Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние противоэрозионных обработок на водно-физические свойства дерново-подзолистой почвы и урожайность сельскохозяйственных культур

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние противоэрозионных обработок на водно-физические свойства дерново-подзолистой почвы и урожайность сельскохозяйственных культур"

1^6 Ол

1 5 НОЯ '^¿Московская ордена Ленина

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

На правах рукописи БЕЛОЛЮБЦЕВ Александр Иванович

ВЛИЯНИЕ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ ОБРАБОТОК НА ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

КУЛЬТУР

Специальность 06.01.01. — общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйствен IX наук

МОСКВА 1993

Работа выполнена на кафедре земледелия и методики опытного дела Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственны}* наук, профессор И. С. Кочетов.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Трегубов П. С., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Распутин О. А.

Ведущее предприятие — НПО «Подмосковье».

Защита дисседт^уш состоится « . . » 1993 года в /-Р. . . часов на заседании специализированного совета К 120.35.07 в Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К- А. Тимирязева.

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

С диссертацией можно < А.

Автореферат разослан

1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат сельскохозяйственных наук

В. И. Скоблина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Вопросы охраны природа и рационального использования земельных угодий» расположенных на склонах и подверженных процессам водной эрозии, в связи с дальнейшей интенсификацией земледелия Центрального района Нечернозёмной, зонн, преобретагг всё большее значение;

Полученные экспериментальные данные за последние года и экспертные оценки водной эрозии убеждают в том, что эрозионные процессы могут сохраниться и в перспективе даже усилиться. По данным Почвенного института им. В.В.Докучаева в Нечернозёмной зоне Российской. Федерации. 38 % пашни эродировано и 67 % эрозионноопасны1« Ежегодный скнв почвы составляет более 50 шн£. т., с которой теряется 1,0 млн. т. гумуса; 54,0 тыо. т. общего азота; 162,0 тыс. т. общего фосфора и 540,0 тыо. т. общего калия. . ■ .

Эффективная защита почв от^эрозии возмогиа только при применении комплекса щютивоэрозионных мер, в котором одно из первостепенных значений придаётся обработке почвн£ В современном почвозащитной земледелии изменяются многие е§ функции1. Выдвигалтся новые задачи повышения противоэрозионной устойчивости:, замедления шнерализации и накопления гумуса, использования стерневых остатков и соломы, уменьшения деформирующего разрушения почвы ходовыми системами машин и орудий.

Цель и задачи исследований. С целью- изучения закономерностей формирования я прохождения стока талахвод и эффективности почвозащитных мероприятий в его регулировании в условиях Нечернозёмной зоны Российской Федерации был заложен стационарный полевой опыт и поставлены ^дуящв задачи!

I. Установить роль метеорологических условий в развитии

эрозии почв.

2. Изучить влияние противоэрозионша обработок на поверхностный и внутрипочвенный сток, смыв почвы и продуктивность полевых культур.

3. Определять влияние протнвоэрозионных обработок на водный реюш склоновых земель и миграцию элементов питания.

4. Изучить агрофизические свойства, противоэрозионную устойчивость дерново-подзолистой среднеэродированной почвы и приёмы восстановления её плодородии,

5. Определить агро-экономическую эффективность протнвоэрозионных обработок почвы.

Научная новизна. В условиях Центрального Нечерноземья дана сравнительная почвозащитная оценка противоэрозионных обработок склоновых земель. Установлена зависимость интенсивности развития процесов водной эрозии от климатических условий предзимнего и зимнего периодов, как факторов формирования поверхностного стока талых вод. Наиболее эффективным почвозащитным приёмом в сложных почвенно-климатических условиях формирования и прохождения стока талых вод является щелевание проведённое по зяблевому фону при промерзании поверхности почвы на глубину 3-5 см. Определена высокая почвозащитная эффективность мульчирования поверхности почвы стернёй и измельчённой соломой.

Практическая ценность работы. Полученные результаты исследований подтверждают необходимость широкого применения противоэрозионных обработок на склоновых землях, что приводит к значительному сокращению эрозионных процессов, улучшению водно-воздушного, режима, и повышению продуктивности возделываемых , культур. При разработке системы удобрений для склоновых земель и природоохранных мероприятий необходимо-учитывать, что, с по- -..

поверхностным стоком вымывается основное количество элементов питания. Экономически выгоднее и экологически целесообразнее использовать пожнивные остатки на склоновых землях в виде муль-чиругацего слоя на поверхности почвы. Для снижения отрицательного влияния неустойчивых зим на процессы водной эрозии необходимо дополнительно проводить снегозадержание.

Апробация работы. Результаты исследований были использованы при написании рекомендаций "Водная эрозия почв и меры борьбы с ней в условиях Московской области" (1989 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2 статьи.

