному состоянию почв'Шного Урала.

. *5

Интенсивная антропогенная нагрузка на агроландшафт особенно хинплс склонов сопровождается усиленной минерализацией гумуса с высвобождением азота и зольных элементов с одной стороны, и отчуждением значительного количества твердой фазы почвы, обогащенной органическим веществом и азотом - с другой. В итоге запасы азота с 8-12 т/га в несмытых почвах снижаются до 6-10 в слабосмы-тых, 4-6 в среднесмытмх и гонге 4 т/га - в сильносмытых чернозе-

1 ' 1У. ЭРОЗИЯ почв

Противоэрозионная устойчивость черноземов. Под противозро-зионной устойчивостью (ГОУ) мы погашаем способность самой почвы противостоять смьтвакщему и размывающему действию временных водных потоков. ПЗУ определяется генетическими свойствами черноземов, выраженными в количественных и качественных характеристиках гумуса, гранулометрического состава, почвенно-поглощающего комплекса и водопроницаемости. ПЭУ черноземов снижается при увеличении в пахотном слое пыли и мелкого песка, при сшпении содержания в ППК двухвалентных катионов, а тагае гуминовых кислот. Насыщение ППК южных черноземов ионом натрия, а также наличие комплексов черноземов с солонцами на склона* обусловливает сильное диспергирование почвы и снижает водопроницаемость и ПЭУ.

2. Классификация черноземов по противоэрозионной устойчивости

Степень устойчивости ! Мощность! ! гор-та , ! А+АВ, . | > СМ ) Гумус содержа-!запасы ние, ! т/га % ! ! Содержа-! Водопро-! !ние !ницае- !ПЭУ, ’! СаТГ + !мость, !баллы 1 ! мм/мин !

Черноземы тяжелосуглинистые и легкоглинистые

Высокая 45 9 400 ' I - I,5-2,0 45

Средняя 35-45 6-9 250-400 0,7-1,0 1,0-1,5 30-45

Низкая 30-35 З-б 150-250 0,5-0,7 0,5-1,0 20-30

Неустойчивые 30 3 150 0,5 0,5 20

Черноземы средне- - и легкосуглинистые

Высокая 40 7 300 0,7-1,0 1,0-1,5 35

Средняя 30-40 4-7 200-300 0,5-0,7 0,5-1,0 20-35

Низкая • 20-30 2-4 100-200 0,3-0,5 0,3-0,5 15—20

Неустойчивые 20 г 100 0,3 0,3 15

Если почвенные характеристики выразить в баллах, то с помо-

3. Группировка почв по категориям эродированности

Подтипы

почв

Черноземы

типичные

Черноземы

обыкновенные

Черноземы

южные

смыто до 50% смыто до 7ОТ

смыто до 45^ смыто до 6ОТ

1 Степень эродированности и дефлированности

1 слабая ‘________! средняя________! сильная__________

Гумусовый горизонт А+АВ смыто до 25ft

Запасы гумуса в слое 0,.,50 см

смыто до 2ЭТ

Гумусовый горизонт А + АВ смыто до 2ОТ дефлировано до 1Е№

Запасы гумуса в слое 0...50 см смыто до 20% дефлировано до Ш

Гумусовый горизонт А + АВ . смыто до 2ОТ дефлированр до I8S

Запасы гумуса в слое 0...50 см

смыто до 2ОТ

дефлировано

до IS5

смыто до 40е*. дефлировано до ЗОТ

смыто до 38% дефлировано до 30%

смыто до 4ОТ дефлировано до 3 ОТ

смыто до 55Й дефлировано до 4ОТ

смыто до 5ОТ дефлировано до 4ОТ

смыто до БОТ дефлировано до 4ОТ

смыто до 40% дефлировано до ЗОТ

смыто до 5ОТ дефлировано до 40%

щью балльной оценки можно охарактеризовать ГОУ черноземов. Мощность гумусового горизонта, равна,') 50 см, содержание гумуса, равное 10%; запасы гумуса в слое 0-50 см, равньге 400 т/га, количество обменных оснований, равное 50 м-экв на 100 г почвы^

а также водопроницаемость черноземов 2 мм/мин оценивались по 10 баллов. Суммируя баллы получим величину ПЭУ, основанную на генетических свойствах почв (табл.2).

Разделение почв по категориям эродированности базируется на показателях, определяющих их генетико-производственные особенности, а именно: на мощности гумусовых горизонтов, содержании и запасах гумуса. Эти признаки являются общепринятыми во всех современных и предшествующих классификациях эродированных почв (Г.П.Сурмач,1954; М.Н.Заславский,1962; Е.П.Полуэктов,1985).

За эталон неэродированннх почв принимается среднестатистический профиль, рассчитанный при анализе распаханных почв водораздела. Общим критерием подверженности почв эрозионным процессам выступает сокращение мощности гумусового слоя. Потому подразделение эродированных почв по категориям проведено, исходя из потери определенной части этого слоя. К эродированным отнесены такие почвы, мощность гумусового слоя (см) и запасы гумуса в слое

0-50 см (т/га) которых меньше средней достоверной мощности эталона (табл.З).

Водопроницаемость почв агрофонов. Для определения взаимосвязи между различными факторами, влияющими на величину водопог-лощения, проводилось сравнительное изучение водопроницаемости почв на различных агрофонах.

На пашне величина водопроницаемости сильно варьировала и .снижалась по мэре увеличения плотности верхнего слоя и уменьшения количества водопрочных агрегатов (табл.4).' Коэффициент корреляции между показателями водопроницаемости и плотности составил

О,76...О,69, что соответствует тесной степени связи. Водопроницаемость плотных солонцовых почв очень низка. В годы при затяжных осенних дождях солонец увлажнялся на 15...18 см, по'трещинам влага проникла до 70 см, а промежутки оставались сухими.

На целинных участках чернозема южного даже в пределах одного короткого склона водопроницаемость сильно изменялась, как правило, резко снижаясь при увеличении крутизны склона (табл.5). На северном склоне и в задернованной лощине с намытой почвой

4. Впитывание воды почвами на различных агрофонах

Сельскохозяйственные

культуры

'Средняя 'Количество(Суммарное (Установив' “ ' !водопроч- (впитыва- !шаяся ско-

|дах агре- !ние воды !роеть

, гатов в ! за 3 часа !ф1и

(более (наблюде- ‘

I 0,25 юл,! ния,

ІЛЛ0Т-

'ность !почвы (слоя 10...25 ! см, і г/см

(фильтра! ции,

і

мм

I

мм/мин

Чернозем типичный тучный среднемощный тяжелосуглинистнй

Яровая пшеница 1,19 52,3 248 1,29

Чистый пар - 1,15 40,7 226 0,93

Целина 1,10 86,9 936 5,17

Лесная полоса (25 лет) 1,16 79,7 838 4 ,22

Люцерна 3 года кизнн 1,16 70,4 406 2,48

Чернозем южный маломощный тгскелосуглинистый

Ячмень. 1,23 34,8 1В0 0,50

Чистый пар . 1,10 31,6 203 0,61

Выгон,сильно выбитый скотом 1,33 27,3 82 0,32

Лесная полоса (25 лет) 1,22 68,4 697 3,16

Эспарцет 2 года жизни 1,26 51,6 269 1,00

Солонец степной мелкий глинистый

Солонцовое пятно, лишенное растительности 1,42 11,6 16 0,001^

5. Изменение водопроницаемости в зависимости от крутизны и экспозиции склона на .черноземах южных, мм/мин

Время ! Склон южной экспозиции !Лощина за- (Склон се-

экспе- п 5о ! римента і бозроди- ! ;рованный : 5 средне-1 яродиро- ! ванный ! 7°сильно-1 эродированный :дернован-' пая, ! намытый !верной !экспозиции ',средне-!мощный

За 1-й час 2,90 0,50 0,42 4,11 3,27

За 2-й час 1,09 0,30 0,20 2,49 1,66

За 3-й час 0,88 0,32 0,16 1,60 2,13

Среднее I,62 0,37 0,26 2,73 2,35

величина фильтрации была наилучшей и стабильной во времени.

