Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ВОДНОЙ ЭРОЗИИ НА ЧЕРНОЗЕМАХ ЗАСУШЛИВОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА И ОБОСНОВАНИЕ МЕР БОРЬБЫ С НЕЙ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ВОДНОЙ ЭРОЗИИ НА ЧЕРНОЗЕМАХ ЗАСУШЛИВОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА И ОБОСНОВАНИЕ МЕР БОРЬБЫ С НЕЙ"

Й'2Шв

государственный агропромышленный комитет ссср

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

' Иа правах рукописи

ПОЛУЭКТОВ ЕВГЕНИЯ ВАЛЕРЬЯНОВИЧ, кандидат сельскохозяйственных наук

УДК 631.4595

ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ВОДНОЙ ЭРОЗИИ НА ЧЕРНОЗЕМАХ ЗАСУШЛИВОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА И ОБОСНОВАНИЕ МЕР БОРЬБЫ С НЕЙ

06.01.03 — почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1987

Работа выполнена в Научно-производственном объединении «Дон».

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Данилов Г. Г., доктор сельскохозяйственных наук Балтян К. И., доктор сельскохозяйственных наук, профессор Акектьева Л. И.

Ведущая организация — Научно-производственное объединение «Нива Ставрополья».

Зашита состоится « 9 » . 198 £ г.

Д. 120.35.02 при Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, г. Москва, Тимирязевская ул., 49, корп. 8. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦКБ ТСХА.

Автореферат разослан «

»

198/г.

Ученый секретарь Специализированного совета — доцент

Актуальность темы. Современное развитие сельскохозяйственного производства —широкомасштабное применение новых методов его ведения, решение таких важнейших вопросов, как воспроизводство почвенного плодородия, интенсификация земледелия в целом, а также закономерно выдвинувшаяся на этом фоне проблема охраны окружающей среды — ставит перед сельскохозяйственной наукой большие задачи.

По данным ФАО, в мире с каждым годом увеличивается антропогенная нагрузка на земельные ресурсы, площадь которых, приходящаяся на одного человека, ежегодно сокращается на 2%, а плошадь продуктивных угодий — на 6... 7%. Снижение продуктивности земель, помимо других факторов, во многом объясняется эрозией почв. Каждый смытый сантиметр гумусового горизонта означает снижение урожая до 1 ц/га. По данным ученых и специалистов, ущерб, причиняемый эрозией почв за счет недобора сельскохозяйственной продукции только в Ростовской области, ежегодно составляет свыше 12 млн. рублей.

Рациональное использование эродированных почв является важным резервом успешного выполнения Продовольственной программы, принятой майским (1982 г.) Пленумом ЦК КПСС.

Решениями XXVII съезда КПСС предусмотрено расширить применение почвозащитных методов обработки земли и проведение противоэрозионных мероприятий.

В настоящее время рациональное использование эродированных земель определяется условиями протекания этих процессов в конкретных регионах действия, при охвате комплексом противоэрозионных мероприятий всей эрозион* ноопасной территории. Формирование эрозии является сложным процессом, обусловленным многими факторами, поэтому меры борьбы с ней не должны ограничиваться отдельными приемами.

Поиск максимальной эффективности взаимодействия компонентов противоэрозноиного комплекса является обоснованием его оптимальной модели, предложенной в данной диссертации в качестве исходной.

А~2 2>ЧЬ6 1

ЦенI ¡-эль-:;.)

Гсч-ча

Диссертационная работа выполнена в течение 1973 ... 1985 гг. в соответствии с темнланами НИР НПО «Дон», заданиями Министерства сельского хозяйства СССР (-0.51.01.03 и 0.51.01,05) и Государственного комитета по науке и технике Совета Министров СССР (темы № 76073423 и 01820071043).

Цель работы. Разработка модели противоэрозионного комплекса для склоновых обрабатываемых черноземов засушливой зоны Северного Кавказа на основании: выявления закономерностей формирования поверхностного стока талых и ливневых вод, смыва почвы; изучения пораженнос-ти территории эрозионными процессами; изменения свойств почв под влиянием смыва; исследования эффективности отдельных приемов и мероприятий и выявления наиболее перспективных для использования в качестве составных компонентов протнвоэрозионных комплексов.

Научная новизна. Выявлены основные закономерности формирования стока талых и дождевых вод, смыва почвы. Проведено эрозионное районирование Ростовской области. Обоснована классификация эродированных черноземов с различной мощностью гумусового горизонта и дана их углубленная агропроизводственная характеристика. Определена допустимая норма смыва. Расширены и углублены сведения о гидрологической н агротехнической эффективности специальных агротехнических приемов на зяби, чистых парах, посевах озимой пшеницы. Предложен ряд новых орудий для их проведения, в создании которых принимал участие автор диссертации. Изучено, за. счет каких факторов обеспечивается противоэрознонная эффективность контурно-полосного размещения культур и агрофонов. Охарактеризованы элементы водного баланса почв склонов, установлена их зависимость от применения протнвоэрозионных приемов. Изучена гидрологическая и протнвоэрознонная роль водорегулирующих и прнбалочных лесных полос, усиленных простейшими гидросооружениями. Научно обоснована модель противоэрозионного комплекса для районов с различной обеспеченностью стока засушливой зоны . Северного Кавказа.

Практическая ценность работы. Разработан н апробирован дифференцированный комплекс протнвоэрозионных мероприятий для районов с различной обеспеченностью стока. В качестве составных компонентов противоэрозионного комплекса производству рекомендуется: контурно-полосное размещение культур и агрофонов; специальные агротехнические приемы "(лункование, бороздование, щелевание и др.), а также орудия для их проведения; водорегулирующие и прибалочные лесные полосы, усиленные простейши-

о

ми гидросооружениями (валами, канавами, запрудами). Представлена схема эрозионного районирования Ростовской области. Предложена классификация эродированных почв.

Реализация работы. Научные разработки полностью или частично реализованы в документах: Типовые технологические карты на возделывание основных сельскохозяйственных культур на эрозионноопасных землях Северного Кавказа (М., 1975 и 1978 гг.), Агротехнические основы возделывания сельскохозяйственных культур на эрозионноопасних землях (рекомендации), Ростов-на-Дону, 1976; Рекомендации по защите почв от водной и ветровой эрозии в Ростовской области (Ростов-на-Дону, 1978), Лгроуказания по защите почв от водной и ветровой эрозии в Ростовской области (Ростов-на-Дону, 1979), в рекомендациях — Защита почв от эрозии на Северном Кавказе (М„ 1980), Почвозащитная система обработки почвы (Ростов-на-Дону, 1981), Основные мероприятия почвозащитного земледелия Ростовской области (Ростов-на-Дону, 1982), Методы защиты почв от эрозии (Ростов-на-Дону, Зерногряд, 1983), Эрозия и меры борьбы с ней (Ростов-на-Дону, 1983), Почвозащитное земледелие на склоновых землях Северного Кавказа (М., 1984), Краткий справочник донского агронома (Ростов-на-Дону, 1984).

Полученные результаты исследований ' используются ЮжГИПРО3ЕМом при составлении системы ведения земледелия и землеустройства колхозов и совхозов.

Апробация работы. Результаты теоретических и прикладных исследований докладывались на научных, научно-технических конференциях, семинарах, координационных совещаниях в Москве (1975, 1976, 1983 гг.), Ставрополе (1973), <Перснановке (1974, 1975, 1976, 1977), Ростове-на-Дону (1975), п. Рассвет (1975, 1977, 1983), Зернограде (1981), Курске (1977, 1981, 1982 гг.), Полтаве (1981), Барнауле (1982), Новочеркасске (1983, 1985), Ворошиловграде (1985).

Публикации. По теме диссертации опубликованы; монография, 60 статей, 11 рекомендаций и предложений производству.

Объем. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству, списка литературы и приложений. Текстовая часть изложена на 344 страницах и содержит 108 таблиц и 39 рисунков. Список литературы объединяет 393 наименования, в т. ч. 43 — на иностранных языках. Приложение включает 31 таблицу.

Диссертационная работа подготовлена по материалам экспериментальных исследований, выполненных самостоя-

тельно или совместно с сотрудниками лаборатории почвозащитного земледелия НПО «Дон» Демченко И. П., Зайцевым В. Н., Музыченко Г. Б., Скрипаневым С. Ф„ частично использованы "материалы Ставропольского НИИСХ, опубликованные в печати.