Объём габотц. Диссертация изложена на /26 страницах машинописного текста, включает 22 таблицы и 6 рисунков, состоит из введения, 4-х глав, выводов, списка литературы (194 наименования, из них 12 на иностранном языке).

, СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика проведения исследований. Исследования выполнены в 1990-1992 гг. в отделе разработки сиотем земледелия и животноводства ТСХА на стационарном полевом опыте, который был заложен в 1980 году в почвозащитном пятипольном севообороте во времени: овёо - ячмень с подсевом многолетних трав -многолетние травы первого года пользования - многолетние травы второго года пользования - озимая пшеница. Экспозиция склона -южная. Размещение вариантов методом организованных повторений. Изучались противоэрозиошше обработки почвы (Фактор А): I. вспашка на 20-22 см; 2. вспашка + щелевание на 40-50 см; 3. плоскорезная на 18-20 см + щелевание ; 4. плоскорезная + чи-. зелевание на 38-40 см; 5. поверхностная на 8-10 см + щелевание;

6. поверхностная. Фактор Б - крутизна склона 4° и 8°.

Предпосевная обработка почвы включала дискование для заделки удобрений и пожнивных остатков, культивацию и обработку РВК-3,6. На вариантах включающих плоскорезну» обработку в сочетании с щелеванием и чизелеванием основная обработка почвн проводилась ПЩН-2,5. Щелевание по вспашке и поверхностной обработке проводилось при устойчивом промерзании почвы на глубину 3-5 см. Для усиления противоэрознонной эффективности поверхностной обработки после I укоса многолетних трав 2-го года пользования применяли, чнзелевание на 38-40 см. плугом ПЧ-4,5, Ы. Для повышения почвозащитной способности изучаемых противоэрозионных обработок почвы и более эффективного использования пожнивных-остатков в 1990 и 1991 гг. дополнительно применялось мульчирование поверхности почвы измельчённой соломой,

Общая площадь делянок 1-го порядка <11,5x240 = 2760 м2) , учётная - (.4,2X240 = 1006 нР); 2-ГО порядка - общая (11,5x120 = « 1380 »£), учётная - <4,2x120 = 504 ы2). Швдадь стоковых площадок 1200 V?. Дая изучения ваутрипочвенного стока заложены стационарные водобалансовые площадки (200

Анализы проводилась по соответствующим методикам и ГОСТам.

I * - ■

Программа исследований включала: измерение мощности снежного покрова и количества влаги в нём, глубины промерзания и оттаивания почвы, учёт поверхностного и внутрипочвенного стока, определение смыва почвы по мутности стоковой воды и объёму водорога, содержание в продуктах твердого.и жидкого.стока питательных адамантов, а.также определение макро- и ышфоагрегатно-го составов, твёрдости, плотности, влажности, водопроницаемости почвы, урожайности, экономической эффективности возделываемых культур. Образцы отбирали по горизонтам 0-10, 10-20, 20-30 и •30-40 см. . - : V .

Роль метеорологических условий в развитии эрозии почв

• На формирование поверхностного стока талых вод оказывают влияние внешние и внутренние факторы, которые находятся между собой, в неразрывной связи (рис.1). Каждый год выделяется ведущий фантор формирования и качественные характеристики стока сильно меняются.

В период проведения исследований основное влияние на формирование поверхностного зтока талых вод оказали

Уровень солнечной радиации

пемпература воздуха и >садкя, изменения кото->ых нарушили всю цепь ¡заимо связей факторов ¡тока, их количвствон-ж и качественные арактернстякд, что; определило условия го формирования и рохоидения.

Зашив периоды 990-1992 гг. харак-эризовались как неус-зйчивне, с частыми июжшгелышш темпе-щурами и продолжи-¡льшшй оттепелями, среднем температура 1здуха была на 5-6°С

Поверхностный сток талых вод

Рис.1. Схема взаимосвязей факторов поверхностного стока.

выше, а количество выпавших атмосферных осадков на 35-40 мы ниже нормы. Это приводило к интенсивному таянию снега и форми ровашда промежуточных стоков, а чередование о отрицательными температурами способствовало значительной нейтрализации щелей льдом, разрушению под действием обильной влаги и переладов температур структурных образований почвы и следовательно, усилению процессов эрозии.

Таблица I

Влияние противоэрозионных обработок на поверхностный сток и смыв почвы.

1Промерзание!Запаси воды! Сток, 1 Смыв почвы, Вариант 1почвы к на-!в снеге +1 !