Пространственная изменчивость водопроницаемости тесно связана с изменением физических свойств пахотного слоя. Установлен '

. я

что при проходе трактора К-700 водопроницаемость по колее оказалась в 3,71 раза ниже, чем вне колеи (2,02 против 0,50 ил/мин).

Вспашка с оборотом пласта на черноземах южных эродированных выносит на дневную поверхность часть переходного горизонта ВС с низким содержанием водопрочных агрегатов, что приводит к интенсивному водопоглощешю только в начальный период эксперимента. Затем, при быстром разрушении агрегатов и заилении пор величина фильтрации падает от 1,26 до 0,68 мл/мин. При подъеме зяби плоскорезом, благодаря наличию на поверхности почвы мульчи, стерни и растительных остатков, скорость фильтрации в первый час была очень хорошей (3,07 мм/мин), а в последующие два часа - хорошей (1,62-2,03 мм/мин).

Взаимосвязь водопроницаемости, стока и смыва различных почв и агрофонов при искусственном дождевании. Характер и величина водопроницаемости, а также объемы жидкого и твердого стоков эродированных черноземов мало зависят от их подтиповых различий, а во многом определяются способом обработки и изменением агрофизических характеристик пахотного слоя в результате хозяйственного использования почв (табл.6). Наименьшая водопроницаемость и максимальный сток зарегистрирован на чистых парах и пропашных культурах (кукурузе).

Зависимость стока талых вод от элементов погоды. Анализ литературных данных свидетельствует о динамичности взаимосвязей факторов погоды, определяющих сток талых вод. Для их познания используют ситуацию малых водосборов рек во время половодья. Так, Б.А.Апполов, Г.П.Калинин, В.Д.Комаров (1974) разработали метод прогноза речного стока за период половодья на основе установления количественной связи параметра, характеризующего водопоглотительную способность бассейна перед началом снеготаяния, с влажностью почвы, глубиной ее промерзания и снегозапасами. В.В.Демидов (1983) выявил количественную связь коэффициента стока с увлажнением почвы, глубиной ее промерзания, среднесуточной температурой воздуха в период стока и продолжительностью снеготаяния для условий 1?урской области.

Для степи Южного Урала эрозия стока талых вод является наиболее характерной. В связи с этим нами предпринята попытка провести множественный регрессионный анализ зависимостей стока талых вод от метеорологических состояний погоды, используя многолетний (27 лет) ряд наблюдений за состоянием погоды на метеопостах

б. Взаимосвязь водопроницаемости, стока и смьтва различных почв и агрофонов при искусственном дождевании

Почва

Вид обра-(Сумма’Сумма осад-ботки, !осад-!ков,просо-

сев !ков, !чилосъ в ! мм (почт^ по

! осад-! ков, просо-!ков, Ічилось в ‘ км (почву до ! (появления

| (луж, мм

Сток, !Продолжи-! Ско- (Коэф-!Мут- 'Смыв ( тельность! рость!фи- ! ность? поч-(полива до! ин- !циент!г/л ! вн,

! появления! филь-! стока! !т/га

! луж, 1 тра- ! ! !

! мин ! ции, ! I !

______!___________________! мм/мин___!

Черноземы типичны? слабо-смытыР Яровая пшеница 5 листьев СЗС-2,1 поперек . склона 50 39 II 22 1,77 0,22 8,2 0,90

То т Чернозем типич- Ячмень Люцерна СУ-24 48 28 20 26 1,08 0,42 18,3 3,66

нътР средне-смнтый 3 года жизни 82 61 21 28 2,18 0,26 0,9 0,19

Чернозем обыкновенный карбонатный средне-смытый Зябь Вспашка 94 84 10 30 2,8 0,47 19,8 5,94

То же Зябь Плоско- резная 97 87 10 30 2,9 0,30 11,4 2,28

Чернозем обыкновенный силь-носмнтый Выгон ЕНбитыЙ скотом Степень проек- тивного покрытия 4т 45 20 25 30 0,67 0,56 2,6 0,65

Чернозем ЮЖНЫЙ карбонатный слабссмыть’Р Чистый пар Культи- вация КШ-3,8 54,6 21,6 32 28 ' 0,77 0,59 39,0 12,48

То ге Кукуруза 56 30 26 . 24 1,25 0,46 24,2 6,29

7. Результата регрессионного анализа зависимостей слоя стока зимних осадков от элементов погоды за 27 лет наблюдений на малых водосборах

Независимые переменные

Название водосборов и гидропостов

р.Самара, Новосергеевка . (5 =1340 км2)

среднее!корреляция? коэффи-! с зависи- !пиент ■ ! мой пере-!регрес-!менной !сии

р.Черная, Краснохолм (5 = 943 км2)

40 = ЪЧО КМ )

среднее!корреляция!коэф-!с зависи- !фициент !мой пере- (регрес! менной 1

I., Сумма осадков за ноябрь-апрель, мм 142,0 0,671 0,485 142,7 0,611 0,466

2. Запас воды в снеге, мм , 67,5 0,466 0,142 63,1 0,171 0,006

3. Глубина промерзания почвы, см Иб 0,091 0,186 112 0,138 0,159

4. Содержание влаги в почве перед уходом в зиму в слое 0-100 см, мм 66,7 ‘ 0,297 0,220 55,4 0,157 0,183

5. Напряженность температурного фактора от даты перехода максимальной температуры через 0°С до даты схода снега, град/сут ' ‘ 2,99 0.185 11.398 2.99 0.151 8.446

Зависимая переменная . 50,1 40,2

Пересечение в регрессионной модели -98,9 -79,9

Множественная корреляция 0,839 0,758

Стандартная ошибка оценки . 19,0 19,4

Значение Р факт 9,54 5,95

0,60 0,70 0.60 0.50 0,*) С.ЭЭ С.30 С,13

Гели

Рис Л. Динамика стока талых вод в русле реки Самары у ' гидропоста Новосергеевка. I - фактический слоя стока; 2-его тренд; 3-фактический коэффициент стока зимних осадков; 4-его тренд

Рис.2. Изолинии нормы весеннего стока на территории . Оренбургской области (в числителе - норма средней многолетней ппличнны стока, в знаменателе - норма ого при 6^-нор обеспеченности) *

й за паводковым стоком на гидропостах, расположенных в створах малых рек (табл.7).

По данным В.Д.Иванова, В.К.Рязанцева, 0.П.Семенова (1986) величина поверхностного стока талых под (У) в реальных условиях применительно к конкретному году и пункту определяется функцией взаимодействия гидрометеорологического {У), геоморфологического (Н), почвенного. (Р), растительного (Я) и антропогенного (А) факторов, т.е.

У = (5 , Н, Р, К, А)

Кроме фактора погоды, остальные на конкретных водосборах являются постоянными. Во временном аспекте погода является определяющей характер и величину стока на малом водосборе. Первый водосбор, площадью 1340 км^ характеризуется гидропостом в створе р.Самары и метеопостом Новосергеевка. Почвы - черноземы обыкновенные, распаханность 64^, эродированных почв в пашне 42Ъ. Второй водосбор, площадь» 943 км^ с гидропостом в створе р.Черной, метеопостом Краснохолм. Почвы - черноземы южные, распаханность 68^, эродированных почв п пашне ЗГ£. Расчетные данные показывают, что около 40% дисперсии весеннего стока зимних осадков описывается суммой зимних осадков (ноябрь-апрель (мм), 22% - запасами воды б снеге (мм) и 5-1 (К - содержанием влаги в почве перед уходом в зиму в слое 0-100 см (мм). На остальные факторы падает от I до ЗЯ. Построенный график стока (рис.1) свидетельствует об интенсивных эрозионных процессах, особенно в экстремальные годы, когда слой его достигает 90-120 мм/га, а зз пределы водосбора может выноситься до 2,0 т/га почвы. Расчеты стока по 18 водосборам позволили составить картограмму средней многолетней нормы весеннего стока и нормы его при 80%-ной обеспеченности (рис.2).

