Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Почвозащитная роль стокорегулирующих лесных полос при контурно-мелиоративной организации территории юга ЦЧО

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

Автореферат диссертации по теме "Почвозащитная роль стокорегулирующих лесных полос при контурно-мелиоративной организации территории юга ЦЧО"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛШТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

1 3 ДПР Щ(ч-

На правах рукописи

ГОРЯ Валерий Дмитриевич

ПОЧВОЗАЩИТНАЯ РОЛЬ СТОКОРЕГУЛИРУЮЩИХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС ПРИ КОНТУРНО-МЕЛИОРАТИВНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ТЕРРИТОРИИ ЮГА ЦЧО

Специальность 06.03.04 — агролесомелиорация и защитное лесоразведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ВОРОНЕЖ 1994

Работа выполнена на кафедрах агролесомелиорации и почвоведения Воронежского лесотехнического института и почвоведения Воронежского государственного аграрного университета.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор В. Г. Шаталов; ¿доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник В. Д. Иванов.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

М. В. Рубцов;

кандидат технических наук, доцент В. В. Протопопов.

Ведущее предприятиеНИИСХ ЦЧП

им. В. В. Докучаева.

Защита диссертации состоится «Л 9 » йл^рЛлЪ 1994 г.

в/0 часов на заседании специализированного совета К 064.06.01 при Воронежском лесотехническом институте.

Отзыв на автореферат просим присылать в 2-х экземплярах по адресу: 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, Воронежский лесотехнический институт, специализированный совет.

С диссертацией 'можно ознакомиться в библиотеке ВЛТИ. Автореферат разослан « ^ $ » ^Л (¡_£) Ы1 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук,

доцент Н. М. Попова

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ состоит в дальнейшем развитии теоретических положений о высокой поглотительной и почвозащитной роли стокорегулирующих лесных полос, совмещенных с простейшими гидротехническими сооружениями.в комплексе с агротехническими проти-воэрозйонными приемами При контурно-мелиоративной организации территории в условиях расчлененного рельефа местности с недостаточным увлажнением.

ЦЕЛЬ исследовании: изучение почвозащитной роли стокорегу-лирущих лесных Полос при контурно-мелиоративной, организации территория.возможности регулирования стока и предотвращения смыва почвы. Для достижения' поставленной цели приняты следующие ЗАДАЧИ:-исследование влияний системы .стокорегулирующлх лесных полос на-элементы микроклимата. сток талых и ливневых вод: -усиление' мелиоративной роли лесных полос простейшими гидротехническими сооружениями и агротехническими мероприятиями" $1 межполосном пространстве:-определение агроэкононической эффективности лесомелиоративных и почвозащитных мероприятий .

ПРОГРАММОЙ предусматривалось изучение; -состояния защитных стокорегулируквдх контурных' лесополос: -снегоотложения.глубины промерзания й водопроницаемости почв в системе контурных лесных полос; <-стока й смыва от. талых и ливневых вод;-мелиоративной роли позднеосеннего глубокого рмхления и щелевания почв в Системе защитных лесных насаждении.д также г",;/старниковых кулис.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА' заключается в уточнении почвозащитной роли стокорёгулирующих лесных полос,их влияния на водопроницаемость почв.сток талых и ливневых вод при контурно-мелиоративной организации территории;в определении влияния "рабочего уклона" на смыв почвы сО склонов:исследовании набухания почв.занятых лесными полосаш; и последующего подбора основного ассортимента древесных пород по этому показатели для почвозащитных целей степной зоны ЦЧО. :, . '

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ состоит в обосновании почвозащитной роли стокорегулирующих лесных полос,усиленных простейшими гидротехническими сооружениями.в условиях юга ЦЧО,уточнении породного состава на склонах,обеспечивающего максимальную продуктивность и высокую устойчивость лесоаграрного ландшафта.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.Основные положения докладывались на всесоюзных и межрегиональной научно-практических" конференциях: "Почвозащитное земледелие с, крнтургюг.мейюративпой организацией территорин в степной зоне" (1?оро«!н;1оьгрлд, 1990 г.). 'Зрозпо-

ведение : теория,эксперимент,практика" (Москва.1991). "Экологические основм природопользования в бассейне Дона" (Воронеж, 1991) .республиканской конференции "Экологические аспекты использования и охраны почвенных .ресурсов ■ Молдавии" (Киюи-нев,1990),региональной научно-практической конференции молодых ученых "Вклад молодых ученых ЦЧЗ в интенсификацию сельскохозяйственного производства в новых условиях хозяйствования" (Воронеж. 1989) , зональном семинаре "Проблемы экологии в сельском хозяйстве" (Пенза.3990) и на юбилейной конференции, посвященной столетию ОСОБОЙ ЭКСПЕДИЦИИ В.В.Докучаева в-Каменной степи (Воронеж, 1992) . В полном объеме диссертация докладывалась л обсуждалась на кафедрах агролесомелиорации и почвоведения Воронежского лесотехнического института и почвоведения Воронежского государственного аграрного университета им. И. Д. Глинки.