Ьлу стока, см (осадки, мм ! мм Г т/га

обработки!------!---- - -I------!------

! 1983-11990-! 1983-11990-! 1983-! 1990-! 1983- Г1990-11988 11992 !1988 11992 11988 11992 11988 11992 I ГГ. | ГГ. I ГГ. I ГГ. | ГГ. ! ГГ. | гг. Г гг.

Крутизна склона - 4°

Вспашка 63 25 110,7 36,3 17,? 4,3 0,09 0,66

Вспашка +

щелеваше 49 26 108,3 35,9 9,4 2,9 0,04 0,44

Поверхностная 56 19 III,3 37,2 18,3 4,4 0,09 0,64

Крутизна склона - 8°

Вспашка 68 34 103,7 33,9 34,0 14,7 0,31 1,08

Вспашка +

щелввание 57 35 102,1 34,2 19,3 12,8 0,14 0,91

* ч..> . •

Поверхностная 60 26 105,5 35,4 43,7 15,8 0,49 1,25.

В таблице I приведена сравнительная характеристика показателей поверхностного стока и смыва почвы двух периодов -1983-1988 гг,, когда зимы были относительно благополучными, и за исследуемый период - 1990-1992 гг., когда зимы были крайне неустойчивыми. За исследуемый период при значительно меньшем

(в 1,5-4,1 раза) объёме стока талых вод наблюдалось резкое увеличение (в 2,5-11,0 раз) потерь смытой почвы.

Влияние противоэрозионных обработок на поверхностный сток и смыв лочви

В сложных лочвешо-ялигатичоских условиях формирования поверхностного стока талых вод изучаемые протнвоэрозионные обработки почвы оказали различное влияние на количественные характеристики эрозионного процесса (табл.2).

Щелевание зяби, проведённое при устойчивом промерзании почвы на 3-5 см на вспашке и поверхностной обработав было более эффективным почвозащитным приёмом. Оно позволило уменьшить, сток талых вод на склоне крутизной 4° в 1,3-1,5 раза а сшв почвы в 1,3-1,6 раза и в 1,1-1,3, 1,1-1,4 раза соответственно, на склоне крутизной 8° по сравнению о другими изучаемыми обработками. Шксшальный сток талых вод (19,2 мм) при коэффициенте стока 0,58 и сшв почвы (1,82 т/га) отмечен на склоне крутизной 8° при поверхностной обработке, а минимальный, 'соответственно - 4,4 мм, 0,13 и 0,65 т/га на склоне крутизной 4° при вспашке о щелеванием. 0.увеличением крутизны склона о 4° до 8° сток талых вод возрастал в 2,5-3,3 раза а сшв почвы в 1,6-2,0 раза. .

• Благодаря высокой почвозащитной эффективности посевов озимой пшеницы возделываемой в опыте в 1989-1990 гг. и хорошей водопоглотительной способности почвы в период стока были полностью предотвращены потери почвы на склоне крутизной 4°, а на склоне крутизной 8° при значительной интенсивности сне- . готаяния (свыше 10 щ/сутки), максимальный смыв почвы, отмеченный при поверхностной обработке с щелеванием, составил лишь 160 кг/га, что в 11,4 раза меньше чем максимальный сшв по

зяблевому фону.

Влияние цротивоэрозионннх обработок на поверхностный . сток и смыв почвы, В среднем за 1990-1992 гг, :

(.Промер-! Запасы! Продол-! Интен- ! !Коэф- Г Вапиаш» * зание !воды в!житель-! сквнооть! Сток,!фици- !Смыв

^ !почвы к!снеге+1ность }онего- 1мм Гент !почвы,

пЛппЛл-гу-и^началу !осадки!стока, 1®аяния, ! ■ 1 стока ! т/га

00ра00тка1стока, ! мм 1сутки Гмл^тски! ! !

I см II! ! I !

. Крутизна склона - 4° .

Вспашка 26 36,3 3 12,1 4,3 0,12 0,65 Вспашка +

щелевание 26 35,9 3. 12,0 2,9 0,08 0,44 Плоскорезная

+ щелвьшше ' 27 37,3 4 9,3 4,7 0,13 0,69

Плоскорезная , : .