У. ГУМУСОВЫЙ ФОНД ПОЧВ, ПУТИ ЕГО СОХРАНЕНИЯ И ВОСПРОИЗВОДСТВА '

Гумусовый фонд почв. Палеогеографические условия степной зоны Южного Урала определили унаследованные (реликтовые) характерные свойства почв, развившиеся под растительностью прошлых эпох. Рлавнутя роль в гумусонакоплении играют биологические факторы -приуроченность подтипов почв определенным зонам растительной формации. Именно они регулируют процессы трансформации (гумификации -минерализации) органического вещества. Вместе с тем, активную гумификацию и накопление запасов гумуса в степи стимулируют и абиотические факторы: непромьтвной водный режим, карбонатность

пород, щелочная среда, продолжительность теплого периода, повышенная сумма активных температур и минералогический состав. Их сочетание и определило образование самых высокогумусных почв -черноземов.

Результаты исследований почв агроценозов выявили резкое превышение расхода органического вещества над его приходом. Главными причинами этого являются: а) повсеместное игнорирование внесения в почву растительных остатков, слабое применение органических и минеральных удобрений; б) развитие эрозионных процессов, вследствие высокой степени распахакности почв и несоответствия существующих систем земледелия местным природно-экономическим условиям.

Особенности т>ежуша органического вещества в почвах. При исследовании темпов потерь гумуса нами использованы массивы данных по четырем периодам: первый - целинный; второй - 1940-1950гг;. третий и четвертый - первый (1965 г) и второй (1985 г) туры сплошных почвенных съемок. Объем выборки составил 2500 разрезов. Статистическая оценка разности средних содержания гумуса свидетельствует о существенности темпов его потерь (рис.З).

Годи .

Рис.З. Динамика содержания гумуса в почвах Оренбургской

области. 1-черноземы типичные среднемощные; 2-черноземы обыкновенные среднемощные;.3-черноземн южные среднемощные; 4-темно-каштановые почвы

ТЗак, в типичных черноземах эрозионные потери составили 1,5-т/га в год, в обыкновенных и южных - 0,33...0,41, а в темно-каштановых почвах - 0,57 т/га.

аз

' Маломощные, неполноразвитые и эродированные почвы освоенные в пашню в 1953-1956 гг потеряли гумуса от 0,45 до 2,0 т/га (рис.4, табл.8). В структуре потерь преобладают эрозионные. Результаты наглядно свидетельствуют о.настоятельной необходимости разработки приемов регулирования эрозионных процессов.

Рис.4. Трансформация маломощных, неполноразвитых и эродированных почв по содержанию гумуса в процессе юс хозяйственного использования. 1900 и 1950 гг - в целинном состоянии: 1965 г - период первого тура почвенного-обследования; 1985 г - период второго тура почвенного обследования

8. Темпы эрозионных: потерь гумуса' в черноземах маломощных и эродированных Тт/га в год)

Период, годы ! Потери гумуса в почвах

! маломощных ! эродированных

! общие ! в т.ч. ! общие ! в т.ч.

! ! эрозионные ! ! эрозионные

Черноземы типичные

1950. ..1965 1,922 1,718 1,672 1,468

1965. ..1985 2,225 1,905 2,325 2,005

Черноземы обыкновенные

1950. ..1965 0,766 0,432 0,828 0,494

1965. ..1985 0,913 0,431 0,650 0,450

Черноземы юкнне_

1950. ..1965 0,813 0,624 0,844 0,655

1965. ..1985 1,075 0,677 0,800 0,600

Оптимизация органического вещества в почвах. Расчеты показывают, что в целинных черноземах приход органического материала составляет 21...42 т/га, приход в посевах зерновых культур не превышает 3...8 т/га. Установлено, что за две ротации севооборота содержание гумуса в пахотном слое при почвозащитной обработке оказалось на 0,18% выше, чем на отвальной (3,16 против 2,9Ю, по запасам гумуса разница составила 5,9 т/га (80,7 против

74,8 т/га). На целине эти показатели составили соответственно 3,44% и 93,4 т/га. При длительном при

менекик мшшсальшх одобрений содержание гумуса снижалось несущественно. Поверхностно внесенный

навоз (доза 25...100 т/га) и оставление соломы на поверхности почвы в качестве мульчи приводит к накоплению гумуса и изменении его качественного состава. Повышается содержание лабильных

менее зрелых "прогумусовых" веществ с повышенной степенью обогащенности азотом.

Почвенно-эрозионное районирование территории. Районирование отражает географическую неоднородность протекания эрозионных процессов на территории. Это дало возможность выделить объективно существующие в лрироде, обособленные сочетанием эрозионных факторов, зоны и районы, являющиеся основой для разработки и проведения зональных противоэрозионньпс мероприятий. Выделено три почвенно-эрозионные зоны (А, Б, В) и 10 эрозионных районов (табл.9, рис.5).

Зона (А) - преобладания водной эрозии. Характеризуется максимальным и количеством осадков, запасами воды в снеге и модулем стока. В отдельных районах площадь эродированных земель достигает 60^. Дефляция (слабая) наблюдается на открытых ветроударных склонах с типичными карбонатными черноземами, сформированными на песчаниках и известняках перми. Среднегодовой сток составляет

60...70 мм, в экстремальные годы - 90...120 мм. Смыв почвы по годам колеблется от 3...7 до 15...20 т/га, В пределах зоны выделено два эрозионных района, отличающихся характером и степенью ' эрозионных процессов.

Зона (Б) - сочетания водной эрозии и дефляции почв. Характеризуется исключительной пестротой биоклиматических условий. Высокая степень распаханности склонов с черноземами обыкновенными • и южными вызвало эрозию, а на почвах легкого механического состава - дефляцию. По террасам рек - линейная эрозия. В пределах зоны

г ни о- ' Псчренно-этюзион-

чг'";і-к- ' ныР ра^он

й’ р."'на ’

!

і

Вид и степень развития эрозии

! Гидротер.іичес-кие ресурсу

■ сред

’ВетровоР ’Характеристика ’ -режим ! тзельета________

него

•до-

’вое , к-во ' осад ! ков, мм

!

(

за- !мо-пасм! дуль водь'! сто-■ р і ка, сне-' л/с

^-’км2 мм !

I

і

, чис-’чис-’ макс- -•ло !ло ! кру-,днеР!днеР! тиэ-со і с ’на ! ско-, пыль! скло; ро- • ньтли! нов 'стью’бур^~ на вет-1 ми 'пашке,

Ра.,’

>15 м/с ?

град.