ОБЪЕМ РАБОТЫ:Диссертация состоит из введения.пяти глас.общих выводов и рекомендаций производству.Работа изложена на 185 страницах, содерж и т 33 таблицы. 18 рисунков.список Использованной литературы из 188 наименований.в тем числе на иностранном языке -5.

ПУБЛИКАЦИИ:По результатам исследований опубликованы 12 работ, наестся 2 свидетельства i;a поданные рационализаторские предложения.Разработана-и апробирована разноглубинная система обработки почв межполосного пространства (в соавторстве).

В диссертационной работе -приведены, и проанализированы результаты исследований.выполненные автором в период с 1987 по 1993 год /при участии дипломников и сотрудников кафедрьз почвоведения ВГАУ.

Автор выражает глубокую признательность г:.с.-к.наук,доценту Па^ахиевнчу МЛ!, п к.б.наук, ст. преподаватели Брекоау П.Т.за оказанную понежь в проведении ксследований.

СОДЕРШШЕ РАБОТЫ

В ПЕРВОМ разделе освещены вопросы изученности почвозгицит-ной роли стокорегулируадах лесных г.олос,причины возникновения и развития эрозионных процессов в степной зоне ЦЧО.Почвозащитная роль растительности проявляется в уменьшении ударной силы капель дождя.увеличения водопроницаемости, улучшении структуры почвы,повышении ее противоэрозиошой устойчивости (Барабанов А.Т., 1993;Зыков И.Г..1587;3доровцоз И.П.,-1993;Иванов В.Д.,1983; 'tec-нч? В.М,,'1993;Калшиченко И.П..1980; Козменко A.C., 1937;Про-

топопоз В. В. .1934; Рубцов М. В., 19S0; Сурнач Г. П. .1976:Тре1цевскийШЗ., ßf Шаталов,.1982;ШвеЗс Г.I!., 1971. и др.).На каздыз 1000 и лесной полосы приходится от 10 до 46 мест концентрации стока в зависимости от ложбннности территории (Калшшченко К. П., Ильинский A.A., 1976; и др).Для увеличения водопоглоцения леснае пояоск усиливаются простейшими гидротехническими сооружениями (Козмеико А.С., 1957;Барабанов А.Т.. 1993;Зыков И.Г.,1982;Ивонин В.М..1993: Сур-нач Г.П.,1976).

Нерациональная организация территории,несбалансированное внесение органических и минеральных удобрений при традиционно!! вспашке с использованием тяжелых машин и ору"ий привели к дег-<; радации черноземов.Вложенные дополнительные средства в развитие сельского хозяйства не обеспечили эквивалентного прироста продукции.

Контурно-мелиоративная организация территории капрзвлана на обеспечение условий поддержания экологического равновесия в лесоаграрных ландшафтах с максимальным учетом природных и антропогенных факторов (Лолырев Я. И.. 1982; Здоровцов Н.П., 1989;Кот-лярова О.Г., 1990;Рябов Е.И., 1984;!1!абаев А. И. ,1990;Шелякнн Н.М., Зубов А.Р.,1991,и др.). В условиях интенсификации земледелия существенно возрастает роль лесомелиоративных мероприятий.Повымз-ние продуктивности и. устойчивости лесоаграрних ландшафтов невозможно без применения ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур,противоэрозионвых гидротехнических сооружений, составляю:!1,ид единое целое для конкретного водосбора.

Определено, что изучение почвозащитной роли и эффективности контурных стокорегулирующих лесных полос в кокпяексе с агротехническими н гидротехническими ¡мероприятиями з условиях -зга ЦЧО требует углубленного установления количественных и качес.-веаккх оценок их комплексного влияния.

Во ВТОРОМ разделе приводится характеристика сх^/з

опытов и методика проведения исслздсгакйй. Район г'салздоз&ик-; расположен в иго-западной кахрозсме гмшоГг (степиой) сельскохозяйственной зоны, которая представлена часть» Среднерусской возвышенности.Климат характеризуется как умеренно континентальный с холодной зимой,теплым и засушливым леток.Среднегодовое количество осадков составляет 450-4X0 ¡сч. Летние осадки часто имеют ливневый характер,которые не усповаит впитнваться почвой.формирует поверхностный сток и значительней спив почвы.

Снежный покров появляется в третьей декаде ноября, устойчивым становится во второй декаде декабря.иногда в январе..Высота снежного покрова перед весенним снеготаянием не превышает 20 си, запас воды в снеге до 40-50 го».Разрушение снежного покрова к окончательное исчезновение его происходит во второй половине марта,иногда затягивается до начала апреля.

Почвообразующими породами являются преимущественно покровные, лессовидные глины и суглинки,древнеаллювиалыше.аллювиаль-но-делювиальные и современные аллювиальные отложения, третичные засоленные глины и суглинки.Грунтовые воды залегают на глубине 8-12 м.

Почвенный покров представлен преимущественно типичными,выщелоченными и обыкновенными подтипами черноземов восточно-европейской фации. Преобладают обыкновенные черноземы (66%),на склонах они в различной степени смыты.Согласно почвенному районированию Воронежской области объект исследования входит в Россошанский район обыкновенных черноземов (Адерихин П.Г..1960).

