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"

Л'3^88 3

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 сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1993

'ИиЪ'э

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 сельскохозяйственных наук, профессор И. С. Кочетов.

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

Ведущее предприятие—НПО «Подмосковье»

Защнта диссертации состоится « 1593 года в ¡Э часов на заседании специализирован-

ного 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 ознакомиться в ЦНБ^РСХА

Автореферат разослан «V » 1993 г

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат сельскохозяйственных наук

В. И. С .облнна

■ . ОБЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ:

Актуальность проблемы; Вопросы охрана природы к рационального использования земельных угодий; расположенных на склонах' ,

экспертные оценки водной эрозии убеждают в том, что эрозионные процессы могут сохранило*и » перспективе даже усилиться. Поданным Почвенного институтаим; В.В.Докучаева в Нечернозём-

нойзоне Российской Федерации. 38 % пашни эродировано и 67 % эрозионноопасны£ Ежегодный смыв почвы составляет более 50 млн;

г*

т., о которой теряется 1,0 млн. т. гумуса; 54,0 тыс* г, общего азота; 162,0 тыс~. т. общего фосфора к 540,0 тыо. т. общего калия. -

. Эффективная защита почв от эрозии возможна только при применении комплекса противоарозионных мер, в котором одно яэ -первостепенных значений придаётся обработке почвы; В современной почвозащитном земледелии изменятся многие её функции1. Выдвигаются новые задачи повышения цротивоэрозиокной у стойчи- : воотк, замедления минерализации х накопления гумуса, использования стерневых остатков и ооломы, уменьшения деформирующего разрушениялючвы хвдовыми оиотешми шпшн и орудий.

Цель и задачи исследований.■С цель» изучения закономер- ■ ностей формирования и прохождения стока талах вод и эффектив- ' ности почвозащитных мероприятий в,его регулировании в условиях , Нечернозёмной зоны Российской Федерации был заложен стационар-; 'ннй. полевой опыт и поотавлены слвдуицие задачи;

■ I. Установить роль метеорологических условий в развитии

• ЦЕНТРАЛЬНАЯ

научная еи&яиотек*

Моск. свдьскохоз «*пдямя|г

эрозии почв.

2. Изучить влияние противоэрозионных обработок на поверхностные и внутрипочвенный сток, смыв почвы и продуктивность полевых культур.

3. Определить влияние противоэрозионных обработок на водный режим склоновых земель и миграцию элементов питания.

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

5. Определить агро-акономическую эффективность противоэрозионных 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 проведенное по зяблевому фону при промерзании поверхности почвы на глубину 3-5 см. Определена высокая почвозащитная эффективность мульчирования поверхности почвы стерней и измельченной 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 повшению продуктивности возделываемых культур. Яри разработке системы удобрений для склоновых земель и природоохранных мероприятий необходимо учитывать, что с

поверхностным стоком вымывается основное количество элементов питания. Экономически выгоднее и экологически' целесообразнее использовать пожнивные остатки на склоновых землях в виде мульчирующего слоя на поверхности почвы. Дня 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 о ней в усжвиях Московской области" (1989 г.). >

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2 статьи Объём работы. Диссертация изложена на /Д 6 страницах машинописного' текста, включает 22 таблицы и 6 риоунков, состоит из ввэдения,-4-х говв^ выводов,, списка литературы (194 наименования^ из них 12 на иностранном языке). .

• ; . СОДЕРЖАНИЕ РАВОТИ .-V.\-> ^' V V

' Условия и методика проведения исследований. Исследования выполнены в 1990-1932 гг.в отделе разработки сиотем земледелия, и животноводства ТСЗСА на стационарном: полевом опыте, кото- / рый был заложен в 1980 году в почвозащитном пятипольном севообороте во времени: овёс - ячмень о подсевом многолетних трав — многолетние травы первого года пользования - многолетние травы второго года пользования - озимая пшеница; Экспозиция склона -южная. Размещение вариантов методом организованных повторений., • Изучались противоэрозионные обработки почвы (Фактор А) г;, I. вспашка на 20-22 см; 2. вспашка + щелевание на 40-50 см; З. плоскорезная на-1&-20 см + щелевание;;_4. ююскорезная +,чи-"; зелввание 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 ЕВК-3,6. На вариантах включающих плоскорезную обработку в сочетании о щелеванием и чизелвванием основная обработка почвы проводилась ПВД-2,5. Щелевание по вспашке и поверхностной обработке проводилось при устойчивом промерзании почвы на глубину 3-5 см. Для усиления противоэрозионной эффективности поверхностной обработки после I укоса многолетних трав 2-го года пользования применяли чизелевание на 38-40 см. плугом ПЧ-4,5, М. Для повышение почвозащитной способности изучаемых цротивоэрозионных обработок почвы и более аффективного 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 а 1006 м^); 2-го порядка - общая (11,5x120 ■ « 1380 м2), учётная - (4,2x120 =» 504 м2). Площадь стоковых площадок 1200 1?. Для изучения внутрипочвеыного стока заложены стационарные водобалансовые площадки (200 и?).