глу- ’коэф-бина ’ фи-мест-’циент нкх ! рас-бази-’ чле-

сов

эро-

зии,

м

! неннос*

ти,

I •>

і км/км

От

общей

пло-

щади,

С^г-с’гнач А ттр^ ''^.'ПДГгіИЯ

Г-Г "2ИН

I Бугульминско-- ВелебеевскиР П Сакмарско-СалмншскиР

сильная водная и слабая ветровая

сильная водная

445 115 4,0 12 4 5

420 НО 3,5 13 3 7

275

320

1,3

1,7

и^нтт^ял ь— на? з*на Б сочетания редко? и

Р 0 ТТ)0^ Р ^Г;03ИИ

£ ОбіДвСЬфТИНСКИР

IV Урало-Сак-марскир

V Уральский

сильная родная и средняя ветровая средняя водная и слабая ветровая сильная водная и слабая ветровая

12

го

°1

385 101 2,5 21 5 7 140 0,7 20

400 130 2,9 18 5 5 360 1,8 4

ЗЄ5 108 2,7 22 6 4 138 0,9 7

300 89 1,3 16 7 2 150 0,6 10

325 92 1,8 22 8 I 130 0,6 17

320 120 1,2 16 8 2 200 0,5 6

280 94 1,0 25 9 I 100 0,4 10

280 104 0,4 26 10 I 200 0,3 6

^ГО-ЕОС-

точкзя гона Б преобладания

У1 Урало-Чаганс- слабая водная и киР ■ сильная Еетровая

УП Урало-ИлекскиР средняя водная и сильная ветровая УШ Урало-Суундук- средняя водная и скиР ветровая

IX Кумак-Камсакс- слабая водная и

киР сильная ветровая

X Кумак-ТобольскиЙ слабая водная и

сильная ветровая

Рйс.5. Почвенно-эрозионное районирование Оренбургской области ,

выделено три эрозионных района. .

Зона (В) - преобладания дефляции почв. Спокойный рельеф, небольшое количество осадков и преобладание в пашне черноземов южных и темно-каштановых карбонатных почв, среди которых около 1Е% площади занимают разновидности легкого механического состава (супесчаные и песчаные) обусловили развитие дефляции.

УГ. ПРИЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ СТОКА И ЗАЩИТЫ ПОЧВ .

ОТ ЭРОЗИИ И ДЕФЛЯЦИИ .

Эффективность почвозащитных технологий возделывания зерновых культур на черноземах южных слабо- и среднесмытых (склон 1-3°)

Сток талых и ливневых вод, потери почвы. Результаты исследований показали, что в зернопаровом 5 польном севообороте на формирование стока талых вод, смыв почвы и на усвоение осадков существенно влияют приемы основной обработки, сложение обрабатываемого (0...30 см) слоя почвы и погодные условия в период снеготаяния.

Плоскорезная и безотвальная обработки вследствие наличия стерни обладают лучшими снегозадерживающими свойствами по сравнению с отвальными (табл.10). Особенности формирования и отложения снежного покрова отразились на запасах воды в снеге и усвоении ' талых вод почвой. Мощность снежного покрова увеличилась на

см, запасы влаги - на 9...£7 мм (контроль - 47...92 мм).

10. Почвозащитная эффективность технологий на черноземах южных эродированных (склон до 3 ) за ротацию севооборота

Варианты

! Предзим-! Запас !Сток,! Смта почвьт ! Урожай-!ний за- !воды ! , !т/га !ность,

!пас вла-! в ! !„ппп^1 ! <г/гя

! ги, !снего,! |р/5 1 I '

! мм I ши ! !г/л ! !

I. Отвальная вспашка на 25...27 см 71,8 121,8 19,2 0,28 19,4 1,71

2. Гребнистая вспашка на 25...27 см 74,2 129,8 24,6 0,30 18,4 1,71

3. Безотвальная обработка на 25...27 см 77,6 145,3 21,0 0,17 8,5 1,87

4. Плоскорезная обработка на 25...27 см 83,0 164,1 28,0 0,11 5,5 2,01

5. Плоскорезная обработка на Г2...14 см + щелевание га 35...40 см 81,3 153,3 28,4 0,12 6,2 1,98

НСР05 3,19 0,10

Вынос почвенного материала с паровых полей по отвальным обработкам составил 12,1...13,5 м3/га (сильная степень смыва), а на безотвальной и плоскорезных фонах - 4,5...б,6 м3/га (средняя). Подобная закономерность отмечалась по агрофонам озимой ржи, яровым пшеницам и ячменю. .

В летний период парования (1979 г - НО и 27 июня) прошли ливневые дояди интенсивностью около 1,5 мм/мин, со слоем осадков 38,3 и 18,8 мм, а 7 августа 1981 г - 62,2 мм. Лишенное стерни паровое поле потеряло по вспашке 25,6 мэ/га мелкозема, а по рыхлению с оставлением стерни - в 2,5...3,0 раза меньше. Средние многолетние (1979-1985 гг) величины ливневого смыва на отвальных обработках в пару составили 10,2...11,3 м3/га (сильный смыв), по безотвальной и плоскорезным фонам - 3,8...4,б м3/га (слабый и средний). Почвозащитная способность культур во время ливней, благодаря хорошему проективному покрытию почвьт растениями была высокой. Отмечалась высокая почвоохранная и влагонакопительная роль безотвальной и плоокорезннх обработок с мульчированием поверхности почпы измельченной соломой. Смыв почвы во время сне— готаяния за 1980-1985 гг не превысил 0,2...2,1 т/га.

Следует подчеркнуть, что на безотвальной и плоскореоных

фонах, вследствие большого накопления снега и более плотного сложения пахотного слоя наблюдался более интенсивный сток. Он варьировал от 30,3 до 46,9 мм, что по классификации Г.П.Сурмача (1976) относится к умеренной и сильной интенсивности. Однако мутность стока (0,10...0,21 г/л) на плоскорезных фонах была в

2,5...3 раза ниже, что объясняется кольматирукуцим действием стерни, способствующей замедлению скорости, рассредоточению стока и осаждению вовлеченных в продукты стока взвешенных почвенных частиц.

Водный режим. Исследованиями установлено, что приемы основной обработки существенно влияют на влагонакопление и динамику влаги в почве. В осенний период на безотвальном и пдоскорезных фонах в течение ротации севооборота запасы продуктивной влаги в метровом слое (МС) на 6,2...21,4 мм превышали контроль. Весной перед началом полевых работ, запасы продуктивной влаги превышали контроль (117,7...174,7 мм): на безотвальной - на 14,2...30,9 мм глубокой плоскорезной - на 40,5...42,2; мелкой плоскорезной с позднеосенним щелеванием - на 25,2...37,5 мм. По шкале оценки (А.Ф.Ваденина, 3.А.Корчагина,1973) эти запасы оцениваются от удовлетворительных (117,7...174,7 мм - контроль), до хороших и очень хороших (148,6...215,5 - обработки с сохранением стерни!

Влагообеспеченность (МС) почвы к посеву озимой ржи по кулисному пару составила 129,8...159,8 мм, а к уборке зерновых культур - 62,8...96,9 мм (плохие и удовлетворительные запасы).

Увеличение влагообеспеченности (МС) почвы на агрофонах

- озимая рожь, яровые пшеницы - ячмень по сравнению с паровым полем в ранневесенний период учета влаги объясняется меньшими объемами стока талых вод в период снеготаяния. 0 более благоприятном водном режиме на стерневых фонах в целом по севообороту свидетельствуют и остаточные запасы влаги в период уборки зерновых культур, превышающие контроль (63,9...129,8 мм) на 5,5...

19,2 мм.

Полученные материалы позволяют утверждать о высокой влагосберегающей и водорегулирующей роли безотвальной и плоскорезных обработок.

Эффективность почвозащитных технологий возделывания зерновых культур на почвах, подверженных дефляции. В защите от дефляции особенно нуждаются почвы южных и восточных районов региона, распаханных в 1953,..1956 гг при освоении целинных земель. Тео-

гд

ротичоской основой защиты почв от дефляции служит сохранение комковатости верхнего слоя и стерни. Исследованиями ВНИИЗХ под руководством академика А.И.Бараепа разработана система почвозащитного земледелия, основанная на применении севооборотов с ' короткой ротацией и технологий, выполняемых комбинированными орудиями , обеспечивающими сохранение комковатости почвы, стерни и растительных остатков на её поверхности (А.И.Бараев,1988; Э.Ф.Гос-сен, 1970; .Е.ИДиятнй, 1980; А.А.Зайцева, И.П.Охинько,1969; В.И.Ки-ронин,1970; И.Г.Зинченко,1979 и др.).