. Изучались стокорегулирукщие лесные' полосы, кустарниковые кулисы в системе защитных лесных насаждений, различающиеся по возрасту,составу, количеству рядов и конструкции, размещенные «а Очерноземах обыкновенных малогумусных.ереднемощных,слабосмытых и несмытых. разновидностях, которые содержат 60.. . 65% физической глины и 37...39% ила.В почвенно-поглощающем комплексе преобладает кальций.По содержанию подвижного фосфора и калия относятся к средней и повышенной обеспеченности.

Интенсивность эрозионных процессов во многом зависит от внутригодового распределения осадков ( Мирцхулава Ц. Е., 1970; Швебс Г.И..1974).При анализе многолетнего ряда использованы методы скользящих средних и разложения сумм.осадков на серив с положительными и отрицательными (по отношению к норме) отклонениями от этих сумм. Анализ годовых, сумм осадков, холоднох^о и теплого периодов по метеостанции г.Богучара с 1953 по 1992 год позволил установить, что по сумме осадков 1987-1992 годы относятся к годам с оптимальным увлажнением.Частота встречаемости лет с таким увлажнением соответствует 20 - 55% обеспеченности,, исключением составляет 1989 год с увлажнением 10% обеспеченности. ■ ■''

По данным Воронежского лесоустроительного предприятия, из общей площади земель Кантешровского района 226.5 тыс.га Защитные лесные насаждения занимает площадь 5733 га (смГтабл.1).

Таблица 1

' Распределение защитных лесных насаждений по породному составу Я периодам посадки

г-—""■' " I; 1. . I —.';.■"'. ; ; ■', '...Г. "' 1'-:-г-1

IПорода 1 Площадь,j ■ Года йосадкй jieciiux насаждений I

I •• I га- , Н'"~ ,-••• , .-1--1

t I t i«IT Hg{<) j 1354 I 1968 i 1976 | 1986 i

I i \ . (-19481-1953j -1967f — 1975f -i985f -1990|

' ■■ • ■■>'■• . V ,1 i ■ i I_ .1 _I

Сохранилось.

всего' ,5733 867 456 1170 .ни 1Ö06 490

Из mix:

сосна 150 -■ •' - 122 28

дуб 289 24 24 172 . ' 48 21 -

ясень 2384 522 335 649 351 ■'. 192 335

клен. 506 177 58 00 .145 и 2

эяз ■ 35В 42 21 4?. 130 65 57

акация белая 1337 93 16 147 760 299 ' 22

береза- 79 1 . - 32 ■ ' 9 29 8

тополь 574 '4 ; 1 ' .26 28 i 23-1 28

прочие .' 56 . з 1 •22 '20 16

Йз представленных данных видно.чтоосновную площадь занимают лесные полосы из- ясеня обыкновенного и зеленого -2384 га, или 41,6%; в' 3.8 раза меньше акация белая -1337 га, или 23.3%: та-Поль, клен! вяз,дуб черешчатый-соответственно 10:8,8:5.4 и 5,0%.

В базовом хозяйстве.где расположены объекты исследования, создана система защитных лесных населении на 9742 га площади сельскохозяйственных угодий:полезащитные лесные полосы занимают 162 га.стокорегулирующйа46,З.ррибалочные и приовражные-64,4 га. Для исследования выбрани типичные по породному составу лесные полосы; произрастающие-'на ..обыкновенном черноземе. таксационные показатели которых приводятся в таблице 2.

Как видно из таблицы,максимальную высоту имеют лесные полосы из клена ясенелистНого -15. м, несколько ниже у таких лес-Пых пород.как ясень обдановенймй и акация белая -14 м.Более молодые насаждения, .' из дуба черешчатогб в возраете 35 . лет имеют высоту всего лишь 10 и.вяз'пелколтегный;» тополь гибридный в возрасте 13.;. 15 лет.-имск)+' высоту. 10.... 13 л.

Таблица 2

Таксационная характеристика лесных полос на склоновых землях колхоза"Дружба"Кантеинровского района Воронежской области

I—:-1--1-1-г-:-—г-!-1——

I | | |Воз- I Средние ГПол-1 Запас

1 Состав|Ширина, |Число |раст, |—-|---|нота!древесй-

I | м |рядов | лет |вмсота,М|диаметр, |ны,м*/Га I_1_I , I___ I _I___I____

ЮКля 17 6 50 15 22 0.'/ 130

9А61КЛЯ 20 8 48 14 16 0.8 170

8Яо2Кля 20 8 45 14 16 0.« 110

8Я02КЛЯ 25 13 45 14 16 0,8 110

ЮЛох+Кля 7,5 2 45 9 16 0,6 50

10Яо 25 10 35 12 16 0,8 100

8Дч2Яо 25 10 35 10 12 0,7 70

7В2ТЧ1ЯО 12,5 5 15 10 12 0.7 20

ЮТг 12.5 5 13 13 14 0.8 170

ЮТг 12,5 5 13 13 14 ' 0.7 150

8Тг2Б 10 4 13 . 10 .12 0.8 1Í0

7ТгЗВм 12.5 5 12 11 12 0.7 100

В ТРЕТЬЕМ РАЗДЕЛЕ изложены экспериментальные исследования по снегораспределению,влажности И промерзанию почв в системе ЗЛН, водопроницаемости и набуханию, стоку талых и ливневых вод, влиянию лесных насаждений на урожайность сельскохозяйственных культур.