1. место, условия и методика исследований

Засушливая зона Северного -Кавказа расположена в степной части юга Европейской территории Союза. Природные условия ее способствуют интенсивному развитию водной эрозии. Таковыми являются: всхолмленный рельеф местности с высотой местного базиса эрозии 80... 250 м, а местами и выше; наличие значительного количества площадей (до 60%) с уклоном от 0,5 до 6... 7е; ливневой характер выпадения осадков и интенсивное снеготаяние при годовой сумме 390 .,. 650 мм; слабой лротивоэрозионной устойчивостью почв, 60% от общей площади которых приходится на черноземы.

Количество почв, подверженных водной эрозии в Ростовской области, свыше 3 млн. га, в том числе 1088 тыс. га пашни. В Ставропольском крае водная эрозия проявляется на 76% территории. Площадь смытых почв в Краснодарском крае — 874 тыс. га.

>По интенсивности проявления эрозионных процессов территория Ростовской области разделена на 5 районов, в двух из которых водная эрозия характеризуется как сильная, в одном — умеренная и в двух остальных — слабая. Водная эрозия усиливается в направлении с юго-востока на северо-запад.

В Ставропольском крае из 40 почвеино-эрозионных районов в 18 преобладает водная эрозия сильной и умеренной интенсивности.

'Изучение свойств эродированных черноземов, закономерностей развития эрозионных процессов даст возможность определить основные пути регулирования стока талых и ливневых вод, прекращения или в значительной степени ослабления смыва почвы, улучшения увлажнения эрозионно-опасиых земель и в конечном итоге повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Для изучения этих вопросов исследования проводились полевыми и лабораторными методами, а также методом моделирования. Объектами исследований являлись эродированные почвы склонов, входящие в- полевые и почвозащитные севообороты с системой водорегулирующих н прнбалоч* ных лесных полос.

Во время полевых маршрутных исследований закладывались почвенные разрезы с отбором образцов. Всего было заложено около 700 разрезов и проанализировано 1500 образцов.

В камеральный период детально изучались почвенные очерки колхозов и совхозов, составленные институтом «Юж-гнпрозем», последующая обработка массовых данных осуществлялась методами вариационной статистики (Е. А. Дмитриев, Б. А. Доспехов, Н. Л. Плохннский и др.).

Изучение противоэрозионной, гидрологической и агротехнической эффективности приемов н комплексов проводилось в краткосрочных и долголетних стационарных опытах.

При анализе почвенных образцов использовались .методики, применяемые в почвоведении, земледелии, эрозновс-дении, агролесомелиорации, изложенные в публикациях К. В. Лрниушкнной, Л. Ф. Вадюшшон, 3. Л. Корчагиной, Б. Л. Доспехова, М. Н. Заславского, Л. С. Козьменко, С. С. Соболева, Г. П. Сурмача и др.

Водобалансовые наблюдения проводились на 83 стоковых площадках.

Методом 'моделирования изучалась водозадержнвающан способность лунок различной формы при крутизне склона от 1 до 12°. В полевых условиях моделировался сток талых вод, проводилось искусственное дождевание.

Оценка результатов исследований производилась методами дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов на ЭВМ.

2. ЭРОЗИЯ И ПЛОДОРОДИЕ

Объективная характеристика эродированных почв возможна на основаннн точного установления степени эроди-рованностн. Для почв с мошным гумусовым горизонтом (Л4-В>80 см) — черноземы обыкновенные, мниеллярно-карбонатные — предложено определять степень эродирован-ности по соотношению генетических горизонтов. На взаимообусловленность между ними указывают высокие коэффициенты парной корреляции (г = 0,73 ... 0,92), По мощности гор. В можно с точностью до нескольких сантиметров восстановить профиль эродированной почвы до его первоначального состояния и таким образом установить степень эроднрованности.

При мощности гумусового горизонта 50.. .70 см (черноземы южные), когда припахивается гор. В, следует исходить из всей суммы горизонта Л+В. Степень эроднрован-ности уточняется по запасам гумуса во всем гумусовом горизонте.

. На основании статистической обработки мощности гумусового горизонта и содержания гумуса в изучаемых подтипах чернозема (почв водораздела) установлены эталоны несмытых почв на уровне вида.

Установлено, что в результате эрозии содержание гумуса резко убывает по мере нарастания интенсивности этих процессов. В южных черноземах запасы гумуса в 0... 100 см слое неэродированных почв составляют 337 т/га, средне- и сильноэродированных—180 и 130. Аналогичные данные получены для обыкновенных и североприазовских черноземов. Отношение гуминовых кислот к фульвокислотам в пахотном слое неэродировапных почв колеблется от 2,4 до 2,6, в эродированных снижается до 1,6 ... 2,0.

С увеличением степени смытости уменьшается содержание общего азота, фосфора, поглощенных оснований, основных элементов питания растений. Так, если сумма поглощенных Са-Н-+Мц++ в пахотном слое неэродированных почв составляет 38.. .40 мг-экв., то в эродированных уменьшается до 25 ... 30 мг-экв.

-В эродированных почвах содержание карбонатов повышается с 0,3...1,4 до 5...7%, а реакция почвенной среды становится слабощелочной и щелочной.

Математическая обработка массовых данных позволила выделить по вариабельности свойств три группы. Такие показатели, как содержание карбонатов кальция, подвижный фосфор, нитраты, поглощенный магний, глубина залегания белоглазки, имеют наибольшую вариабельность (С от 30 ДО 80%).

Малой изменчивостью от о до 20% характеризуются такие свойства эродированных почв, как мощность гумусового горизонта, реакция почвенной среды, поглощенные основания, отношения С : N. Средним уровнем варьирования от 15 до 30% отмечено содержание гумуса, общих азота и фосфора, обменного калия,

, Для ряда свойств эродированных почв характерен переход из одного уровня варьирования в другой. Так, обменный калий у средне- и сильноэродированных черноземов переходит в категорию сильноварьирующнх показателей, а содержание карбонатов кальция, наоборот, в категорию средневарьирующих и т. д.

Все это отличает почвы склонов от почв водоразделом и должно учитываться при их диагностике.

, В качестве основных диагностических показателей эродированных почв определены: мощность гумусовых горизонтов, содержание гумуса, поглощенные основания, отношение С: N.

Эродированные почвы имеют неблагоприятные физичес-6

кие свойства. По мере нарастания эродированностн величина объемной массы увеличивается с 1,14.. 1,21 до 1,32... 1,39 г/см3, общая порозность в пахотном слое уменьшается с 55 до 47... 52%, а количество водопрочных агрегатов сокращается с 51... 54 в неэродированных, до 32... 43% в средне- и сильноэроднрованных.

Изучение механического состава эродированных черноземов показало, что он однороден по профилю. Только в пахотном слое слабоэродированных почв содержание илистой фракции было меньше, чем в подпахотном. Для обыкновенных черноземов эти различия находились в пределах ошибки анализа. У южных и североприазовскнх черноземов достоверность наблюдаемых различий подтверждает статистическая обработка массовых данных.

Из водно-физических свойств огромное значение имеет водопроницаемость, величина которой определяет интенсивность стока талых и ливневых вод, количество смываемой почвы. Изучение водопроницаемости на различных угодьях (пашня, выгон, лесополосы, целина), показало ее тесную зависимость от плотности (г = 0,86) и количества водопрочных агрегатов (г = 0,67). Интенсивное впитывание воды в почву наблюдалось на целинном участке (9,54 мм/мин), лесных * полосах 17 и 30-летнего возраста (6,58... 9,56 мм/мни). Самая низкая водопроницаемость оказалась на выгоне (0,46 мм/мин), где верхний слой почвы был сильно уплотнен.

Величина водопроницаемости достаточно сильно варьирует на пашне (0,87... 6,50 мм/мин). Причины пространственной изменчивости водопроницаемости тесно связаны с обработками почвы, изменением физических свойств пахотного слоя. Так, при плоскорезной обработке скорость водо-поглощения по следу штанги составила в среднем за 4 часа 5,56, а между штангами — 2,74 мм/мин. На обыкновенных черноземах Ставропольского края после посева озимых водопоглошенне па колее трактора МТЗ-80 уменьшалось в 4 раза (2,08 против 0,52 мм/мин) (Л. И. Желкакова, 1981), Все это приводит к тому, что при формировании стока его величина сильно колеблется даже на расположенных рядом участках.