+ чизелевание 21 37,4 3 12,5 4,5 0,12 0,65

Поверхностная

+ щелевание 21 36,4 2 18,2 3,2 0,09 0,49

Поверхностная 19 37,2 4 9,3 4,4 0,12 0,64 Крутизна склона - 8°

Вспашка 34 33,9 7 4,8 14,7 0,43 1,06

Вспашка + , - " •

щелевание 35 34,2 6,5 6,3 12,8 0,37 . 0,91 Плоскорезная

+ щелевание 34 36,0 / 7 5,1 15,9 0,44 1,14 Плоскорезная V ■

+ чизелеванив 30 36,4 7 5,2 15,0 0,41 1,18 Поверхностная

+ щелевание 27 34,4 6,6 5,3 14,6 0,42 1,04

Поверхностная 26 35,4 7 . 5,1 15,8 0,45 1,25

нср05 ~ . " ~ " 4,34 - 0,56

В среднем за 1990-1992 гг. смыв почвы на склоне крутизной 8° был в 1,7-2,1 раза вше, чем на склоне крутизной 4°, при нал-

больших её потерях на поверхностной обработка (1,25 т/га), а сток талых вод соответственно - 3,5-4,5 раза, при максимальных его значениях на поверхностной обработке и плоскорезной о щелеванием (15,8 и 15,9 мм).

С уменьшением крутизны склона вдвое промерзание почвы снижалось на 7-9 см, а оттаивание наступало на 3-4 дня раньше, что имело ббльшое значение в снижении поверхностного стока.

Анализ эрозионных процессов при дополнительном мульчировании показывает, что чем меньше измельчённая солома смешивается с почвой и чем больше покрыта её поверхность, тем почва устойчивее к смыву талыми водами. Наибольшая почвозащитная эффективность мульчирования отмечена на плоскорезных обработках в сочетании с щелеванием и чизелеванием.

Влияние противоэрозионннх обработок почвы на миграцию химических элементов

Проведёнными исследованиями установлено, что потери питательных веществ сБнутрипочвенннм горизонтальным стоком и о просачивающимися водами аа пределы дорнеобитаемого слоя невелики и составляют от 11,5 % до 23,1 % от общих потерь, и немогут оказать вредного влияния на окружающую среду. Значительно больше выносится хшшчаских элементов с поверхностным стоком, что и гораздо опаснее в экологическом отношении.

Сложные предзимние периоды, малоснежные зимы, формирование промежуточных стоков - оказали заметное влияние на величину потерь элементов питания с поверхностным стоком и затруднили выявление зависимости этих потерь от изучаемых факторов (табл.3).

За период исследований наибольшие суммарные потери изучаемых элементов питания (70,6 кг/га) отмечены при плоскорезной

обработке с чизеле шинам на склоне крутизной 8°, яаименыпяе (11,6 кг/га) ** вря эспашкя с «одеванием иа склоне крутизной 4°.

Таблица 3

Влияние иротивоэроаионных обработок на вынос химических элементов с поверхностным стоком талых вод, кг/га, Б средней за 1990-1992 гг.

Вариант ¡ Всего"}_____I _ l^V.....

обработки! сшто,!.,.. ,,Jn л I и л } л {»/лЛ

_______\H_i°¿j/¿¿Ж

Крутизна склона - 4o

Вспашка ü3,12 ОДУ 0,1? 1,20 3,07 6,31 12,18

Вснащка

>-щелевание 11,59 0,17 0,18 0,83 1,35 2,54 6,52

Идоскорезная

i щелевание 30,12 0,45 0,30 2,04 3,72 7,59 16,02

. Плоскорезная

+ чизелеьаиио 29,51 0,52 0,36 2,22 3,63 7,75 15,03

Поверхностная

+ щелевание 14,03 0,19 0,12 0,88 1,77 2,55 9,32

Поверхностная 25,66 0,54 0,37 2,67 2,85 5,69 13,54

Крутизна склона - 8°

Вспашка 66,43 1,12 0,42 2,36 8,62 15,27 38,64 Вспашка

+ щелевание 50,01 0,96 0,41 2,16 6,66 9,69 30,13

Плоскорезная

+ щелевание 54,09 1,0? 0,48 2,55 6,90 13,17 29,92 Шюскореэнад

+ чизелевание 70,62 1,42 0,44 3,27 11,10 16,59 37,80

Поверхностная

+-щелевание 58,44 1,14 0,46 2,75 7,?2 12,80 33,57

Поверхностная 51,75 1,06 0,36 3,42 4,62 13,36 28,93

Щелевание и чизелевание проведённые соответственно по вспашке и поверхностной обработке (под посев, озимой пшеницы) на склоне

крутизной 8° способствовали наиболее заметному снижению потерь элементов питания по отношению к другим изучаемом вариантам склона, соответственно в 1,1-1,4 раза и 1,1-1,3 рапа.

Вынос химических элементов на вспашке с щелованясм и поверхностной с щелеванием на склоне крутизной 4° бил в сродним в 1,5-3,0 раза меньше чем на других обработках почвы изучаемого склона.

С удвоением крутизны склона с 4° до 8° потеря хтвдичоскях элементов с поверхностным стоком возрастали в среднем в 2,9 раза.