Стокорегулярукдаие лесные полосы оказывают мощное влияние на накопление снега и его распределение.За период исследования в продуваемых лесных полосах высота снега была от 24 До 85 см с запасами вода в Ней от 46 до 166 мм.в ажурных-от 23 до 105 (от 42 до 215 ) И плотных-от 25 до 96 см ( от 50 до 188 мм).В шлей-фовой части чысота снега была от 33 до 36 см с запасами воды в нем от 81 до 100 мм. в межшлейфовой части-От 22 до 24 см (от 58 до 64 мм ).а на открытом пространстве в среднем 20 см и запасами воды в снеге около 50.. .54. мм.Уменьшение числа рядов в плотной лесной полосе с 12 до 6 позволило улучшить конструкцию и увеличить дальность их влияния на снегораспределение.В 10. радой части она осталась как плотная,где длина снежных шлейфов

- ? -

бнла 15 м с высотой снега 42 см,8 некмайфовой части 15 см. На участке с 6-рядной снежный шлейф оказался длиной 35 м и высотой снега 30 см.в межшлейфово^ Части высота снега была 20 см.

В межполосном пространстве снежный покров обусловливает и определенный характер увлажнения почв,способствует уменьшению глубины промерзания почв,снижению поверхностного стока талых вод- ' .

Проработка модели зависимости глубины промерзания почв (У, см) иа различном расстоянии от лесных полос (Х3,м) от высоты снежного покрова-( X*,см),осенней влажности 0-30 см слоя почвы (*&%.%) подтвердила,что расчеты по ее определению можно выпол-« нить'по следующему уравнению [тожественной регрессии :

У = 28,103 -0,29174 X/ + 0,08724 Хг + 0,03265 Х3.множественный коэффициент корреляции равен 0,983.Глубина промерзания (У) в межполосном постранства на 50,8% зависит от высоты снежного покрова,на 27,8% от влажности 0-20 см слоя почвы и 21,4% от расстояния.

Использование тяжелых коЙесных тракторов и агрегатов сильно уплотняет почву,разрушает ее структуру,что приводит к снижению водопроницаемости,устойчивости почв к: водной эрозии,формированию поверхностного стока и смыва.

Многочисленный материал по водопроницаемости почв в лесных полосах и межполосном пространстве показал,что под влиянием лесных насаж дений она значительно увеличивается.

По/'данным таблицы 3 видно, что в лесных полосах скорость впитывания в первый час опыта колебалась в пределах от 1,6 до 13,9 мм/мин, на задискованной поверхности 3,2, много летних трав ъу 2,3, стерне озимой пшеницы 2,2 мм/мин.На вариантах поздаеосенне-го глубокого рыхления и отвальной вспашки соответственно 5,3 и и 3,3 мм/мин.Водопроницаемость при снятом 25 см слое'по мы. на глубине 50 см и на дне канавы показали более низкую слорость впитывания~0,3;0,2 к 0,2 мм/мин. Относительно высокая,устойчивая скорость фильтрации отмечена под лохом узколкстным-4,1 мм/мии,в

2.2 раза ниже под акацией белой-1,9 и тополем гибридным -1,8 мм в мин. На вариантах позднеосеннего глубокого рыхлении, отвальной вспашки и задискованной поверхности скорость фильтрации была соответственно 1,5; 1, 2 и 1,2 мм/мин. На глубинах 25 и 50 см .1

1.3 м скорость фильтрации воды была соответственно 0,09; 0. 06 и 0,02 мм/мин.

Таблицу 3

Водопроницаемость обыкновенного чернозема при различных ■: видах использования (Н = 50 мм и 1 воды = 10 ®С)

"Г

Место (Скорость впитывания.№/мнн определения {-

|Влаж-|Ллот-' |ность|ность

| 1| 2 1 3 | 4 I 5 1 б |1 Час,мы|0-2О|О-2О ,

1 X л ±

~г

~г

IВпита--1 лось за

_1_

10 Лох+Код 13.9 6,7 9А61Я0 4.4 2.7 10 Тг 4,7 2.7 8Яо2Кля 2,7 1,3 10 Кля 2,3 1,2 8Дч2Яо 3:0 1,2 ВЯ02КЛД 3.3 0.8 8Тг2Б 1.7 0,5 10ЯО 1.6 0.5 Многолетннйе травы ' 2,3 Солонцы 3,7 Пашня с поверхности 4.5 Пашня (стерня)2,2 Пашня по