Водопроницаемость, определенная методом дождевания, , оказалась значительно ниже, чем при сплошном затоплении. Связано это прежде всего с ударным действием капель о почву, поэтому наименьшая водопроницаемость была зарегистрирована на чистом пару, плантациях кукурузы, озимой пшеницы в фазе 3-х листьев (0,60...0,82 мм/мин). На участках с хорошо развитым растительным покровом (эспарцет) величина водопроницаемости увеличилась до

1,47 мм/мин (С. Н. Кособуцкий, 1974). Однако наиболее высокая скорость водопоглощепия оказалась на участках свежевспаханной зяби (1,78... 1,96 мм/мин).

Таким образом, эродированные черноземы имеют в основном неудовлетворительные химические, физико-химичес-кне и физические свойства. Это обуславливает резкие колебания урожайности во времени и пространстве. Урожайность зерновых кол осой ых культур на эродированных черноземах Ростовской области снижается на 10... 60% по сравнению с почвами водоразделов, В Ставропольском крае потер« 1 г гумуса означает снижение урожая примерно на 6... 10 кг/га зерна (М. Т. Куприченков, 1984).

3. региональные особенности проявления эрозионных процессов на склонах

Эффективность борьбы с эрозией во многом зависит от того, насколько глубоко мы познали механизм возникновения этих процессов, их сложные взаимосвязи.

■Водная эрозия на исследуемой территории возникает при стоке талых вод (с декабря по март) и выпадении ливневых дождей (апрель —сентябрь). Объем стока талых вод определяется глубиной промерзания почвы, мощностью снежного покрова, запасом воды в нем и другими факторами. Мощность снежного покрова колеблется от 10... 12 см до 18...20. На его перераспределение по элементам рель-, ефа в течение всей зимы огромное влияние оказывает ветер. Снежный покров, повторяя очертания линий рельефа, стремится к выравниванию его поверхности, скапливаясь в понижениях и с подветветренной стороны балок и оврагов образуя снежные козырьки.

Проведенные исследования и обобщение фондовых данных позволили установить, что в среднем за 20 лет (1962... 1982) коэффициенты снегонакопления -на склонах северной и западной экспозиции больше, а на южных и восточных — меньше единицы. Высота снега на теневых склонах в 1,8... 2,1 раза превышала мощность снежного покрова на световых склонах, которые одновременно являются и ветроудар-ными.

Характер отложения снега по ложбинам имел обратную картину. На ветроударных склонах (восточных, юго-восточных, юго-юго-восточшлх) мощность снега в ложбинах была в 3...7 раз больше, чем на межложбинных водоразделах, в то время как на заветренных всего в 1,2 ... 1,9.

В соответствии с мощностью снежного покрова варьировали и запасы воды, больший залас имел место на теневых склонах. Запас воды в снеге по ложбинам в 6 к более

8

раз превышал запас, имеющийся на .межложбинных водоразделах.

Глубина промерзания на севере зоны колеблется от 75... 90 см на юге н юго-западе и уменьшается до 30.., 40 см.

Во время зимы часто бывают оттепели (от 10 до 30), во время которых снег полностью сходит. В этот период наблюдается значительное насыщение верхнего слоя почвы влагой, причем более интенсивно на озимой пшенице и многолетних травах (уплотненная пашня).

Неустойчивый характер погоды влияет на сроки наступ* ления стока талых вод. Может быть 2...4 волны, причем только одна из них бывает наиболее мощной. Слой стока с 10%-иой вероятностью превышения составляет на севере зоны около 100 мм и уменьшается в южном, юго-западном и восточном направлениях до 30... 40 мм.

Анализ данных по стоку талых вод за период с 1963 по 1982 г., полученных в центральной и юго-западной части Ростовской области (Е. В. Грызлов, 1975; В. Н. Зайцев, 1974; А. Т. Колпаков, 1967, Е. В. Полуэктов, 1984, Г. Ф. Тревога, 1974), позволил выявить влияние степени уплотненности пашнл на величину стока и интенсивность смыва почвы. На поздней гребнистой зяби в связи с высокой ее водопроницаемостью на все годы сток был самым низким (до 25 мм). На ранней выровненной зяби сток сильной интенсивности •( —50 мм) сформировался в 1970 г., свыше 22 мм талой и дождевой воды стекло в 1964 и 1977 гг., —20 мм — в 1976 г. иот2 до 12 мм —в 1963, 1971,,'1978 гг.

На уплотненной пашне за исследуемый период сильный сток (50...60 мм) наблюдался в 1965, 1968, 1970, 1977 и 1980 гг. с коэффициентом стока 0,65...0,80. В годы со слоем стока 20 ,.. 30 мм (1964, 1976) величина его коэффициента колебалась от 0,56 до 0,66. Сток слоем до 15 мм зафиксирован в 1963, 1971, 1978, 1981 и 1982 гг. при коэффициенте стона 0,11 ... 0,43.

Размеры стока на зяби и уплотненной пашне изменялись по годам различно. Так, в 1965, 1971, 1979, 1981 и 1982 гг. на зяби формировался сток небольших объемов или отсутствовал вообще, в то время как на уплотненной пашне он колебался от слабого до сильного. Объясняется это тем, что одинаковые гидрометеорологические условия обусловливают различную инфильтрацию талой воды мерзлой почвой в рыхлом и уплотненном ее состоянии.

В среднем за 20 лет слой стока с уплотненной пашни

составил 17,2, а с рыхлой—10,0 мм. В результате анализа условий формирования стока выявлена их связь с характеристиками условий его образования.

Проведенными исследованиями (Е. В. Грызлов, Е. В. Полуэктов, 1977) установлено, что в условиях засушливой зоны Северного Кавказа больший сток во время снеготаяния формируется на теневых склонах. В среднем за 7 лег со склонов северной экспозиции стекло 22,9 мм, а южной — 8,8. Смыв почвы составил соответственно 1,4 и 0,7 т/га.

Данное явление связано с малой мощностью снежного покрова и солярным типом снеготаяния склонов южной экспозиции.

Обратная картина наблюдается по ложбинам, где. во время стока объем его на склонах световых экспозиций превышает сток с межложбинных склонов в 2... 8 раз, в то время как иа теневых — в 1,2 раза.

Для южных и юго-западных районов зоны наибольшую опасность в развитии эрозии представляют ливневые дожди, которые составляют 15... 28% от суммы осадков теплого периода.

Ежегодный суточный максимум осадков составляет 40 мм. Один раз в 10 лет возможны суточные суммы в 50... 60 мм. Интенсивность выпадения осадков колеблется от 0,8 до 2,5 с максимумом в отдельные годы до 3... 5 мм/мни. Сток дождевых вод с 10%-ной вероятностью превышения колеблется от 6 до 11 мм.

Наблюдения, проведенные за смывом почвы на пашне (1969... 1978 гг.), показали, что от стока талых вод смыв наблюдался в течение 6 лет, а от ливневых дождей регистрировался ежегодно. В летний период водная эрозия наиболее интенсивно проявлялась па пару (среднегодовой смыв почвы — 9,3), а зимой и весной на зяби —6,4 т/га. Особенно сильно пострадали пары от ливневых дождей в 1973 и 1976 гг., когда смыв почвы составил 60... 110 т/га. Одновременно было замечено, что под культурами сплош- , ного сева он был в 9... 12 раз меньше. В среднем за 10 лет со слабосмытых ссвероприазовских черноземов смыв составил 2,8, среднесмытых—17,1 и снльносмытых — 48,8 т/га.

В целом со склоновых земель ежегодно теряется 8,0 т/га почвы. По сезонам потери почвы составили 4,7 т/га во время снеготаяния и 3,3 т/га в период ливневых дождей.

Для сопоставления скорости разрушения почвы эрозией и восстановления его естественным почвообразовательным процессом была изучена почва, погребенная под курганами, созданными в ХП веке.

Исследованиями установлено, что ежегодно почвенный to

профиль увеличивался на 0,28 мм, что соответствует 3... 3,5 т/га почвы. Эта величина и была принята нами за допустимый предел эрозии.

4. КОМПОНЕНТЫ ПРОТИВОЭРРОЗИОННОГО КОМПЛЕКСА

Для предотвращения эрозионных процессов на юге ЕТС требуется, чтобы объем водопоглощення был не ниже 50... 80 мм. В достижении этой задачи первоосновой является приведенный в действие комплекс противоорозн-онных мероприятий. Модель противоэрозионного комплекса должна являться научно обоснованным эквивалентом природных процессов, производящим разрушение почвенного покрова. Обоснование ее для различных районов засушливой зоны Северного Кавказа зависит от тщательного изучения всех его компонентов.