Исследованиями на Адамопском опорном пункте по защите почв от дефляции Оренбургского НИИСХ и базовых хозяйствах: в 1967...

1990 гг проведена адаптация системы к местным условиям и получены объективные данные о ее эффективности (В.Д.Хопрениноп,

1970; Д.И.Уткин, 1973; Я.П.Орищенко, В.А.Знобитцева,1978; И.И.Гридасов, Д.И.Уткин, А.11.Климентьев, 1979 и др.).

Как показали исследования, проведенные на киньте черноземах, в кулисном пару при почпозащитной технологии создается благоприятный фон на весь период ротации севооборота, благодаря чему обеспечивается высокий урокаП яровой ппенитды. Так, в среднем за три года (1970...1972) по отвальному пару получена урожайность яровой пшеницы 1,34 т/га, по плоскорезному - 1,42, по плоскорозному кулисному - 1,61, а по плоскорезному кулисному с внесением суперфосфата в дозе 40 кг/га д.в. - 1,99 т/га. При почвозащитной технологии сохраняется значительная часть стерни, которая с кулисами защищает почву от дефляции и способствует накоплению снега. Разница по влагообеспеченности весной между отвальной и плоскорезно!' зябью сохраняется в течение всего вегетационного периода, что положительно влияет на пищевой режим и обеспечивает более высокий урожай.

Исследованиям! обоснована возможность проведения минимальной обработки почвы в севообороте под вторую культуру после пара (таблЛI).

Согласно методике, предложенной ВНИИЗХ, нами разработаны нормативы прибавок урожая сельскохозяйственных культур и потерь почвы н питателып.^х веществ на дефлированных почвах. Согласно нормативам, почвозащитная технология обеспечивает прибавку ■V’! т/га г>"рна, предотвращает потери 7,9 т/га почвы, 13 кг азота, 4 кг «»<У'Ч|„ч и 19 кг калия.

II. Эффективность гдшшлапьноіі обработки черноземов кшшх карбонатних дотированных

Варианты

1. Ежегодно в пару и под последующий культуры - рыхление плоскорезом на 25...27 сг.;

2. В пару- рыхление на 25...27 см, под вторую культуру - весенняя культивация на 6...8 см

Точность опыта, %

НСР05, т/га ■

! Урожайность по !Средняя

! годам, т/га___________!за 3 года

! lUVJ ! 19/4 ! іУ/о , т/га

1,32 1,35 0,45 1,04

1,26 1,47 0,57 1,10

0,25 0,21 0,24

0,11 0,09 0,04

. Зфтєктітрность контурной протипоэрозионной организации территории склонов. Разработанная система является основой комплекса мероприятий, обеспечивающих надежную защиту почв от эрозии и де^шя-ции на склонах 3-5, 5-7 и более 7 градусов.’Она дает возможность максимально адаптировать систему земледелия характеру агроландшафта. Содержание системы: а) параллельность границ загонов с максимально возможной еочностьв приближения их к горизонталям при допустимых пределах отклонений, установленных М.И.Лопыревым (1977, 1982); б) контурная организация территории севооборотов с размещением буферных полос из многолетних трав через 100 и; в) в зависимости от крутизны склонов насыщение севооборотов многолетними травами может увеличиваться от 20 до 50$. На склонах 5-7° кроме буферных полос прс тивоэрозионный эффект системы обеспечивается мульчированием, а на склонах более 7°- буферные полосы усиливаются двуряднши кустарниковыми кулисами. В условиях степи Южного-Урала система освоена на площади более .>30 тыс.га и является наиболее технологичной .и эффективно! в почвозащитном и природоохранном отношениях. -

Влтяние бчГиерних полос на снегоотложение. В среднем за 1982-1987 гг. на склоне 3-5° с буферными полосами запасов воды в снеге было на 12...17 мм больше, чем без них. На самой буферной полосе снега накапливалось.больше на 8...34 мм и стаивал он на

2-4 дня позже, чем на контроле и межбуферном пространстве. Это

з;1

способствовало перехвату поверхностного стока, дополнительному задержанию талых вод и увеличению влагозапасов в почве во время снеготаяния. В целом в контурном земледелии на стерневых агрофонах и озимой ржи по кулисному пару накапливалось 162...236 мм снеговой воды, что в 1,4-1,9 раз больше, чем выпадало твердых осадков за осенне-зимний период.

Сток талых вод. Изучение стока и поглощения талых вод в течение 1982т-1987 гг показало, что юс объем существенно зависил от условий погоды, запасоп воды в почве и снеге, глубины промерзания почвн и агрофона. В 1983 и 1984 гг из-за очень малого предзимнего увлажнения и слабого промерзания (5...10 см) почвы зимой весеннего стока не было. При хорошем просачивании талой воды в почву среднесуточное водопоглощение составляло 22...27 мм. В 1905, 1986, 1987 гг весенний сток по шкале интенсивности (Г.П.Сур-мач,1976) варьировал от сильного до чрезвычайно еилыого (67...211 мм), с коэффициентом стока от 0,35 до 0,81. Потери от стока составляли от 15 до 4О'* годового количества осадков (табл. 12). Этому способствовали хорошее осеннее увлажнение, глубокое промерзание почвы, большие снегозапасы перед таянием и экстремальные условия весеннего снеготаяния, как, например,.в 1985 г., когда в начале апреля за 4 дня выпало 64 мм ливневых дождей на снег. Среднесуточный объем стока в 1985 г повышался до

24...35 км, средний модуль стока - от 0,5...0,7 л/с, с максимумом до 3...7 л/с. Сток талых вод сопровождался значительным смывом почвы, который составлял на различных агрофонах 4,5...

16,5 т/га. '

Буферные' полосы способствовали увеличению суммарного водо-поглощения талой воды почвой (табл.13).

Эффективность контурного земледелия при содержании пара.

В среднем за 1983-1985 гг смыв почвы на парах без буферных полос варьировал в пределах от 6,4 до 86,6 м3/га и более. На вариантах с буферными полосами смыв затухал (табл.13). Вместе с тем на контроле он составлял 6,7...98,3 м3/га, В межбуферных пространствах смыв сокращался в 9-13 раз, а в 20 метровой зоре ниже буферной полосы не проявлялся. Зона зф|)ективного сокращения смыва и дополнительного накопления влаги буферными полосами распространялась при ширине их в 21,6 м - до 40...60 м, при ширине 10,8 м - до 20...40 м. С увеличением крутизны склона до 7° зона их влияния сокращалась в 2 раза. Урожайность яровой

12. Сток и усвоение талых вод (мм), смыв почвы (т/га)

Варианты

Показа-!

Годы, агрофон

тел и ! 1983 ! 1984 1 1985 ! 1986 ! 1987

!плос- !корез ! ный !чер- !ныи !пар !плос- !корез ! ныР Ічер- !ньш !пар оэи-!плос-|ози^ мая (корез'мая! рожь!ный !рожЫ !чер- ! ! !ныи ! ! ! пар ! 1 плос-!ози-!плос! плос корез!мая ! ко- !ко-ная ! рояь! рез-! рез-зябь ! ! пая !нал ! ! зябь!зябь ! ! !