Содержание нитратного и ашиачного азота в стоковой воде при весеннем снеготаянии было незначительным. Это обусловлено высокой подвижностью данных форм азота в почве и их значительным вымыванием из неё еще в предзимние и зимние периода. Наименьшие потери отмечены и фосфора, но в отличии от азота фосфор в почве малоактивен и вынос его тешам водяш незначителен. Следовательно потери фосфора из почвы почти но зависят от условий формирования стока и мало зависят от способа обработки 'почвы. Содержание кальция, калия, углерода, нитратного азота в снеговой воде на мульчированных вариантах (особенно на плоскорезной с щелеванием и плоскорезной с члзелвванием) заметно выше чем на других изучаемых обработках. Это, видаю, обусловлено тем, что кроме выщелачивания химических веществ из почвы происходит также освобождение их во время снеготаяния и из растительных остатков.

Питательные элементы на дерновоподзолистах среднеэродиро-ванных почвах в зависимости от обсолютной величины потерь о по-верхостным стоком можно расположить в следулцем порядке: сера> углерод > хлор > кальций > магний > калий > натрий > нитратный

азот > аммиачный азот > фосфор.

Влияние противоэрозионных обработок на водный режим почвы и влагообеспеченность полевых культур

Исследованиями установлено, что .водопроницаемость почвы на плоскорезной с чизелеванием и поверхностной обработках, в среднем за 1990-1992 гг., была вше на склоне крутизной 4° в 1,1-1,3 раза, на склоне крутизной 8° в 1,2-1,3 раза по сравнению е другими изучаемыми обработками почвы. Однако,.свои коррективы в накопление влаги в почве внесли сложные предзимние и зимние периоды, когда происходило основное её пополнение, и соотношение влагоза-пасов по изучаемым обработкам было несколько иным (табд.4).

В условиях 1990 года запасы почвенной влаги формировались в

зимне-весенний период с дополнительным увлажнением во время веге-, «

тации озимой пшеницы. Тёплая зима во многом нивелировала влияние изучаемых противоэрозионных обработок на запасы почвенной влаги в этот период. К возобновлению вегетации озимой пшеницы, щелева-ние при поверхностной обработке склона крутизной 4° и при вспашке склона крутизной 8° способствовало дополнительному накоплению (от 4,9 до 16,5 мм) влаги в слое почвы 0-100 см.

В условиях опыта 1991 года' основное количество влаги поступило в почву за счёт выпавших в течении осени большого количества осадков. Наиболее благоприятный водный резким в начале вегетации растений овса отмечен на плоскорезной и поверхностной обработках усиленных щелаванием, где содержание влаги в почве было от 1,5 до 20,3 мм выше, чем на других изучаемых обработках. Наиболее экономно расходовалась влага растениями овса в период вегетации на вспашке и поверхностной обработке.

Влияние прогивоэрозионных обработок на запасы влаги в слое почвы 0-100 см, в мы. В среднем за 1990-1992 гг.

Вариант | При 1 ! Перед 1 После 'вегетация культур

обработки :щелевании| ! ___!'. стоком ! стока 1 | начало г 1 конец

Крутизна склона - 4°

Вспашка 318,3 333,3 341,4 325,6 288,0 4

Вспашка + щелевание 330,? 330,0 341,1 323,2 282,4

Плоскорезная + щелевание 332,6 336,8 345,2 328,9 289,3

Плоскорезная + чизелевание 326,7 329,8 344,0 332,1 288,7

Поверхностная + щелевание 337,5 337,2 347,5 336,8 287,5

Поверхностная 331,3 341,3 345,0 327,2 283,3

Крутизна склона - 8°.

Вспашка 307,7 330,9 337,2 312,7 272,1

Вспашка + щелевание Плоскорезная + щелевание 322,1 330,9 347,8 "327,4 336,7 332,£ 318.3 313.4 279.8 272.9

Плоскорезная + чизелевание 308,0 343,0 341,4 312,2 280,9

Поверхностная + щелевание1 331,5 368,0 348,8 321,0 273,4

Поверхностная 324,5 367,6 356,5 312,2 277,4

При возделывании ячменя с подсевом многолетних трав влаго-запасы почвы формировались в октябре месяце, а дополнительное количество воды поступило в почву в период весеннего таяния снега. Наиболее полное обеспечение влагой растений ячменя в начале вегетации было на вариантах плоскорезной обработки о чизелеванием

на склоне крутизной 4° и поверхностной с щелеванием на склоне крутизной 8°, что на 8,3-22,6 ым и 10,6-17,0 мм соответственно больше, чем на других изучаемых вариантах.

В среднем за три года исследований более высокие запасы влахи в метровом слое почвы имела поверхностная обработка с щелеванием.