Контурно-полосное размещение культур

Одним из основных компонентов исходной модели комплекса является контурно-полосное размещение культур н агрофонов, которое одновременно решает вопросы организации эрознонноопасной территории, противоэрозионной агротехники и гидротехники. Искусствено расчленяя эрозионио-опасиую территорию, контурно-полосное размещение не допускает образования водосборов, питающих опасные в эрозионном отношении потоки. Располагаясь по контуру, полосы представляют основу для наиболее эффективного осуществления других противоэрозиоиных мероприятий. В этом заключается особенность контурно-полосного размещения культур и агрофонов, позволяющая использовать его в качестве связующего звена структурообразовання модели противоэрозионного комплекса.

При контурно-полосном размещении защита почв от смыва во время снеготаяния осуществляется прежде всего за счет разновременности таяния снега в полосах. Так, на посевах озимой пшеницы, многолетних травах снега накапливается в 1,4... 2,1 раза больше, чем на полосах зяби. Во время снеготаяния в первую очередь от пего освобождается зябь, поэтому потоки воды, которые на ней образуются, перехватывают заснеженные полосы с озимой пшеницей, где снег лежит на 3 ... 6 дней дольше.

Вторым фактором является различное сложение пахотного слоя при чередовании в полосах рыхлой и уплотненной пашни. Осенью на полосах зяби величина объемной массы на 0,07. ..0,12 г/см3 меньше, чем па уплотненной. В соответствии с этим величина порозности на последней на

8.. .10% ниже, чем на зяби. Эти и другие свойства оказывают существенное влияние на скорость аодопоглощення, которая в период снеготаяния па полосах зяби в 6...42 раза больше, чем на озимой пшенице (1,34.'2,56 против 0,03 ... 0,26 мм/мии).

Третий фактор — создание на границах полос в процессе их обработки валов высотой 15.,.25 см к шириной у основания 2,5.. .3,5 м.

Учет стока при сплошном и полосном размещении уплотненной н рыхлой пашни показал, что в годы со слабой его интенсивностью (1978, 1979, 1981... 1983) все количество талой воды, которое стекло с уплотненной пашни (3...14 мм), поглощалось полосами зяби. При большем объеме стока кок-турно-полосное размещение задерживает незначительную часть стока.

Во время выпадения ливневых дождей на первый план выдвигается почвозащитная функция растительного покрова, а также неодинаковые водно-физические и физические свойства почв в полосах под различными культурами.

При сплошном размещении чистого пара на склоне крутизной 3,5° смыв почвы составил 24,0, а 5,5° — 58,8 мэ/га. Чередование полос пара с озимой пшеницей снизило смыв почвы на склоне 3,5° до 6,6, а 5,5®—13,9 м3/га. Причем смыв почвы не выходил за пределы двух смежных полос.

Наиболее интенсивный смыв в полосах наблюдается по ложбинам, лощинам. Для предотвращения рззмыва почвы и в этих местах нами предложен способ {а. с. 946420), сущность которого состоит в создании канавы-щели, наполненной мульчой, II посадке кулне на границе полосы. Во время стока дождевой воды 5,Ш—81 г. канава-щель задержала и поглотила 502,6 мм воды, а во время весеннего •снеготаяния в 1982 г. — 481,4 мм.

Противоэрознонные агротехнические приемы

Обязательным компонентом модели противоэрознонного комплекса являются специальные агротехнические приемы, которые обеспечивают поглощение осадков на месте их выпадения.

Защита зяби от смыва. В условиях засушливой зоны Северного Кавказа зябь поднимают в два срока; ранний — после зерновых колосовых и других раноубираемых культур и поздний (октябрь, ноябрь) после подсолнечника, сорго, кукурузы па зерно, свеклы.

При основной обработке почвы, кроме венашки, все шире используются плоскорезы. Технология обработки зяби после зерновых колосовых состоит из послеуборочного закрытия влаги боронами БИГ-3, 1...2 мелких — на 10...

12 см—рыхлений КПШ-5, КПШ-9 и глубокой обработки (на 20... 22 или 25 .., 27 см) КПГ-250, КПГ-2,2 поздней осенью.

Различное строение пахотного слоя при существующих способах обработки обуславливает неодинаковую величину и скорость ннфильтрации, а отсюда и объемов стока талых вод. Исследованиями установлено, что за период с 1963 по 1978 г. (Е. В. Грызлов, 1975, Е. В. Полуэктов, 1984) наибольшее количество талой воды —до 50 мм уходило со стоком с ранней отвальной зяби, значительно меньше с плоскорезной и поздней гребнистой. В отдельные годы (1973, 1978) в связи с большим снегонакоплением больший сток наблюдался на ллоскорезиой зяби.

Для выяснения зависимости между мощностью снежного покрова, величиной водопроницаемости и объемом стока при различных способах подъема зяби был проведен модельный опыт (табл. 1),

Таблица 1

Водопроницаемость и сток талых вод на модельном опыте

Вариант Водопроницаемость за период стока, мм/мин. Залае поди в снеге, мм Сток, мм Ко>ффи-ииент стока

Поздняя гребнистая

зябь 0,13» ас 0,007

Ранняя отвальная эябь 0,073 «5.6 17,1 ол>

Шоскорезная зябь 0,102 87,1« ■10Д 0;)2

Величина стока находилась в прямой зависимости от скорости инфильтрашти воды в почву. Больше всего стекло воды с ранней отвальной зяби, несколько меньше—плоскорезной, практически не было стока с эябн, поднятой поздней осенью.

С учетом особенностей обработки зяби, ее стокорегулн-рующей способности разрабатывались противоэрозиопные агротехнические приемы. Теоретической предпосылкой зашиты зяби от смыва является повышение ннфильтрацион-ных свойств почвы и устройство на пути стока преград из валиков, емкостей, шероховатостей.

Рыхлое сложение пахотного слоя при наличии большого количества (29,8%) некапнллярных пор и скважин на поздней зяби обеспечивает высокую водопроницаемость почвы (1,63 мм/мин), даже при глубоком (на 60. ..80 см) ее промерзании. Валики и микролиманы в этом случае

•практически полностью задерживали сток в годы со слабой и умеренной его интенсивностью (до 20 мм). Урожайность ярового ячменя при этом повышалась на 2,3 ,,. 2,6 ц/га (Е. В. Грызлов, 1975, Ф. Л. Мирончснко, 1963).

На ранней отвальной зяби изучались различные по форме, глубине и высоте лунки, борозды, валики. Наиболее значительным стокорегулируюшим действием обладают борозды и валики с перемычками и без них. Их эффективность возрастает при условии, если они создавались поздней осенью одновременно с последней культивацией зяби. По такому принципу проводилось извилистое бороздование специальным устройством, разработанным в НПО «Дон». Сток уменьшился на 13 мм, в то время как при прерывистом и фигурном бороздоваиин, которое осуществлялось после культивации, всего лишь на 8 мм.

При лунковаинн отмечено уменьшение слоя стока на 1,5... 11,0 мм. На величину стока большое влияние оказывала форма лунок. Результатами модельных опытов, которые подтвердились полевыми исследованиями, установлено, что в протнвоэрознонном отношении лунки ромбовидной формы оказались менее эффективными, чем прямоугольные. Наиболее оптимальное число лунок, которые обеспечивают лучшую защиту зяби от смыва, — 34 тыс. на 1 га.

Урожайность зерновых культур на вариантах с микрорельефом была иа 1,0...4,1 ц/га выше, чем на контроле, В 90% случаев разница в урожайности была на уровне су^ щественных различий.

Для осуществления лункования НПО «Дон» предлагаются два орудия, которые монтируются на базе бороны БИГ-3 путем замены второго ряда игольчатых дисков на сферические. Эксцентрично установленные диски (эксцентриситет 100 мм) образуют лунки ромбовидной формы. Диски с двумя радиальными вырезами, сделанными под углом 55°, формируют лунки прямоугольной формы.

С целью задержания стока на плоскорезной зяби НПО «Дон» на базе бороны БИГ-3 разработан рыхлитель-лунко-ватель. Лунки, созданные этим орудием, дополнительно задерживали до 5 мм талой воды, а урожайность ярового ячменя повысилась в среднем за 4 года (1975.. .1978) на 1,6 ц/га.