Контроль без БП сток 0 0 6 196 181 180 104 104 129

просачи ванне ~196 168 157 46 69 80 77 105 129

смыв 0 0 0 13,8 10,9 12,4 13,4 15,5 16,5

БП-2І,6 сток 0 0 6 211 186 185 128 103 138

просачи ванне ~219 190 169 55 90 95 99 125 138

Сї.ПЛЗ 0 0 0 10,5 7,8 8,9 10,9 11,9 12,8

БП-10,8 сток 0 0 7 202 185 179 128 99 135

просачи вание "208 183 162 54 82 92 99 121 135

с МНВ 0 0 0 11,4 8.6 9.4 11,7 13,2 14,2

13. Влияние буфершх полос на водопоглощениа при весеннем снеготаянии в 1983...1987 гг

Показатели

Варианта

I.

! Контроль! БП- !БП- !БП-121,6!

1-ш !

БП- !БП-

!без БП 121,6!21,6! 10,8! 10,8 !Ю,8+га ' " " ' ! -на ! 4щ МБП

і

I. Плоскорезный черный пар (1983..Л985 гг)

Запас в снеге+осадки, іш 202 225 210 215 209 209

Просачив.+испарение, мм 137 155 147 148 145 144

П. Озимая рожь по кулисному пару (1984...1986 гг)

Запас в снеге+осадки, мм 198 225 222 221 208 204

Просачив.+испарение, км 101 119 122 115 118. 116

Ш. Плоскорезная зябь после озимой ржи (1985...1987 гг) Запас в снеге+осадки, мм 242 261 254 254 250 248

Просачив.+испарение, мм 105 П9 124 116 119 118

БП - буферная полоса, МБП - межбуферное пространство, щ - щелевание

14. Почвозащитная оффектисность контурно-полосного земледелия на парах (склон 3-5°), 1983...1986 гг

Варнантн

Параметри

!запаси! сток ! смнв почвы, (воды в! талых! ,.3/

м /га

! оптималь-'урокай-! пая зола ,1иость .

1 ! їм і ■ мм ! талыми! ливневыми (подами! попами ! БП, м’ ! т/га !

Контроль без 248 159 10,3 62 2,02

БП 21,6 м 287 204 8,2 29 40 2,42

То ^е + щеле вание БП " 262 166 8,0 32 40 2,41

БП 10,8 м 266 170 9,1 43 • 40 2,28

То же 4 щеле-вание БП " 246 151 8,5 46 40 2,25

БП-Г0,бм + щ + щелевание I ,ШП 257 164 8,6 44 40 2,17

НСР05 • 0,25

шеницн в среднем аа 3 года повышалась: в верхней части склона при ширине буферной полосы 21,6 м на 0,1...О,25 т/га, при ширине

10,8 м - на 0,04...О,14 т/га; в сродной соответственно на

0,09...0,21 и 0,03...0,16 т/га. Сужение буферных полос снижало

урожайность в зависимости от крутизны склона соответственно на

4..,8 и 22...2ЭТ (озимая родь), 11% (яровая пшеница).

Урожайность многолетних трав (сено) на буферных полосах в среднем за 19Й2-Г987 гг составила в верхней части склона 2,74, в средней - 2,50 т/га. Наивнсшая продуктивность буферных полос бнла в первые 3 года пользования (4,0...2,1 т/га).

Буферные полосы повышали урожайность сельскохозяйственных культур. Так прибавка урожайности озимой ржи при иирине буферной полосы в верхней части шелона составила 0,40...0,44 т/га, п средней - 0,22...0,40 т/га; при ширине - 10,8 и соответственно

0,16...0,31 и 0,09...0,30 т/га. "

уп. привдш построения ЛАндаФгао-щщровАНШх

■ СИСТЕМ ЗИЫ1ДО1Ш

Основные положения конпетти- Разработанные в 80-х годах зональные системы земледелия имеют ряд существенных недостатков,

главные из которых - непродуманное расширение пашни за счет вовлечения почв с низким плодородием и слабая почвозащитная направленность. Регион является традиционным производителем товарного зерна высокого качества. Порочная практика распашки склоновых земель под зерновые, нарушение севооборотов, преобладание монокультуры способствовало широкому развитию эрозионных процессов. Почвы за короткий промежуток времени потеряли «15-30^ органи ческого вещества. Снизились урожайность, производство и качество зерна сильных и твердых пшениц.

В условиях рынка концепция интенсификации земледелия должна быть основана на получении экологически оптимальной продуктивности. Земледелие должно быть адаптировано к ландшафтам, социально-экономическим условиям, различным уровням интенсификации и формам хозяйствования с учетом экологических ограничений (В.И.Кирюшин , 1993 ) .

Задача стабильного производства зерна высокого качества в регионе требует перестройки систем земледелия. Интенсификация 1гх должна идти по пути концентрации средств производства на лучших землях, использования низкобонитетных почв в почвозащитных севооборотах с контурной организацией территории. Почвозащитные технологии, оставление на поверхности почвы стерни и мульчи - единственный рациональный и эффективный способ регулирования режима органического вещества, сохранения и восстановления плодородия почв. Почвозащитные технологии должнн быть ориентированы на короткую ротацию с многолетними травами. Решение задачи оптимизации гумусового состояния почв и режима органического вещества должно осуществляться всеми средствами систем земледелия. Требуют дифференциации применительно к различным природным и производственным условиям и системы основной обработки. Безотвальная обработка наряду с предотвращением эрозионных потерь гумуса обеспечивает также сокращение биологических его потерь. .

Модели почвозащитных ландшафтно-адаптированных систем земледелия. Поскольку местные условия в каждой эрозионной зоне многообразны, базовые модели являются лишь основой динамичных систем, в которых предусматривается дифференцированное применение отдельных почвозащитных модулей и их модификаций (табл.15). Цредставлен-НМб модели не исчерпывают всех возможных вариантов почвозащитных' систем, требуется дальнейшее уточнение и оптимизация схем, однако и в настоящем виде они служат базой для творческого применения

15. Почвозащитные ландшафтно-адаптированные систеш земледелия степной зоны Южного Урала

Ландшафтная провинция, эрозионная зона, годовые осадки, т

Тип ландшафта, рельеф, почвы, эродированноегь

Основные компоненты и почвозащитные модули агроланд-______________________иафга_______________________________

трппитотшЯ севообо- особенности техноло- агромелио-способы ра^- Р°ты гий ративные

мешения про-тивоэрозион-

ных рубеаей_______________________________

мероприя-

тия

Бугульмин-ско-Беле-беевская возвышенная лесостепная, преобладания водной эрозии (А), 400-450

Надпойменно-террасовый, '.Прямолиней-до 1°, черноземы типич- нал поперек ные и обыкновенные несмы- склона тые тяжелосуглинистые

Придолинно-плакорный, Прям о линей-1-3°, черноземы типичные ная поперек и обыкновенные слабосш- склона тые тяделосуглинистые •

Водораздельно-плакор- Контурно-

ный, 3-5 , черноземы • буферная,

типичные и обыкновен- многолетные среднесмытые глинис- них трав '

тые и тяжалосуглинис- в буферных

тые полосах

• до 20%

Полевые Интенсивные, влаго-зернопа- сберегавшие, ороше-ропропаш- ние ные ‘

Полевые Чередование глубо-зернопа- ких безотвальных ропро- обработок и вспашки пашные и под пропашные куль-зернопа- туры, залужение ротраня- водотоков ные

Зернопа- Безотвальные обра-рогравя- ботки о оставлением ные стерни на поверхности почвы, буферные полосы из многолетних трав, мульчирование полей соломой, залукение водотоков

Полезащитные лесные полосы

Полезащитные и водорегулирующие лесные полосы

Водорегулирующие и прибалочные лесные полосы

со

Обшесыртин-ская Пред-дуральская, низкогорная Уральская и возвышенная Зауральская степные провинции, сочетания родной эрозии и дефляции почв