Действие дротивоэрозионных обработок на агрофизические свойства почвы и урожайность полевых культур

В условиях опыта 1990-1992 гг. существенных различий в плотности почвы на изучаемых противоэрозионных обработках не отмечено. Обильные осадки осенних периодов 1990 и 1991 гг., заметно уплотнившие почву и не позволившие провести основные обработки в оптимальные агротехнические сроки, сложная весна 1991 года, засуха 1992 года оказали значительное отрицательное влияние и на разуплотняющую способность противоэрозионных обработок и в целом на физические свойства почвы. Лтъ в условиях 1989-1990 гг. при возделывании озимой пшеницы наблюдалась высокая разуплотняющая эффективность изучаемых обработок почвы, особенно на вариантах где применялось чизелевание (табл.5).

Высокая твёрдость почвы отмечена по плоскорезной обработке с щелеванием изучаемых склонов, что видимо связано с наиболее слабым крошением обрабатываемого слоя безотвальным орудием. Несколько болнпее влияние на снижение твёрдости оказало щелеванке и чизелевание на склоне крутизной 8°, проведённые соответственно по вспашке и плоскорезной обработке. Показатели твёрдости других изучаемых вариантов существенно не различались между собой.

Влияние противоэрозионных обработок на агрофизические свойства почвы. Слой 0-40 см. В среднем за 1990-1992 гг.

Вариант

обработки

!Плот- [Общая !Твёр- !Коэффи-

Iиость !порис- {дость !циент

1почвы,!тость, !почвы, 1струк-

¡г/см3 ( % ¡кг/см5 |т^ос-

!Сод-ше !пыли и {агрега-!тов<0,25 I мм

\% водо-!прочных {агрега-I тов !

Крутизна склона - 4°

Вспашка 1,44 44,6 37,5 2,52 4,1 39,9

Вспашка + щелевание 1,44 44,8 37,9 2,47 4,3 39,5

Плоскорезная + щелевание 1,44 45,0 39,2 2,46 3,7 37,9

Плоскорозная + чизелеванне 1,43 45,1 38,8 2,53 3,8 40,2

Поверхностная +' щелевание 1,43 45,2 38,6 2,63 3,5 41,3

Поверхностная 1,42 45,7 37,9 2,89 3,6 42,5

Крутизна склона - 8°

Вспашка 1.47 43,8 43,4 2,15 3,7 36,1

Вспашка + щелевание 1.47 43,7 41,9 2,12 2,7 36,5

Шюскорезная + щелевание 1,48 43,4 43,0 2,14 2,6 37,5

Плоскорезная + чизелевание 1.47 44,0 41,7 2,15 2,7 37,6

Поверхностная + щелевание 1.47 43,6 42,4 2,29 2,6 37,9

Поверхностная 2,46 44,1 42,2 2,42 2,9 36,7

НСРпб 0,019 0,64 • 3,56 0,13 - 2,99

В среднем, за три года исследований структурное состояние почвы по изучаемым обработкам было в целом хорошим, что связано с возделыванием в севообороте многолетних трав. Наибольшее количество агрономически ценных агрегатов содержалось при поверх-

постной обработке изучаемых склонов, где коэффициент структурности был на 5,4-14,9 % выше чем на других вариантах обработки . почвы. С удвоением крутизны склона отмечено снижение коэффициента структурности на 13,0-16,3 %.

На склоне крутизной 4° наиболее устойчивой к воздействию влаги отмечена почва при поверхностной обработке (42,5 %), менее устойчивой - при плоскорезной обработке*с щелеванием (37,9 %). С увеличением крутизны склона водопрочность почвенных агрегатов снижалась (на 7,8 %), при минимальных её значениях на вспашке и поверхностной обработке (36,1 и 36,7 %).

В период наблюдений мульчирующая обработка не оказывала существенного влияния на агрофизические свойства почвы..

Противоэрозионные обработки оказали неравнозначное влияние на урожайность озимой пшеницы, овса и ячменя с подсевом много~ летних трав (табл.6).

Наибольшая урожайность зерна озимой пшеницы отмечена на склоне крутизной 8° при поверхностной обработке о щелеванием (43,7 ц/га), на склоне крутизной 4° - при вспашке (43,3 ц/га), наименьшая (39,3 и 39,9 ц/га) - при поверхностной обработке изучаемых склонов. Урожайность на других вариантах существенно не различалась между собой.

Если на склоне крутизной 8° показатели урожайности зерна овса на изучаемых вариантах были близки по значению, то с уменьшением крутизны склона эти различия были более заметными. Максимальный урожай получен при вспашке (27,4 ц/га) и поверхностной обработке с щелеванием (27,2 ц/га), а минимальный (24,5 ц/га) -при поверхностной обработке.