Таким образом, наиболее эффективен микрорельеф на поздней гребнистой зяби, в меньшей степени — на ранней отвальной и плоскорезиои.

Борьба с ливневой эрозией на парах. Являясь наиболее эрозиопиооиасным агрофоном, чистый пар больше всего нуждается в защите от смыва ливневыми дождями.

Учитывая опыт предыдущих исследований, проведенных 11

в нашей стране и Ростовской области Е. В. Грызловым и Е. В, Полуэктовым (1977), предложено создавать на поверхности пара мелкий, но частый микрорельеф в наиболее ливнеопасный период. Поделка микрорельефа осуществлялась в сочетании с одной из технологических опера-раций —лрнкатываннем. В качестве орудий использовались противоэрозиен и ые катки ПЭК-1,6 и ПЭК-З (предложено НПО «Дон»), а также почвообрабатывающая часть сеялки СЭЗ-2,1 с вырезами на каточках. Исследования, проведенные в период с 1973 по 1977 г., показали, что во время выпадения ливневых дождей суммарный смыв почвы на контроле составил 141,5 м3/га, на участках, прикатанных про-тнвоэрознонными катками,— 15,6... 16,0, а обработанных почвообрабатывающей частью сеялки СЗС-2,1 — всего 0,3 м3/га. Коэффициент множественной корреляции зависимости смыва почвы от глубины мнкроемкостей и гребиис-тости, глубины и количества микроемкостей, гребнистости и количества мнкроемкостей равен 0,84, что указывает на тесную зависимость смыва от состояния микрорельефа.

Учет урожая озимой пшеницы показал, что самым высоким oit оказался на варианте, где почва была обработана сеялкой СЗС-2,1—48,0 ц/га, что превышало контроль на 3,0 ц/га. Прибавка урожая на участке, прикатанном ПЭК-1,6, составила 2,4 ц/га,

Противоэрозионные приемы ухода за озимой пшеницей

Низкая водопроницаемость почвы на посевах озимой пшеницы способствует развитию водной эрозии в начале осени— во время выпадения ливней, а также в период снеготаяния.

Как показали натурные исследования, при выпадении ливней в начале осени смыв почвы на участках с озимой пшеницей, посеянной по отвальной вспашке, составил 18,5...24,3, а по поверхностной обработке — 29,8 м3/га, При-катывание посевов катком ПЭК-1,6 снизило смыв до 15 м3/га, в то время как на участках, прикатанных катком ЗКК-6А, он составил 48,3 м3/га.

Усиление стока талых и дождевых вод в зимне-весенний период обусловлено низкой водопроницаемостью почвы. По сравнению с осенью скорость водопоглощення снижается в 7... 33 раза — 1,25... 3,04 пропгв 0,03 ... 0,08 мм/мин.

Одним из способов увеличения водопроницаемости на посевах озимой пшеницы, а следовательно, защиты их ог эрозии является щелевапие. Щели, нарезанные через определенное расстояние, способствуют пространственно-временному изменению водопроницаемости, чем обеспечивает*

ся поглощение стока, сформировавшегося на не затронутых этим приемом отрезках.

Нами изучались сроки щелевания (до всходов и по промерзшей с поверхности на 3... 8 см почве) и глубина щелей (35... 40 и 45... 50 см).

Осенью при довсходовом щелеванин величина водопо-глощения в зоне щели составляла 9,38 мм/мин (на контроле— 2,69). Ко времени снеготаяния шелл постепенно заплывали и заилились. Их водопроницаемость отжалась до 8 раз. Щели, нарезанные по почве, промерзшей с поверхности, уходили в зиму открытыми. Во время стока водопроницаемость по ним составила 1,67 мм/мин, тогда как на участках без щелевания 0,03... 0,16.

Слой стока на контроле в среднем за 1982, 1983 гг. составил 7,8 мм. На участках со щелеваннем стока практически не было, за исключением довсходового щелевания на глубину 35... 40 см — 0,6 мм.

Прибавка величины урожая на вариантах со щелеваннем за 1982... 1984 гг. в среднем колебалась от 0,6 до

I,2 ц/га.

Для того, чтобы уменьшить количество повреждаемых растений озимой пшеницы (степень повреждения 3...7%) на склоках крутизной от 0,5 до Зф, изучалось размещение щелей через 8*... 10 и 12... 15 м. Как показали результаты исследований, весной 1981 г. на контроле сток составил

II,8 мм, смыв —2,3 т/га; при размещении щелей через 12... 15 м слой стока не превышал 2 мм, а смыв 0,17 т/га. Не было стока при размещении щелей через 8... 10 м. Аналогичная картина наблюдалась во время снеготаяния 1982 и 1983 гг.

Урожайность озимой пшеницы в среднем за три года на вариантах со щелеваннем превысила контроль (38,4 ц/га) на 1,3 ... 1,4 ц/га.

На ветроударных склонах щеле-вание целесообразно совмещать с посевом кулис (А. И. Дубейко, 1976).

Зависимость водного режима от специальных агротехнических приемов

Обобщение результатов'исследований по изучению водного режима почв склонов, проведенных в НПО «Дон», показало, что в среднем за 1970...1983 гг. осенний запас влаги в 0...100 см слое на зяби составил 228, под озимок пшеницей — 250; весенний — 318 и 316 мм.

Увеличение запасов влаги в почве за осенне-зимне-ве-сенний период — 90 и 66 мм. В годы со стоком разница величин равнялась 28, без стока—15 мм. Причины непропорционального соотношения прироста влаги — неодинакова

вые запасы воды в снеге и различная величина стока на рыхлой и уплотненной пашне.

Коэффициент усвоения осадков холодного периода на зяби — 0,45, под озимой пшеницей — 0,34. В годы со стоком эта* разница увеличилась почти вдвое, а при его отсутствии коэффициент -составил 0,40. Низкая усвояемость осадков холодного периода объясняется поверхностным стоком талых вод (г=0,43), а также ветровым переносом снега, испаряемостью, вымораживанием и др.

Протнвоэрозионные агротехнические приемы регулируют водный режим почв склонов путем накопления твердых и задержания стока жидких осадков. Раиневесенние запасы влаги в слое 0...100 см на участке с микрорельефом на поздней гребнистой зяби превысили контроль в среднем на 29 мм. На ранней отвальной зяби борозды и валики дополнительно накапливали за счет снегозадержания (при отсутствии стока) 10 мм, а в годы со стоком 28 мм влаги.

Щелевание посевов озимой пшеницы за счет поглощения вод поверхностного стока увеличило запасы влаги на 11 мм.

Анализ баланса влаги на чистых парах в теплый период показал, что с апреля по сентябрь они в основном расходуют влагу из почвы. Величина расхода составила в среднем за 14 лет 43 мм. Если -к этому приплюсовать сумму выпавших осадков, то величина непродуктивного расхода влаги составит 305 мм, или 1,88 мм ежесуточно. Ежесуточные потерн влаги находятся в функциональной зависимости от количества выпавших осадков — г = 0,98, а уравнение регрессии имеет следующий вид: у= —44,8+164,1 х.

При создании иа пару в летний период крупных микроемкостей запасы продуктивной влаги в пахотном слое перед посевом были на 4 мм ниже контрольных. Мелкий микрорельеф не только надежно защищал почву от смыва ливнями, но и позволял дополнительно накапливать от 3 до 6 мм продуктивной влаги в пахотном слое и до 24 мм в 0... 100 см слое.

Лесомелиоративные насаждения и гидротехнические сооружения

Водорегулирующие и при б а лонные лесные полосы, выполняя роль линейных рубежей, перехватывают не удержанный агротехническими приемами сток. Почвозащитное влияние лесных полос проявляется в улучшении воднофизичес-ких свойств почв, уменьшении глубины промерзания, коль-матации продуктов смыва, задержании и поглощении стока талых и дождевых вод. Исследованиями установлено,

2 17

что под 17-лет ней лесной полосой количество водопрочных агрегатов составило 68,5%, что в 1,3... 1,6 раза больше, чем под 5 и 10-летнимн. На разрушение одного агрегата затрачивалось 7,4 мл воды, под 5-лстнеЙ — 5,4. Наибольшее количество водопрочных агрегатов в 0...30 см.слое почвы оказалось под 37-летней лссиой- полосой — 74,5%, на разрушение одного агрегата потребовалось 23,5 мл воды.