ложбине 1,6 Пашня,

снято 25 см 0,31

снято 50 см 0,20 Дно кайавы,

1.3 н 0,23

5-6 2,4 2.3 1.0 1.0 1,0 0.6 0.4 0.4

1.4 1,2

1.4 М

2,9 2.5

1.6 1;4

4,9 2,2 2,1 0.9 0,9 0,8 6.5 0.3 0.3

4,5 2.0 1.? 0,8 0.8 0,7 О,'4 0.3 13.2

4.1 1.9 1.8 о, а

0.7 0.7

М 0,2 0,2

1.1 1.0 1,0 1,0 0,8 0,8

2.3 1.3

г,я 1.2

2.1 1.1

0,9 0.7 0.7 0,6 0.6

0.14 0,12 0,11 0,10 0,09 0,09 0. ОЙ 0.07 0.06 0;06

832 265 282 162 138 181 195 101 97

133 223

268 133

93

19 12

24.0 0.96

21.0 0.89 18.2 1,12 19,2 05

23.1 0.38

21.7 1.00

17.2 1.02

26.4 0.98 21.2 1.11

14.5 1.22

46.8 0.93

.' т,г о>. бз

19,8 1.22

18,8 1,17

14.2 1.27 151.5 1.41

0.05 0,04 0,03 0.02 0,02 14 14,3 1.50

Важным свойством глинистых почв, оказывающим влияние на их водопроницаемость,являете» набухание, происходящее за счет взаимодействия воды с глинистгы^! частицами.Увеличение объема образцов почвы при набухании фиксировали с помощью стрелочного Индикатора смещений; входящего в состав прибора А.М.Васильева (видоизмененного В.И..Сорочкиным,1582).Более высокий показатель набухания оказался с образцах 0-20 см слоя почв под лохом узколистным -23; несколько, ниже' под ¿у.бом черешчатьг! -21. Более низ-

кое цабуха.де обнаружено под белой акацией и кленом ясенелист-Ныл-12,6 и;-'$3,.№Это объясняется повышенным содержанием катионов мапшя (3.2. .'.4 МГ зкв/100 г почвы) по сравнению с лоховыми насаждениями (2...2,2 мг экв/ЮО г почоы). В первые 20...30 мин опыта по иабухацню отмечались небольшие различия между лесными полосами. Дальнейшее увлажнение приводило к возрастанию набухания' до 11% и более, одновременно. наблюдалась дифференциация объектов по величине набухания, что связано также с изменением содержания гумуса и химического состава почв.

Нд формирование поверхностного стока существенное влияние оказьцзааг глубина промерзания почв и скорость ее полного оттаи-о вайия.Щзкая влажность почвы с осени .1986 года (12-14%) .мощный свдхдай покров в лесных полосах.который достигал 95. ..105 см,в суетных шлейфах 55 см.. предохранили почву от промерзания к весне 1937 года;, почва во время снеготаяний впитала весь запас талой воды. .:.';. . .

Осенью 1987-года при высокой влажности. 1 м слоя почвы (22-27%) и наступлении иизкпЗ температур до установления снежного покрова почва промерзла в.межполосном пространстве на глубину 33 см,в лесных полосах на 8-12 си.Запасы влаги в метровом слое почвы перед снеготаянием были.на озимых посевах-388 мм. Зяби-385 и На варианте с.глубоким рыхлением -411 №1.Снеготаяние Началось 18 марта. Снижение темнерагуры воздуха в вечерние и ночные часы суток привело гс прекращений стока, а с 23 марта сток возрбновился.иаксииальный расход воды 2,33 м3 отмечался 25 марта в 13 часов 50 мин.'В лесную полосу за время стока с ложбинного водосбора площадью 2.76 га поступило 1750 м3 воды.Сток взвешенных наносов составил 2.1 т, при средней, мутности потока 1.2; г/л.

Тополевая пятирядная лесная полоса поглотила 12,1 гм стока^ поступающего с водосбора.а общее водопоглощение составило 2850 к*, В последующие (1989 -1992) годы отмечались частые зимние оттепели, и талые воды поглощались почвой задолго до наступления снеготаяния. ..-".'•.

После выпадения месячной нормы осадкоа 39,2 мм (6 мая 1989 Года) влажность почвы достигла состояния нанменьаей влагоемко-сти.В последующие дни выпало еще 12 им осадков, а во второй декаде (16 мая) за 2 часа выпало около 37,3 мм осадков,- что по классификации относится ливням'высокой' интенсивности. В этот

период склоновые земли находились в беспокроааом состоянии,кроне участков озимых культур и многолетних трав.

По микроложбинам с уклоном до 1"на посевах озимых был смыт' весь посевной слон почвы.С увеличением крутизны склона до 2-3° сток талых вод концентрировался и по отдельным водороинам отмечались размывы глубиной 0,2. ..0,3 н и шириной 1.5.. .2 и.