^осизвд

Сыртово-увалистый, 5-7 , черноземы типичные и • обыкновенные сильносмы-тые

Сыртово-холмистый, 7°, черноземы типичные и обыкновенные очень сильносмытые

Надпойменно-террасовый, до 1°, черноземы обыкновенные и южные неэродированные

Прияолинно-плакориый,

1-3 , черноземы обыкновенные и Ёжные сла-боэродированные

Водораздельно-плакоркый,

3-5°, черноземы обыкновенные и вядае с солонцами степными до 10%

Контурно- Почвоза-буферная, шитные многолетних трав до 40%

Контурно- Почвобуферная, зашит-ыноголетних ные трав свыше 40%, усиленные кустарниковыми кудиса-т

Безотвальные технологии с оставлением стерни на поверхности почвы, буферные полосы, мульчирование, залужение водотоков

Безотвальные технологии с оставлением стерни на поверхности почвы, буферные полосы, мульчирование, залужение водотоков

Водорегулирующие лесополосы по контурам , сплошное облесение очагов эрозии

Сплошное

облесение

очагов

эрозии

Прямолиней- Полевые Безотвальные обработ- Почвозащитная поперек зернопа- ки, интенсивные тех- ные лесные

направления ропро— нологии, орошение полосы

ветров паиные

Прямоли- Полевые Безотвальные обра- Полезащитные

нейная по- зерно- ботки с сохранением и водорегули-

перек скло- паропро- стерни, кулисы на руюшие десна и на- паиные и парах ные полосы

правления зернопа-ветров ротрави-ные

Контурно- Зернопаро- Безотвальные обра- Водорегули-

буферная, травяные ботки с сохранением руюше и

многолет- стерни, глубокие прибалочные

них трав мелиоративные без- лесные по-

В буферных отвальные обработки лосы

Урало-Илек-ск&я, Уральская низкогорная, Зауральская возвышенная южные степные провинции,преобладания .дефляции

250^300

Сыртово-увалистый и сыртово-холмистый,

5-7°, черноземы обыкновенные и южные с солонцами степными 10-25%

Надпойменно-террасовый, 0,5°, черноземы южные и темно-каштановые карбонатные слабодефлиро-ванные почвы с солонцами степными до 10%

Водораздельно-плакорный, 1-2°, черноземы южные и темно-каштановые почвы

Водораздельно-останцовый бугристо-песчаный, 1-2°

полосах до 20%

Контурнобуферная, многолетних солонцевыносливых трав в буферных полосах до 50%

Прямолинейная поперек господствующих эрозионных ветров

Прямолинейно-буферная травяные поперек направления ветров. трав до 20%

.Прямолинейно- Почвоза-буферная по- шитные перек направления ветров

солонцовых комплексов, залужение водотоков

Почво- Безотвальные обра-'

залит- ботки с сохранением

ные стерни, мелиорация

солонцов, мульчирование соломой, залужение водотоков

Зернопа- Плоскорезная обра-ровые с ботка с ыаксималь-корот- ным сохранением кой рота- стерни, мульчиро-* цией.по- вание полей соло-лосное мой, кулисы размеке-ние пара и зерновых культур

Зернопаро- Плоскорезная и

Прибалочные, приовражные лесные полосы, сплошное облесение очагов эрозии и дер-ляции

Облесение очагов дефляции

минимальная обработки, ыулышрова-ние, кулисы на парах

Облесение оча-

гов дефляции

Плоскорезная и ми- Облесение оча-ниыальная обработ- гов дефляции ки,мульчирование

СО

-3

г 'г

научных принципов освоения почвозащитного земледелия с учетом

местных условий. Внедрение их улучшит экологическую обстановку

на территории хозяйств, уменьшит эрозию и засуху, обеспечит

более высокую продуктивность сельскохозяйственных угодий.

вывода

1. Активизация эрозии и дефляции почв региона Южного Урала обусловлена нерациональной хозяйственной деятельность!) -использованием под пашню почв с низкой противоэрозионной УСТОЙЧИВОСТЬ!) без учета таких природных фактов, как:

- расчлененности рельефа, достигавшей 1,5-2,0 км/км^;

- сложной структуры почвенного покрова;

- близко располоненных к поверхности почвообразуювдх пород - элювиальных карбонатных засоленных глин и древних засоленных кор выветривания, плотных коренных пород, обладающих слабой водопронициемостью, а такзйв элювиальных и древнеаллювиальных песчаных пород, на которых сформированы легкие по механическому составу почвы, предрасположенные к дефляции.

Некомплексное внедрение почвозащитных мероприятий, несовершенство структуры возделываемых сельскохозяйственных культур привело к снижению их урозгайности, усилению иссушения, аридизации территории и дестабилизации экологической обстановки в регионе.

2. Исследованиями установлено, что эрозионные процессы ускорили темпы дегумификации и деградации почв. Ежегодные эрозионные потери органического вещества возросли в 1,5-2,0 раза и составили от 0,5 т/га в черноземах южных и темно-каштановых почвах и до 1,5 т/га - в черноземах типичных и обыкновенных. Наибольшие потери (свыше 2,0 г/га) зафиксированы в сильноэро-дированных, неполноразвитых и маломощных почвах, распаханных при-втором этапе освоения целинных земель. Возросли темпы минерализации гумуса (0,4-0,7 т/га в год), особенно на парах (свыше

2,0 т/гл).

3. С целью проектирования научно обоснованных систем земледелия оптимизации экологической обстановки региона проведено _ почвенно-эрозионное районирование территории, разработаны критерии диагностики почв по степени эродированносги и противоэро-^зионной устойчивости, сформированы банки почвенных и погодных _

данных на базе ЭВМ, являвшихся основой агроэкологического мониторинга . -

4. В многолетних стационарных опытах а зависимости от сложности эрозионных ландшафтов, разработаны почвозащитные технологические модули и дифференцированы в зависимости от степени подверженности их эрозии и дефляции почв. На склонах 1-3° основой почвозащитного модуля является замена вспашки почвозащитной обработкой с' сохранением пожнивных остатков на поверхности почвы. Для сложных агроландшафтов с крутизной склонов 3-5, 5-7 и более 7° основой почвозащитных модулей является контурная организация территории севооборотов с буферными полосами из многолетних трав, мульчирование почвы соломой, кустарниковые кулисы и залуженные водотоки.

. 5. Установлено, что на склонах 1-3° почвозащитной модуль

обеспечивает сокращение потерь почвы в 2,0-2,8 раза и повышение урожайности зерновых культур на 17-27%. На умеренно-сложных аг-роландвафтах (склоны 3-5°) модуль включаюпий буферные полосы шириной 20 м через 100 м и долей многолетних трав в севообороте не более 20%', на сложных эрозионных ландшафтах (склоны 5-7°) модуль усилен долей многолетних грав в севообороте до 40% с мульчированием почвы соломой.и залужением водотоков; на весьма сложных агроландвафтах (склоны более 7°) модуль дополнительно включает двурядные кустарниковые кулисы. Дифференцированные модули сокращают сток на 17-2056 и полностью устраняют вынос почвы за пределы агроланддафта..

б. Сильноэродированше агроландшафты (склоны более 7° при сгущении горизонталей и ложбин стока), площадь которых составляет 0,8 млн. га, рекомендуется вывести из пашни под сплошное залужение многолетними травами.

' 7. В соответствии с изложенными принципами для различных категорий ландшафтов разработаны модели почвозащитных систем земледелия, оптимизированные по условиям сокращения стока и зашиты почв от эрозии и дефляции. '

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ ,

1. Современная концепция земледелия региона должна базироваться на концентрации средств производства на лучших по плодородию почвах в более благоприятных социально-экономических условиях.