Оказывая положительное воздействие на свойства почв, лесные насаждения заметно улучшают ее водопропускную способность. По сравнению с межполосными пространствами величина водопоглощення под 10... 37-летними лесополосами увеличивается в 2,2... 4,4,-а иногда, м более раз — 2,04... 11, 20 мм/мни.

Водозадержнвающая роль лесных полос зависит от характера поступления воды в насаждения. Наиболее полно используется их противоэрозионная функция на ровных участках склона (В. М. Павлов, 1971, С. С. Мясоедов, 1982, В. М. Ивонин, 1983). При концентрации потоков в ложбинах, лопшиах роль лесной полосы сводится в основном к механическому препятствию. В этих случаях их необходимо дополнять простейшими гидросооружениями — валами, канавами, запрудами.

Как доказали результаты исследований (1979... 1981 гг.), совмещение лесных полос с валами — канавами по нижней опушке позволило дополнительно задерживать по ложбинам до 11... 20 мм стока талых вод. За пределы гидросооружений стекло' 0,8\ . .3,8 мм. Но наиболее эффективным оказалось создание по ложбинам запруд высотой 1,5... 2,0 с канавой в зоне прудка,- Такое сооружение задерживало сток объемом свыше 300 м3.

Урожай сена люцерны в зоне действия лесной полосы на контроле составил за-3 года 66,8 ц/га. На вариантах с валами-канавами он был выше па 2,7, а с запрудой — на 6,5 ц/га.

3. противоэрозионная, гидротехническая

и агротехническая, эффективность модели противоэрозионного комплекса и его вариантных форм

Для того, чтобы изучить действие приемов и мероприятий в едином целом .противоэрозионного комплекса и рекомендовать оптимальные варианты модели для районов с различной обеспеченностью стока, в базовом хозяйстве НПО «Дон» в 1977 г., был заложен стационарный опыт. Построение его основано на принципе последовательного

уплотнения вариантов противоэрозионнымн приемами и мероприятиями .вплоть до конечной цели — создания целостной системы модели. Схема опита: 1. Сплошной посев одной культуры (1-й контроль). 2. Контурио-нолосное размещение культур и агрофонов. 3. То же, что и 2-й вар.-{-проведение специальных агротехнических приемов. 4. То же, что и 3-й вар.-тводорегулиругощая лесная полоса. 5. То же, что и 4-й вар. Ч-валы-канавы в лесной полосе. 6, Сплошной посев второй культуры (2-й контроль).

Такая схема опыта, представляющая незавершенную (2—4-й варианты) и целостную (5-й вариант) систему протн-воэрозионных компонентов, допускает варьирование струк-турообразования модели в. зависимости от совершенно конкретных природных условий ее применения.

Как показали результаты исследований, при малом объеме стока (1979, 1981 гг.) вся талая вода, стекавшая с полос озимой пшеницы и люцерны, задерживалась и поглощалась полосами зябн (2-й вариант). При чередовании в полосах озимой пшеницы с люцерной сток талых вод наблюдался даже при слабой его интенсивности (1982, 1983 гг.) (табл. 2).

Эффективность различных вариантных форм модели наиболее объективно характеризуют экспериментальные данные, полученные в 1980 г. при слое стока 52 мм (И. П. Демченко, Е. В. Полуэктов, 1983). Контурно-полосное размещение культур снизило сток талой воды на 14 мм. Ще-левание люцерны в полосах (3-й вариант) уменьшило сток по сравнению со сплошным размещением на 37 мм и с контурно-полосным без щелевання — на 20,3 мм. Контурно-полосное размещение прощелеванной люцерны с озимой пшеницей в сочетании с лесной полосой существенно снизило величину стока — до 9 мм. Усиление последней валами-канавами окончательно перекрыло все пути стока. Такое взаимодействие компонентов модели раскрывает скрытую до сих пор энергию внутренней структуры комплекса, что обеспечивает не только поглощение стока с 10%-ной вероятностью превышения, но и имеет еще солидный запас прочности. Это позволяет рекомендовать данную модель противоэрозионного комплекса для других районов зоны, имеющих такую же или более высокую обеспеченность весеннего стока. В то же время вариантные формы комплекса с меньшим набором приемов и мероприятий с успехом могут быть использованы в районах с меньшей обеспеченностью стока.

При выпадении ливневых дождей полное задержание стока ливневых вод оказалось возможным только при контурно-полосном размещении культур в сочетании со спецн-

!Э

Таблица,2

Сток талых вод на стационарной опыте

Вариант 'Годы н чередование культур н агрофонов

197« 150Ш ■1979 59.1-2,11 ■1980 1981 1982 1983

зябь люцерна люцерна люцерна оз. пшеница

оз. пшеница оз. пшеница зябь оз. пшеница люцерна

1. Сплошное размещение культуры (1-й 6.0 55,0 ■ 9,2

хонтроль) . .' . . - ........ 0 9,4 -1,4

2. Контурно-полосное размещение куль- 3.7 1,3 340 3,2 1,0

тур ............. 0

3. То же, что н 2-й вар+противоэрознон* 3,3 . 1.0 18,0

иые обработки......'..... 0 0 0

4. То же, что н 3-Й вар. 1 лесная полоса 0 0 9,0 0 0 0

5. То же, что н 4-Й в ар.+вал-канава в

лесной полосе ■.......... . 0 0 0 0 0 0

6. Сплошное размещение культуры (2-й 5/3 50,0

контроль)..... £,0 0 В,з

альнымн агротехническими приемами и лесной полосой (4-й вариант) (табл. 3).

Таблица 3 Сток ливневых вод на стационарном опыте, мм

Годи и чередование культур

1980 1081 1934

Вариант люцерна люиерна яр. ячмень

о», пшенниа кукуруза люцерна

на силос

(I, Сплошное размещение куль- 2,3

туры (1-й контроль)..... >10,3 •и

2. Контур но-полосное размеще- 9,в

ние культур ........ 2.1 1,7

3, То же, что м 2-й вар.+прот-

воэрозионные обработки .... 5,4 0,8 О

4. То же, что в 3-Й вар.+лссная

полоса .......... 0 0 0

5, То же, что 4-й взр.+валы-

канавы в лесной полосе . . . '. 2 0 0

6. Сплошное размещение (2-Й

контроль) ......... 15,3 6,8 13,3

Около 70% стока было задержано полосным размещением культур со щелеванием люцерны, остальные 30% — лесной полосой. Таким образом, основная нагрузка ложится да агротехнические приемы, лесная полоса лишь завершает поглощение остаточной части стока. При таком на-, боре противоерозионных приемов гидротехнические сооружения в задержании и поглощении ливневого стока (в годы проведения исследований) не участвовали. Следовательно, отдельные вариантные формы, представляющие незавершенные системы модели, обладают тем эквивалентом. эрозионной прочности, которая оказалась достаточной для полного задержания вод ливневого стока.

Величина твердого стока также находилась в зависимости от соотношения компонентов модели. Во время снеготаяния смыв почвы на контроле составил 56,5 т/га. Контурно-полосное размещение культур уменьшило смыв до 7,6, а применение специальных агротехнических приемов в полосах— до 5,1 т/га. За пределы лесной полосы (4-й вариант) было вынесено всего 0,11 т/га.

Смыв почвы от ливневых дождей составил на контроле 60,7 т/га. Второй и третий варианты опыта уменьшили вынос почвы до 9,2... 9,7 т/га. Вся эта почва кольматнрова* лась в лесной полосе (4-й и 5-й варианты).

Для лучшей сравнимости урожайность была приведена к единому показателю — сбору зерновых единиц с 1 га (табл, 4),

Как свидетельствуют представленные данные, максимальный урожай за годы исследований 36,0 ц/га получен на 5-м варианте опыта. Это выше по отношению к контролю на> 5,3, контурно-полосному размещению — 2,5, контурно-полосному в сочетании со специальными агропрнема-ми— 1,5 и 3-му варианту—0,6 ц/га, т. е. наиболее существенная разница оказалась при 5%-ном уровне значимости с 1-м и частично со 2-м вариантами, с остальными — на уровне ошибки опыта.

На основании проведенных исследований и наблюдений в этом и других опытах, анализа литературных данных нами разработаны и рекомендуются оптимальные варианты модели нротнвоэрозионного комплекса.' В зависимости от слоя стока она может быть представлена завершенной или незавершенной системой противоэрозиенных мероприятий. Таким образом, на основе синтеза уже известных данных построена неразрывная цепь, соединяющая, отдельные элементы в завершенную схему, проведённые исследования дополнили разрывы в этой цепи логически необходимыми звеньями.