Исследованиями зарубежных и советских ученых были установлены зависимости смыва почвы от уклона местности, форда склона, интенсивности и характера выпадения осадков,влияния растительности, физико-химических свойств почвы и других факторов.Однако в них не отражено влияние на смьш почвы "рабочего уклона" (уклона в направлении лшти обработки почвы). Этот уклон предопределяется непарамельностью направления основной обработки почв рельефу местности.На основе полученных данных по смыву почвы на склонах 2,5..6 градусов и уклоном в направлении линии обработки почв нами установлена зависимость смыв-' поч^ы ливневыми осадками (V/, т/га) от крутизны склона (I, град.), длины линии стока (Ь,м) с учетом рабочего уклона Ц.град.):

И =(0,34 +0,1 , т/га. Пределы применимости

при длине линии стока от 110 до 260 м.

с

В ЧЕТВЕРТОМ разделе обосновывается целесообразность усиления мелиоративной роли стокорегулирующих лесных полос простейшими гидротехническими сооружениями и агротехническими мероприятиями на межполосном пространстве.

Роль стокорегулирукяцих лесных полос относительно высока, однако недостаточна для полного зарегулирования стока, т'.к как в них может поступать вода слоем 50... 80 мм и более.Дополнительное водопоглощение возможно при условиях увеличения .пощади затопления почвы в лесных полосах. На склонах без выраженных .ложбин отмечена высокая почвозащитная роль стокорегулирующих лесных полос.В случае поступления стока В лесную полосу концентрирована, ши потоками почвозащитная роль их снижается. Для усиления водопоглотительной способности почв по нижней опушке лесных полос были созданы валы-канавы глубиной 1,3 м. Увеличение площади затопления за счет валов-канав способствовало дополнительному впитыванию талой воды в лесной полосе слоем от 8 до 13 мм, на затопляемой площади-от 64 до 128 м.2.

Лесные полосы,совмещенные с валами-канавами.не в состоянии обеспечить на межполосном пространстве полного впитывания талых вод.Для этого на межполосной пространстве с крутизной склонов более 5 градусов создаются'одно-двух>рядные стокорегулирующие древесно - кустарниковые кулисы (Лопмрев М. И. .1982; Панов В. П., 1982, и др.).

В зимнее время древесно-кустарниковые кулисы способствовали более равномерному распределению снега на межполосном пространстве, предохранили почву от глубокого промерзания.В результате проведения математической обработки данных зависимости глубины промерзания почв межкул'исного пространства (У) от высоты снежного покрова (Х^) и влажности 0-50 см слоя по-:зы (Х2) полу- ' чили следующее уравнение регрессии:

У = 8,667 + 1,448 X* - 0,592 Х^ .коэффициент множ&твенной регрессии 0,982.Глубина промерзания почв в межкулисном пространстве на 70% зависит от. высоты снежного покрова и на 30% о* влажности почвы.'

Для дополнительного задержания талых и Ливневых вод,стека-яг,их со склонов, проводили вделевание межкулисных пространств. Максимальное приращение влажности отмечалось у щелей в верхней части склона 11.9...20,1 мм,несколько меньше между щелями 12,5... 18, 9 н между лентамй щелей 1 Г. 1. ..11.4 мм.

Аналогично увлажнению почвы ведет себя и урожайность сельскохозяйственных культур.Сущест&ениая прибавка урожайности зеленой массы люцерны составила между щелями: в верхней части склона 46 ц/га.в средней части -33 и нижней части склоиа-42 ц/га:между лентами щелей-соответственно 9 ц/га.18 и 24 ц/1 а.

Среди комплекса мер борьбы с эрозией почв наиболее доступной и Дешевой оказывается почвозащитная обработка, главным элементом которой является позднеосеннее глубокое рыхление.Она направлена на регулирование плотности сложения пахотного слоя, разуплотнение Подпахотного слоя, улучшений водного и пищевого режимов почвы и др.

Сравнительную оценку почвозазитнсЧ роли позднеосеннего глубокого рыхления почвы проводили в производственных опытах колхоза "Друкба" Кантемнрооского района Воронежской области.Мелиоративное влияние позднеосеткего глубокого рыхления проявляется через улучшение влажности 'ттм;лсобяйно в засуасивые пс-риоди.Иаибольший влагосберггаадй иявя-шпея яря Глубо-

' 12 -

ком рыхлении почв-21... 34 мм,- выше. чем. по отвальной вспашке. По озимой пшенице увеличение влажности было незначительным.

Учет урожайности возделываемых культур показал.что глубокое рыхление позволяет повысить урожайность ячменя на 5.5 ц/га, сахарной свеклы-на 25; гороха-на 0.3 ц/га,-Высокая засоренность кукурузы, возделываемой на силос, и подсолнечника снизил,! урожайность этих культур соответственно на 10 и 2.6 ц/га.

'. ОСНОВНЫЕ выводы.

1. Применение, традиционной отвальной вспашки почв.несбалансированное внесение органических и.минеральных удобрений,комплекса почвозащитных мероприятий привели к усилению эрозионных процессов И дальнейшей деградации черноземов.Развитие эрозионных процессов вызвали снижение содержания гумуса на 25.. . 30%.калия и фосфора.ухудшение водно-физических свойств почв.