2. Для решения проблемы эрозии и дефляции в регионе необходима срочная корректировка и составление новых проектов внутрихозяйственного землеустройства, с учетом ландшафтных особенностей территории, обеспечивающих предупреждение интенсивных эрозионных процессов, повышение плодородия эродированных почв

и урожайности сельскохозяйственных культур.

3. Восполнение дефицита гумуса в эродированных почвах рекомендуется осуществлять за счет мульчирования их соломой, до--полнительным накоплением влаги, предупреждением переуплотнения,

органические минеральные удобрения применять только на фоне почвозащитных технологий, обеспечивающих максимальное использование биологического потенциала растений. , . .

. 4. На землях агр о ландшафт а с крутъ)ми и сложными склонами

рекомендуется контурно-полосное земледелие с исключением возделывания пропашных -культур и ограничением использования их под паровые поля. ■ . . \ :

5. Критерии диагностики черноземов по степени эродированное

ти, противоэрозионной устойчивости и банки погодных и почвенных данных предлагается использовать при почвенном мониторинге с использованием ЭВН. - -

6. Разработанные модели почвозащитных систем земледелия,

адаптированные к условиям агроландиафтов рекомендуется использовать при проектировании в системе "Росземпроект". ' •

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ■

1. Почвы Оренбургской области. Челябинск: Юз.-Урал. кн. изд-во, 1972. - 125 с (в соавторстве).

2. К оценке скелетных почв Гайского района Оренбургской

области // Вопросы почвоведения и агрохимии в условиях Юго-Востока и Западного Казахстана. - Саратов, 1974. - Т.12. - С. 109-128 (в соавторстве). . .

3. Почвенные ресурсы Оренбургской области // Достижения -науки - в практику. - Челябинск, 1976. - С. 83-92 (в соавторстве.

м

4. Внедрять приемы надо в комплексе // Сел. хоз-во России.

- 1977. - № 8. - С. 32.

5. Состояние и перспективы зашиты почв от эрозии в Оренбургской области // Вопросы обшего земледелия на юго-востоке и в Западном Казахстане: Сб. науч. работ / Саратовский СХИ. -Саратов, 1977. - Вып. 88. - С. 94-100.

6. Черноземы СССР: том II (Поволжье и Предуралье) /ВАСХНИЛ, -М.: Колос, 1978. - 472 с (в соавторстве).

7. Зашита почв от водной и ветровой эрозии на Урале, в Башкирской и Татарской АССР: (Рекомендации) - М.: Россельхоз-издат, 1979. - 62 с (в соавторстве).

8. Благородная ржавчина Земли // Природа и мы: Ежегодник.

- Челябинск, 1979. - С. 25-42.

9. Опыт и перспективы дальнейшего применения почвозащитной обработки почвы в Оренбургской области // Совершенствование зональных почвозащитных технологий возделывания полевых культур: Сб. науч. тр. / ВНИИЗХ. - Целиноград, 1979. - С. 99-109.

10. Нормативы прибавок урожая зерновых культур от внедрения агротехнических почвозащитных мероприятий в районах, подверженных ветровой эрозии / МСХ СССР. - II., 1979. - 8 с (в соавторстве).

11. Эффективность почвозащитной системы земледелия в Оренбуржье // Экономика сел. хоз-ва. - 1980. - й II. - С. 47-49.

12. Земля любит порядок / Под ред. А.И.Климентьева. - Челябинск: Юж. - Урал. кн. изд-во, 1980. - 140 с.

13. К гумусовому режиму темно-каштановых почв Оренбургского Зауралья // Агротехника сельскохозяйственных культур и повышение эффективности земледелия: Тр. / Оренбургский НИИСХ. - Уфа, 1981.

14. Состояние и меры по борьбе с эрозией почв и засухой в

Оренбургской области // Развитие теоретических и экспериментальных комплексных исследований в борьбе с засухой: Материалы Все-рос. научно-теорет. совет., 1-4 июля 1980 I»: / СНИИСХ. - Ставрополь, 1982. - С. 211-220. .

15. Научные основы эффективного применения удобрений ч По-

волжье и Оренбургской области. - Саратов: Приволж. кн. изд-во, 1983. - 168 с (в соавторстве). .

16. Нормативы п^ибавок^рожая зерновых культур от внедрения

почвозащитных мероприятий, подверженных ветровой эрозии. - М., 1983. - 10 с (в соавторстве). - 1

' 17. Гумусовый фонд почв Оренбургской области и вопросы

его направленного регулирования // Проблемы увеличения урожаев и повышения качества продукции в растениеводстве. - Уфа, 1985.-С. 29-37 (в соавторстве).

18. К характеристике гумуса эродированных типичных чернозе-

мов Оренбургского Предуралья // Проблемы увеличения урожаев и повышения качества продукции в растениеводстве. - Уфа, 1985. -С. 51-62. . . . . '

19. Противоэрозионная оценка технологий обработки паров и

возделывания озимой ржи на южных эродированных черноземах Оренбургской области // Проблемы увеличения урожаев и повышения качества прочини в растениеводстве: Сб. науч. тр. / Оренбургский НШСХ. - Уфа, 1985. - С. 63-69. •

20. І^мус в почвах Оренбургской области // Цути регулиро-

вания почвенного плодородия в условиях интенсификации земледелия: Тез. науч.-практ. конф. - Челябинск, І9ЄР. - С. 6-7 (в соавторстве). . .

21. Сравнительная оценка способов основной обработки почвы и технологій возделывания зерновых культур на склоновых , землях // Цуги увеличения производства зерна в Оренбургской ' области: Сб. науч. тр. / Оренбургский НИИСХ. - Уфа, 1987. -

С. 30-38 (в соавторстве). ;

22. Приемы противоэрозионной обработки типичных эродяро-ванных черноземов Оренбургского Предуралья // Агротехн. и биол. параметры роста урожайности зерн. культур в Оренб. обл. - Уфа,

1988. - С. 46-52. ; ‘ ; . ' . ; :

23. Результаты исследований по контурно-полосному земледе-

лие в Оренбургской области // Агротехн. и биол. параметры роста урожайности зерн. культур в Оренб. обл. - Уфа, 1988. - С. 90-101 (в соавторстве). , /

24. Система обработки почвы // Справочник агронома. - Челябинск, 1989. - С. 51-61 (в соавторстве). . ;

25. Почвоводоохранная роль буферных полос из многолетних

трав // Земледелие.' - 1989. - № 12. - С. 38-40. : . '

26. Охрана и рациональное использование земельных ресурсов Оренбургской области // Тез. докл. Всесоюзной научно-практ.конф: "Ускорение социально-экономического развития Урала". - Свердлове

1989. - С. 22-24 (в соавторстве). ; . ‘ ;

27. Регулирование стока в Оренбуржье // Земледелие. - 1990.

- V 3. - С. 34-37 (в соавторстве).

28. Почвенная карта Оренбургской области И 1:600000. Киев, 1990 (в соавторстве).

29. Почвенно-климатические ресурсы - как основа интенсификации производства зерна Ц Агробиологические основы интенсификации производства зерна в Оренбургской области: Сб. науч. тр. / Оренбургский НИИСХ. - Уфа, 1991. - С. 4-14 (в соавторстве).

30. Почвенно-эрозионные зоны и оценка факторов эрозии в

разработке почвозащитных комплексов // Агробиологические основы интенсификации производства зерна в Оренбургской области: Сб. науч. тр; / Оренбургский НИИСХ. - Уфа, 1991. - С. 14-26. .

31. Земледелии Оренбуржья - к онтурно-ландщафтнуп основу // Земледелие. - 1991. - # 3, - С. 38-43 (в соавторстве).

32. Оценка эрозионных потерь органического вещества в почвах степной зоны Южного Урала // Почвоведение, 1994, № .3,

С. 117-122 (в соавторстве)..