Экономическая эффективность противоэрозиен ных мероприятий

Создание предпосылок для получения наибольшего количества продукции е эродированных земель тесиым образом связано с экономической целесообразностью проведения противоэрознониых мероприятий.

Анализ экономической, эффективности полосного возделывания сельскохозяйственных культур (оз. пшеница, яр. ячмень, кукуруза на силос) показал, что .по сравнению со сплошным размещением прямые лздержкн увеличивались на 0,8... 6,0 руб/га. Но все эти затраты компенсируются стоимостью дополнительно полученного урожая. Условно-чистый доход при полосном размещении посевов увеличился на 10,5... 15,4 руб/га, а рентабельность возрастала на 24%.

. Создание микрорельефа на зяби увеличивало прямые издержки но сравнению с контролем на 0,4... 1,1, а щеле-вание — на 2,6 руб/га. Эти затраты окупаются (условно-чнс-тый доход составил 6,46... 13,46 руб/га) реализацией дополнительно полученной продукции.

Щелеванне посевов озимой пшеницы позволило получить дополнительно с каждого гектара по 7,42 рубая.

При применении комплекса противоэрозионных мероприятий прямые издержки увеличивались .по мере насыще- ■ иия его различными приемами и. мероприяитями. Особенно резко возрастали затраты при посадке и выращивании 22

Таблица 4

Урожайность сельскохозяйственны* культур на стационарном опыте в зерновых единицах, ц/га

Взрналт Годы Среднее

1978 1970 1980 1981 1982 1983 1994

1. Сплошное размещение куль- 27,9

ТУР............ 38,8 31,2 31,1 20,3 30,3 25,8 30,7

2. Контурно-полосное разме-

щение культур ....... 43,9 31,2 33,1 36,2 21,7 41,4 26,9 33,5

3. То же, что и 2-й вар.+специ- 24,2

альные агротехнические приемы . 43,9 31,2 33,9 37,7 43,1 28,2 . 34,6

4. То же, что и 3-й вар.+лссиая

полоса .......... 43,5 32,1 34,8 40,5 23,4 43,8 29,0 35,4

5. То же, что и 4-й вар.+вали-

■саизвы в лесной полосе , . . . 44,2 30,4 35,6 42,5 22.9 462 30,3 36.0

ИСРс.и ц/га........ 3.00 3,58 3.29 3,89 3,17 2,88 иб

I.» м

водорегулирующих и прнбалочных лесных полос, создании' простейших гидросооружений. Расчет окупаемости вложений показывает, что такие приемы, как контурно-полосное размещение с.-х. культур и применение специальных агротехнических приемов, оправдывает себя экономически уже в первый год нх применения.

Мелиоративная роль лесных насаждений увеличивается по мере их роста, поэтому срок окупаемости у них согласно нашим расчетам, подтвержденным исследованиями, составляет 5,4 года. Совмещение их с валами-канавами удлиняет этот срок еще на полгода.

Выводы

1. Водная эрозия в засушливой зоне Северного Кавказа вызывается стоком талых н ливневых вод. При стоке талых вод эрозия проявляется 1 раз в 2—3 года, а при ливневых — ежегодно. Интенсивность ее увеличивается с юго-востока на северо-запад.

2. Выбор конкретного почвозащитного приема или мероприятия должен определяться степенью эродированное! и почвы. С этой целью предложена классификация, которая позволяет па почвах с мощными гумусовыми горизонтами (А'+В>80 см) устанавливать степень эроднроваппостн по соотношению генетических горизонтов, а при мощности 50... 70 см исходить из всей суммы горизонтов А + В.

3. Эродированные почвы склонов имеют неудовлетворительные химические, физико-химические, физические свойства, что влечет за собой ухудшение их пищевого, водного и воздушного режимов и снижение урожайности сельскохозяйственных культур на 10... 60% по отношению к почвам водоразделов.

4. Среди водно-физических свойств почв особенно важное значение имеет водопроницаемость, которая в эродированных почвах снижается в 1,1-. .2,4 раза. Изменение физических свойств пахотного слоя в процессе обработок обуславливает пространственно-временную- неоднородность водопроницаемости (интервал колебания 0,8... 6,5 мм/мин).

5. Наблюдениями -и исследованиями за развитием процессов эрозии в регионе установлено, что снега в зимний период больше накапливается (в 1,8...2,1 раза) на теневых -склонах, поэтому слой стока там выше, чем на световых. Величина стока определяется степенью уплотненности пашни. На рыхлой пашне (зябь) слой .стока в среднем за 20 лет (1963... 1982) составил 10,0, а уплотненной (оз. пшеница, многолетние травы) 17,2 мм. Смыв почвы в большей степени проявляется во время снеготаяния (4,7 т/га),

несколько меньшей—.летом (3,3 т/гаУ Допустимая норма смыва не должна превышать 3 ... 3,5 т/га.

6. Регулирование процессов эрозии до величины, не оказывающей отрицательного воздействия на агроландшафт, возможно только при комплексном подходе. Модель комплекса нротивоэрозионных мероприятий должна состоять из следующих основных компонентов: контурно-полосное размещение культур 31 агрофонов; специальные агротехнические приемы; лесные паюсы, усиленные гидросооружениями. Каждый из компонентов характеризуется определенной пртнвоэрозпошюй эффективностью:

— контурно-полосное размещение культур сокращает смыв почвы до 6... 11, сток в 2 .. .3 раза,

— специальные агротехнические приемы задерживают и поглощают от 10 до 20 мм стока,

— водорегулирующие и прибалочные лесные полосы, усиленные гидросооружениями, обеспечивают поглощение слоя стока до 600... 800 мм.

7. В зависимости от интенсивности проявления эрозионных процессов исходная модель комплекса может быть представлена целостной системой (при слое стока 60... 100 мм) или его вариантной формой, которая будет состоять из 2 ... 3 компонентов (слой стока 20... 40 мм).

Предложения производству

Для засушливой зоны Северного Кавказа, в зависимости от слоя стока 10%-ной вероятности превышения, рекомен-

Таблица 5 Оптимальная модель противоэрозиенного комплекса для районов с различной обеспеченностью стока

Стой стока 10%- ной вероятностью

.Мероприятия превышения, мм

20 40 1 60 60 100

4. Контурно-полосное разме-

щение .......... ■- + + + +

Й. Проведение специальных аг-

ротехнических приемов . . - . + + + + +

3, Обработка почпи с сохра- (чсрссполосно)

нением стерни на поверхности + + + +

■4. Водорегулирующие и лрнба- (на ветроудар-

ных склон ал)

лочные .тесни« полосы . . . . + +

5, Простейшие гадротехн»чес-

ки« сооружения:

— на пашне в сочетании с

контурно-полосным размещением — - + + +

— в сочетайн с лесными поло-

СЗИЕЯ ' » ( > — + +

2Я

дуется следующий набор протнвоерознонных приемов и мероприятий (табл. 5).

Список основных работ по теме диссертация

:1. П о л у з к т о в Е. В. К вопросу классификации эродированных почв. Б кн.: Географические проблемы изучения, охраны и рационального использования природных условий и ресурсов Северного Кавказа. Ставрополь, Ш73, с. 96... 37.

'2. Грызлов Е. В., Миронченко Ф. А„ Полуэктов Е.В. О составе гумусовой части эродированных черноземов. Почвоведение, '1975. Й» 8, с. 1Ф1... Па

3. П о л у эхтов Е. В. Физико-химические свойства эродированных южных черноземов. Сборник научных трудов ДСХ11, т.. X, вып. 2, Перси а нов кэ, 1975. с. 83... 66.

4-, Полуэктов Е. В. Выбор эталона и- классификация эродированных почв с различной.мощностью гумусового горизонта. В кн.: Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях. М., МГУ, 1976. с. 68 ... 69.

5: Грызлов Е. В., Зайцев В. Н., Полуэктов Е. В. Надежная зашита- от водной »розни. Земледелие, 19(6, М 2. с. 51...52.

6. Полуэктов Е. В, Изменчивость некоторых физико-химических свойств ссверопр и азовских и южных черноземов в результате ■ эрозии. Сборник научных трудов ДСХИ, т. XI, вып. 1. Перснаноака, 1976, с. 101... 137.