Низкие температуры воздуха в зимнее время и отсутствие снежного покрова из-за , частых оттепелей и метелей приводят к глубокому промерзанию почв зимой,а рано весной.при наличии снега, к усиленному стоку талйх вод и смыву почв.к снижению урожайности сельскохозяйственных культур по сравнению . с .ровными участками от 10 до 70%,в зависимости от степей^ смытости почв.

2. В условиях расчленённого рельефа И повсеместно развитой' во,:ной эрозии почв составным авено.м в системе Почвозащитных мег-роприятий является контурно-мелиоративная организация территории, при которой стокорегуларующие лесные полосу и кустарниковые кулисы являются базисными направляющ1ши линиями обработки почв поперек склона, снижающими поверхностный сток К смыв почвы,.потери питательных веществ и создающими условия расширенного воспроизводства плодородия.почв,базируясь-на оптимальной структуре посевных площадей,рациональном размещении полевых.и почвозащитных севооборотов,рабочих полей и участков при максимальном учете природных факторов. V :

3. На юге Воронежской области.. (Кантемйроский район) лесные полосы состоят из ясеня зеленого и. обыкновенного -41.6;", акации белой -23,3;клена ясенелистного -8,8, вяза-мелколистного -5,4 , дуба черешчатого -5,0л.Тополь бальзамический,как быстрорастущая порода, занимает, всего 10%. Но конструкции, они .распределяются следующим образом: плотные 31,7%,ажурные-30,3;продуваемые 27.3;

ааурцо-плоткис в ажурно-продуваемнз 113 от общей площади. Около 52% площади насаждений имеют оптимальны;! состав пород, обладает хорошим ростом,которые требуют улучшения конструкции.Устойчивые насакдения, полностью отвечающие своему назначению и не требующие улучшения конструкции, занимают 9,48.

4.В системе стокорегулирующих контурных лесных полос снега накапливается больше,чем на открытом пространстве, но его отложение неравномерное.В продуваемой лесной полосе из тополя гибридного снега накопилось в среднем 44 см,в шлейфовой и мёжшлей-фовон частях-соответственно 33 и 24 см.В плотной лесной полосе из акации белой высота снега была в среднем 50 см, что на 30 см» больше.чем на открытом пространстве.С уменьшением ширины лесной Полосы увеличивается дальность влияния на снегораспределение. При 10-рядкой лесной, полосе снежный шлейф был длиной 15 м с высотой снега 42- см, в 6-рядной-35 м при высоте снега 30 см.

5.Снежный покров на полях оказывает утепляющее воздействие. Для определения глубины промерзания почвы установлено уравнение множественной регрессии.учитывающей мощность снежного покрова и влажность 0-30 см слоя почвы перед уходом в зиму.Доля влияния влажности-Э?^. снежного покрова -3%.Пределы применимости уравнения; по мощности снежного покрова от 30 до 143 см и средней влажности 0 - 30 см слоя почвы от 25,9 до 47 %.

Созданные одно-двухрядные дрееесно-кустарниковые кулисы из смородины золотой через 50 н 100м способствовали равномерному распределению снега на межполосном пространстве,снигсенк» глубины промерзания почв.

6.Наивысшая водопроницаемость в теплш период за первый час была в лесной полосе под лохом узколистны;* 13. 9 мм/мин и на. участках с глубоким безотвальным рыхлением 5,3; несколько ниже

на зяби'-4,5 им/мин. Скорость. фильтрации по истечении' : ; с того часа была соответственно 4,1; 1,2 и 1,0 км/мин.По ложбине стока скорость- впитывания была 1.6 мм/мин. Выявлена низкая водопрошг-цаемость подпахотных горизонтов и дна канавы.Так,на глубина 25 см скорость впитывания за первый час составила 0,32 мм/пин,на. глубине 50 см - 0,20 и на дне канавы 0,23 мм/мин.Относительно устойчивая скорость фильтрации - 0-,04, 0,06 й 0,02 мм/мкн.Более высокая Набухающей способность обнаружена в образцах верхнего 0-20 см слоя почвы под лохом узколистным -23, б;', несколько ниже под дубом черешчаПй-21,7%. поз акацией к кленом • ясенелистнш

-соответственно 12.9 и 13.6%, что связано с содержанием гумуса и химическими свойствами почв.

7.На основе экспериментальных данных по учету смыва на продольно-прямых склонах крутизной от 2,5 до 6 градуссз и уклоном в рабочем направлении до 2 градусов была получена зависимость влияния крутизны"склона.длины линии стока и рабочего уклона на смыв почвы от лизневого дождя при влажное^.! почвы, близкой к наименьшей влагоемкостн, позволяющей проводить предварительную оценку интенсивности смыва почв.

8.Создание вала-канавы в местах концентрации стока по нижней опушке лесных полос усиливает мелиоративную роль полос путем увеличения площади подтопления в самих лесных полосах.Водо-.поглощение увеличивается в 1.6 раза.