Влияние засухи в период вегетации ячменя с подсевом многолетних трав не позволило реализовать весь биологический потенциал

продуктивности этой культуры. В этих условиях на склоне крутизной 8° существенных различий в показателях урожайности зерна ячменя не отмечено. На склоне крутизной 4° влияние изучаемых противоэро-.. зионных обработок было более заметным, где максимальный выход продукции получен на поверхностной обработке (17,2 ц/га), а минимальный (13,8 ц/га) - на плоскорезной обработке о щелавашем.

Таблица 6

, Влияние противоэрозионных обработок на урожайность \ полевых культур, о/га.

(Озимая ! Овёс, ! Ячмень, !В среднем за Вариант !пшекица, ! ! 11990-1992 гг.

I 1990 г. ! 1991 г. I 1992 г. !ц. корм. ед.

■ обработки!- - -______ | 8° --- ¡ 4° ! ' оО ! 8 -!--- 1 ! яо 1 4° [ 8°

Вспашка 43,3 40,7 27,4 27,2 15,7 20,3 32,2 32,8

Вспашка + щелевание 42,7 41,5 24,8 27,7 15,1 18,9 30,9 32,8

Плоскореаная + щелевание 40,9 41,3 26,0 27;6 13,8 18,2 30,1 32,4

Цлоскорезная + чизелевание 39,7 41,8 25,9 26,6 14,5 19,3 29,8 32,7

Поверхностная + щелевание - 41,4 43,7 27,2 26,9 16,2 19,7 31,6 33,7

Поверхностная 39,3 39,9 24,5 28,2 17,2 19,7 30,2 32,7

НСРдд 2,96 2- |05 1.98 2,01

НСР^ .. 1,71 1,1В 1,14 1,16

\В сложных почвенно-климатических условиях, сложившихся в период проведения исследований, влияние агрофизических факторов (коэффициента структурности, водопроницаемости, водопрочнооти), определяющих противоэрозионную устойчивость почвы, на урожайность полевых культур было невысоким: множественный коэффициент корре-

ции достигал в 1990 году - 0,74, в 1991 году - 0,65, в 1992 году - 0,84. Зависимость урожая от агрофизических свойств почвы (плотности, твёрдости, структурности, содержания пыли и агрегатов диаметром менее 0,25 мм, общей пористости) более заметное: множественный коэффициент корреляции составлял в 1990 году - 0,90, в 1991 году - 0,64 и в 1992 году - 0,95.

Агротехническая и экономическая эффективность противоэрозионных обработок почвы

В среднем за года исследований максимальный выход продукции (33,7 ц корм, ед./га), чистый доход (271,16 руб/га) и уровень рентабельности (135,1 %) при меньших производственных затратах (200,64 руб/га) и себестоимости I ц корм. ед. (5,95 руб) отмечены при поверхностной обработке с ¡целованием на склоне крутизной 8°. С уменьшением крутизны склона вдвое по данной обработке отмечено снижение (на 10,7 %) чистого дохода, (на 10,5 %) уровня рентабельности и увеличение (на 6,1 %) себестоимости. Высокий выход продукции и чистого дохода получен на изучаемом склоне и по вспашке, но бо'лыпие производственные затраты (на 4,4 %) ш себестоимость I ц корм. ед. (на 2,6 %) снизили (на 4,6 %) уровень рентабельности этого варианта по отношению к поверхностной обработке с щелеванием. Хорошие экономические показатели на склоне крутизной 8° получены при поверхностной обработке, но из-за слабой почвозащитной способности црименение её на данном склоне не целесообразно.

вывода

I. В условиях Центрального района Нечернозёмной зоны интенсивность эрозионных процессов на пахотных землях, кроме прочих

факторов, определяется характером предзимнего и зимнего периодов, состоянием поверхности почвы в период формирования и прохождения зтока талых вод, мощностью снежного покрова, наличием растительного покрош и пожнивных остатков.

2. Неустойчивые зимы с частыми положительными температурами я продолжительными оттепелями способствуют резкому увеличению интенсивности эрозионных процессрв.