7. Мирончек ко Ф. А„ С л ее ар е в Н. И., П о л у э к т о в Е. В. Влияние способов основной обработки на пищевой режим северопрна-эовского чернозема и урожайность ярового ячменя. Сборник научных трудов ДСХИ. т. XI. выл. 1, Перепаковка, 1976, с. 128... 130.

8. Тревога Г. Ф„ Полуэктов Е. В. - С учетом плодородия. Сельские зори, 1977, ¿Л 2, с. 4&.

9. Грызлов Е. В., Полуэктов Е. В. Защита чистого пара от водной эрозии. Земледелие, 1977, .VI 6, с. 34,,. 36,

НО. Ильинский Н. Н, Грызлов Е. В., Полуэктов Е. В, я др. Борьба с водной эрозией почв на Северном Каахазе, Ростов-на-Дону, РГУ, 1977, 123 с.

>11. Полуэктов Е. В. Протнвоэрозяонные приемы ухода за черным паром >1 их эффективность, В кн.: Приемы повышения урожайности сельскохозяйственных культур, т. XII, вып. Персиановка, 1977, с. 125... 129.

|12. Полуэктов Е» В, Содержание и состав гумуса и азота эродированных ыицелярно-карбонатиых черноземов. В кн.*. Приемы повышения урожайности сельскохозяйствепных культур. Т, XII, вып. 1, Перснаиовка, 1977, с. 129... 132. .......

'13. Грызлов Е. В., Демченко И. П., Полуэктов Е. В. и д р. Результаты исследований по защите почв от водной эрозии в Ростовской области. В кил Водная эрозия и борьбе с ней. М., Колос, 1977. с. 123... 133,

14, Грызлов Е. В„ Полуэктов Е. В. Эффектвмиость про-тивоэ роз ионных орудий. Земледелие, 1978^ Л* 7, с. 70... 73.

'15. -Чирок ченко Ф. А* Полуэктов Е. В.' Защта паров. Сельсине зори, 1978, Л? 7. с. 36.

'16. Грызлов Е. В, Федоров В, А., Полуэктов Е. В, и др. Стокограф. Л. С. 650531. Бюллетень Л"« 9, 1979.

17. Полуэктов Е. В. Изменение механического состава ссое-ропряазовских черноземов в" результате эрозии.. В кн.; Приемы повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Т. XIII, вып. I, Перснзковкц, 1978, с. 115... Ив.,

>1& Грызлов Е. В.. Полуэктов Е. В, Зависимость процессов волной эрозии почв от .экспозицн склонов в условиях юга. Ростовской области. НТБ по проблеме. «Защита почв от водной эроэи», вып. 3 П4), Курск, 1977, с. 4-1,., 46..

>19. Грызлов Е. В., Демченко И. П., Полуэктов Е, В. и др. Полосное размещение сельскохозяйственных культур, Л1., Колос, 197». 7 с,

20. По л у э к т о в Е. В, Влияние форм иакорельефа на процессы водно А эроэшк В кн.; Пут» повышения плодородия почв н технология возделывания полевых культур в Ростовской области, Ростов-на-Дону, 1978, с. 16 ,,. 19.

01. Грызлов Е. В„ Полуэктов Е, В, С i око регулируют а я роль основных способов обработки почвы. Земледелие, 1979, .Vi Я, с. 21...

«О.

S2. Полуэктов Е. В., Грызлов Е. В. Критерий оценки эффективности почвозащитных приемов. Земледелие, 1979, .NV 11, с. 30.. .31.

23. Полуэктов Е. В. Оценка эффективности сочетания отдельных элементов в проттаоэрозно нко м комплексе, В кн.: Теоретические основы протнвоэроэ ионных мероприятий, Одесса, 1979, с. 12ti,.. 127.

24. П о л у э к т о в Е. В. Прнкать!ваше посевов олшой пшеницы на склонах противоэроеионными катками. В кн.: Пути повышения урожайности зерновых культур в Ростовской области, Ростов-на^-Дону, lwO.

25. Полуэктов Е. В. Щелевание эябн в полосах. Земледелие, 1981, Л* 2. с, 3*. ..35,

26. П о л у э к т о в Е. В. Универсализация протнвоэрооионной техники. Техника в сельском хозяйстве, 19&1, iNi 4, с. 9,.. 11.

27. А н и к а к о в А. Т., Полуэктов Е, В. Опыт внедрения комплекса протнвоэрознонных мероприятий. Земледелие; 1931, № б, с. 18... 20.

28. Полуэктов Е, В., Скрипа и ев С. Ф. Повышенно про-тнвоэроаионной эффективности прибыточных лесных полос. Лесное хозяйство, 19&1, М 6, с. 26... 2S.

29. Федоров В, А., Полуэктов Е, В. и др. Способ ше-левання сельскохозяйственных угодий. A.C. 046419. Бюллетень .V« 23, 19Ü2.

00. Полуэктов Е. В, Федоров В. А. Способ борьбы с эрозией почв. А, С. 916420. Бюллетень № 28, 1982.

3L. Полуэктов Е. В. О допустимых размерах см ив а. Почвоведение, 1981, № И, с. 151 ... 156;

32. Полуэктов Е. В. Противоэроэконные приемы на зябк. НТБ по проблеме «Защита почв от эрозии*. Курск 1931, с. 48...54.

<33i Полуэктов Е. В. Диагностические показатели эродирован, ностн мниелярно-карбонатных черноземов. В кн.: Пути увеличения производства зерна* в Ростовской области. Ростов-на-Дону, 19SI, с. 46.,.53.

34. Полуэктов Е. В, Лункователь нового типа. Техника в сельском хозяйстве, 1982, 4, с. 29.,. 30.

35. Полуэктов Е. В. Водопроницаемость эродированных североприазовских черноземов. Почвоведение, 1962, .V« 5, с. 39,.. 44.

36. Демченко И. П„ Полуэктов Е. В, Повышение лроти-воэрозионкой эффективности лесных полос. Лесное хозяйство, 1982, •V» 7, с. 31... 32,

<37. По л у э к tob Е. В. Зависимость стока талых вод от экспозиции склонов. Метеорология и гидрология, 1982. ife 10, с. 97... 102.

08. Зайцев В. Н„ Демченко И. П„ Полуэктов Е, В. Эрозию можно предупредить. Сельское хозяйство Росса«, 1982, .Nä 11, с. 21... 25, к—

09. Полуэкто'в Е. 'В. - Защита'почв от смыва- при полосной размещении сельскохозяйствениых ку.шгур. Почвоведение, 1983, № 2, с.' ИТ... 117. ... ' --*■ ■■ '' ' - '-

•40. Демченко И. П., Полуэктов Е. В. Надежный комплекс почвозащитных - мероприятий. Земледелие, 1983. № 3, с. 22...

41. Полу экто в Ё, В. Эффектная ость лукковакня зяби. Земле« делне. 1963, .V? 6, с. 27... 2&

: -42. Вальков В. Ф„ Клименко Г. Г., Полуэктов Е. В. Эрозия почв. В кн.: Охрана почв. Ростов-на-Дои у, РГУ, 1983, с. 65.,, 87. =

43. Полуэктов Е. В„ Чешев А. С., Матросов Л, С. Эрозионное районирование Ростовской области н зональные системы почвозащитных мероприятий, В кн.: Повышение плодородия почв в Ростовской области. Зерноград, 1982, с. 60... 65.

-■ 44. Полуэктов Е- В. Ценный агротехнический прием. Сельские зори, 1983, .V* '10, с. 19... 20.

45. Полуэктов Е. В. Эрозия почв на Дону и меры борьбы с ней (монография). Ростов-на-Дону, РГУ, 1984, 162 с.

(46. П ол у экт о в Е. В, Зеленский Н. А. Регулирование водного режима почв на склонах. Земледелие, 1084, 5, с. 24.

47. Полуэктов Е. В. Влияние степени уплотненности, пашкк на сток талых вод в условиях ■ юго-запада Ростовской области. Водные ресурсы. 1984, № 4, с. 173.., 176.

48. Полуэктов Е.- В. Построение• модели пр отнаоэр оэ ионного комплекса. В кн.: Комплекс противоэрозионных мероприятий в действии. Ворошиловград, 4935, с. 51 ... 52,

49. П о л у э к т о в Е. В. Шелевалие посевов озимой лшещицы. Земледелие, 1986, >& -И,-с. 36 ...87. - -

Л 64893 25/111—86 г. Объем п. л. Заказ 839. Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им, К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44 .