9.Максимальное приращение влажности почв наблюдалось в зоне щелей 11,9. ..20,1 reí, несколько меньше между целями 12,5... 18,9 и лентами щелей 11,1... 11,4 мм.Учеличг ше влажности способствовало возрастанию урожайности зеленой массы люцерны г. верхней части склона на 46 ц/га, в.средней части-33 и нижней части склона-42 ц/га, между ленгами-соответственно 9 ц/га, 18 и 24 ц/га.

о Применение поздиеосеннего глубокого рыхления почв способс-. твовало повышению влажности метрового слоя почвы под посевам;; гороха на 34 мм,под кукурузой на силос-на 21...30 мм в сравнении с обычной, вспашкой.

10.Ежегодный экономический эффект от влияния стопорегулн-рувщих лесных полос составил .1,95. руб. на гектар пашни ( в ценах 1983 г.). Срок. окупаемости посла смыкания крон деревьев составит 11 лет.Применение поздиеосеннего глубокого рыхления в системе лесных-1 Полос обеспечило увеличение экономического эффекта на посевах сахарной свеклы -339 руб./га,ячменя -69,9, подсолнечника -45,гороха -21,3 и кукурузы на силос-0,7 руб./га.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1.В целях создания биологически устойчивых защитных лесных не ^аздеиий состав пород в них следует формировать с учетом их влияния на водопроницаемость почвы и лесорастительные условия из акации бело«., дуба черешчатого, вяза мелколистного, тополя бальзамического,смородины золотой,лоха узколистного и акации желтой.

2.В условиях расчлененного рельефа местности при высокой доли смытой пашни необходимо осуществить комплекс протнвоэрози-онных мероприятий,включающий контурно-мелиоративную организацию территории.стокорегулирующие лесные полосы ажурной конструкции с расстоянием между полосами 300 м (±50 м).глубокое позднеосен-нее рыхление почв в межполосном пространстве и в местах концентрации стока в ложбинах по нижней опушке валов-канав.

3.'На склонах выше 5 °а межполосном пространстве необходимо создавать, одно-двухрядные кустарниковые кулисы из смородины золотой, а также проводить щелевание почв с расстоянием между лентами щелей 5-10 м.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

о

1.Агротехническая эффективность щелевання эродированных черноземов // Вклад молодых ученых в интенсификации сельскохозяйственного производства в новых условиях хозяйствования: Материалы региональной науч.-практ. конф.молодых ученых. 17-19 мая 1339 г. -Воронеж.1989.-С.93-95 (в соавторстве).

2.Опыт применения безотвальной обработки почвы в хозяйствах Кайтемировского района Воронежской области.Вороиеа,Изд-во Коммуна.1990.-24 с.(в соавторстве). г

3.Снегонакопление и влажность почв в системе лесных полос сга ЦЧО // Проблемы зколога! в сельском хозяйстве:Тез.докл.зонального сейшара 5-8 марта 1390 г.-Пенза, 1990.-С. 111-113 {в соавторстве).

Эффективность оезотвадьиоа, обработки почв в зрозионпо-засуагаших условиях ггга ЦЧО // Проблемы экологии в сельском хозяйстве: Тез. докл. зонального семинара 5-6 марта 1990 г. -Пенза. .1990.-С. 114-116 (в соавторстве). .

5.Безотвальная обработка почв и ее эффективность в степной зоне СоронезсКоЯ области // Экологические аспзкта гюпользованнл почззниых ресурсов Молдаеин: Тез.докл.респ.кояф.12т13 паяя 1330 года.-КиЕйиеа,1390.-С.55-56 (в солптсрстзс).

в. Влагосберэгаюцзя роль безотвальной обработай почан // •Экояого-Меяиоратпвнив вопрос» зеялеустройстза. -Воронеа.1991; -С.71-77 (в соавторство). .

. . - 16 -

7.Влияние рабочего уклона на смыв почвы при ливневой эрозии // Эколого-мелиоративиые вопросы землеустройства. -Воронеж, 1991.-С.78-82 (в соавторстве).

С.Стокорегулирующая роль контурных лесных полос в условиях юга ЦЧО // Эрозиоведение: теория, эксперимент,практика-.Тез. докл. Всесоюз.науч.конф.26-28 декабря.-М.,1991.-с.167-168 (в. соавторстве).

9.Опыт применения безотвальной обработки почвы в степной зоне Воронежской области // Применение средств химизации и экологические проблемы в земледелии ЦЧЗ / Науч.тр. Воронеж, аграрный ун-т.1992.-С.116-123 (в соавторстве).

10.Стокорегулирующая роль лесных полос при контурно-мелиоративной организации территории в агроландшафтах степной зоны // Юбилейная конф^посвящ. столетию "Особой Экспедиции "В.В.Докучаева в Каменной степи:Тез.докл.-Воронеж,1992..-с.84-85.

И. Ресурсосберегающая технология обработки почв, ее внедрение и эффективность в хозяйствах Кантемировского рзйона Воронежской области.Воронеж, 1993.-20 с.(в соавторстве). '

12. Безотвальная система обработки почвы в степной зоне Во-роиеясзсой области // Научно-технический прогресс-сельскому хозяйству. Воронеж,1993.-С. 19-21, (в соавторстве).