3. Максимальный сток талых вод и смыв почвы отмечен при ч поверхностной обработке на склоне крутизной 8°. За годы исследований сток талых вод и смыв почвы на склоне крутизной 4° соот- . ветственно составили: по вспашке - 4,3 мм, - 0,66 т/га; по вспашке с щелеванием - 2,9 мм, - 0,44 т/га; по плоскорезной с щелеванием - 4,7 мм, - 0,69 т/га; по плоскорезной с чизелеванием

4,5 мм, - 0,65 т/га; по поверхностной с щелеванием - 3,2 мм, -0,49 т/га и по поверхностной - 4,4 мм, - 0,64 т/га. С увеличением крутизны склона сток талых вод и смыв почвы соответственно возрастали: при вспашке - на 10,4 мм и 0,42 т/га, при вспашке о щелеванием - на 9,9 мм и 0,47 т/га, при плоскорезной с щелеванием - на 11,2 мм и 0,45 т/га, при плоскорезной о чизелеванием -на 10,5 мм и 0,53 т/га, при поверхностной с щелеванием - на 11,4 мм и 0,55 т/га, при поверхностной - на 11,4 мм и 0,61 т/га. Посевы озимой пшеницы оказали заметное положительное влияние на снижение интенсивности процессов эрозии.

4. Наибольшие потери химических элементов из почвы о поверхностным стоком талых вод отмечались на склоне крутизной 8°: при вспашке - 66,4 кг/га, при вспашке с щелеванием - 50,0 кг/га, при плоскорезной с щелеванием - 54,1 кг/га, при плоскорезной с чизелеванием - 70,6 кг/га, при поверхностной с щелеванием - 58,5 кг/га, при поверхностной - 51,7 кг/га. С уменьшением крутизны склона

до 4° потери химических элементов снижались соответственно в 2,8; - 4,3; - 1,8; - 2,4; - 3,9 и 2,0 раза. Основное количество элементов питания (до 76 % от общих потерь) смывается поверхностным ■ стоком талых вод, что необходимо учитывать при использовании системы удобрений, о целыо снижения их потерь от вымывания и. в природоохранном отношении.

5. Щелевание по вспалпсе и поверхностной обработке, проведённое прн промерзании поверхности почвы на глубину 3-5 см по зябле-воаду фону, оказалось наиболее эффективным почвозащитным приёмом

в сложных условиях формирования поверхностного стока талых вод.

6. Цульчирувдий слой из стерни и измельчённой соломы на плоо-корезных обработках с щелвванием и чизелеванием способствует в осенний период накоплению и сохранению влаги в почве, раннему зимнему снегонакоплению, более равномерному его распределению по . поверхности почвы, благоприятным тешам таяния снега. Мульчирующий слой сыграл важную почвозащитную роль, при этом мутность стоковой воды на единицу её объёма была минимальной по отношению к аналогичным показателям других изучаемых вариантов обработки почвы.

7. Щелевание и чизелевание способствовали заметному увеличению водопроницаемости почвы, что позволило усилить её водопогло-тительную способность и дополнительно накопить влагу в метровом • слое почвы. ' -

8. Проведение щелевания по поверхностной обработке и чизеле-вания по плоскорезной и поверхностной (под посев озимой пшеницы) оказало благоприятное влияние на агрофизические показатели: снижало твёрдость слоя 0-30 см и величину плотности, улучшало структурное состояние почвы и её водоцрочность. •

9. Максимальный выход продукции в ц корм. ед. с I га, чистый доход и уровень рентабельности, при незначительных затратах труда

средств и минимальной себестоимости подучен на склоне крутиэ-ой 8° при поверхностной обработке почвы усиленной щелвванном, учите экономические показатели на склоне крутизной 4° имеет оверхностная обработка о щелеванием и вспашка.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1, На склонах крутизной до 4? целесообразно чередование оверхностной обработки о щелеванием и обычной вспашки, в защ-имости от конкретных условий года и возделываемой культуры, на клонах крутизной более 4° - применять поверхностную обработку щелеванием на глубину 40-50 см, о расстоянием между щелями 3-4 м.

2. В целях снижения отрицательного влияния неустойчивых зим 1 процессы эрозии почвы необходимо:

- проводить нарезание щелей после устойчивого промерзания эчвы на глубину 3-5 см;

- проводить дополнительные мероприятия по увеличению мощноо-I снежного покрова на полях. >

. 3. Ддя усиления противоэрозионной: устойчивости поверхности 5чвы н защиты от неблагоприятных метеорологических факторов, а 1кже улучшения агрофизических и других свойств почвы применять гльчирование измельченной соломой и другими растительными оотат-1ми из расчёта не менее 2,5 т/та.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации .

1. Водная эрозия почв и меры борьбы о вей в условиях Мооковской области / И.П.Макаров, И.С.Кочагов, В.Н.Ооипов, А.И.Бвлолюбцев и др. - М., 1989. - 48 о.

2. Кочетов И.С., Осипов В.Н., Белолюбцав А.Й. Вкономичеокая эффективность противоэрозионной обработки почвы склоновых земель в условиях Центрального Нечерноземья / Окультуривание почв: научные основы, опт и направления. - М,: Агропромиздаг, 1992. - С. Ц