Анализы проводились по соответствующим методикам и ГОСТам. Программа исследований включала: измерение мощности снежного покрова и количества влаги в нём, глубины промерзания и оттаивания почвы, учёт поверхностного и внутрипочвеиного стока, определение смыва почвы по мутности стоковой воды и объёму водороин, содержание в продуктах твёрдого и жидкого стока питательных элементов, а также определение макро- и микроагрегатного составов, твердости, плотности, влажности, водопроницаемости почвы, урожайности, экономической эффективности возделываемых Культур. Образцы отбирали по горизонтам 0-10, 10-20, 20-30 и 30-40 см.

Рольметеорологических условий в развитии эрозия почв

•На формирование поверхностного стока талых вод оказывают • влияние внешние ж внутренние факторы, которые находятся между \ собой. в неразрывное связи (рие.Х). Каждый гад выделяется ведущий фактор формирования ж качественные характеристики стока о&шю меняются.

.. В период; проведения исследований основноевлияние на формирование поверхностного отока талых вод оказали . .

: температура воздуха и осадки,.изменения кото' рых нарушили всю цепь .,.' взаимо связей факторов; - стокал их количественные я качественные , - харшстеристики, чкг ж определило условия " бго формирования'ж / прохождения. ? .

V Зимние периода : 1990-1992 гг. характеризовались как неуо-;'тойчивыеV с частыми -: положительными темпе-■ раиурами я 'продолжи- . тельными оттепелями. В среднем температура воздуха (¡ила. на 5~6°с

Уровень солнечной радиации

Температура воздуха

Осадки

Мощность снежного покрова

глуоина промерзания

Влажность почва

иттаиванйе почвы

Степень промерзания

Водопроницаемость

В Н . Е

Ш. Н-' И Е

В Н У Г :р

Е':; Н" Н

и

Поверхностный сток талых вод

Рис,I. Схема взаимосвязей факторов поверхностного отока.

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

Таблица X

Влияние противоэрозионных обработок на поверхностный сток и смыв почвы.

!Промерзание! Запасы воды! Сток, I Смыв почвы, Вариант !почвы к на-!в снеге + ! !

Цлу стока, см! о садки, мм 1 мм ! т/га

обработки!------1------Г------1---- - -

11983-! 19ЭО-! 1983-! 1995-! 1983-11990-11983-!1990-11988 11992 !1988 11992 11988 !1992 11988 11992 I гг. ( гг. £ гг. I гг. | гг. ! гг. | гг. Г гг.

Крутизна склона - 4°

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

Вспашка + щелевание 49 26 108,3 35,9 9,4 2,9 0,04 0,44

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

Крутизна склэна - 8°

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

Вспашка + щелввакие 57 35 102,1 34,2 19,3 12,8 0,14 0,91

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

В таблица 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. Эа исследуемый период при значительно меныпем

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

Влияние противоэрозионных обработок на:

- * поверхностный сток и смыв почвы

- В сложных почвенно-клюиатических: условиях формирования. • 3 -поверхностного стока талых вод изучаемые противоэрозионные

•обработки почвы оказали различное влияние на количественные' ^'характеристики эрозионного процесса (табл.2).

, - • Щелевание 'зяби,' проведённое при устойчивом промерзании У почвы на" 3-5 см на вспашке и поверхноотной обработке было . ,■' более эффективным почвозащитным приёмом. Оно позволило умень-■ вшть сток.талых вод на склоне крутизной 4° в 1,3-1,5 раза а - - смыв почвы в 1,3-1,6 раза и в 1,1-1,3, 1,1-1,4 раза соответст-; венно, на* оклоне 1футазной 8° по сравнению, с другими изучаемыми обработками. Шксимальный сток талых вод (19,2 мм) при 'У коэффидиенте стока 0,58 и смыв почвы (1,82 т/га) отмечен на ;- 'склоне зфутизной 8? при поверхностной обработке, а минимальный." (»ответственно - 4,4 мм, 0,13 и 0,65,т/га на склоне крутизной 4° при вспашке о щелеванием.: С,увеличением эдутизны склона о - 4° до 8° сток талых вод тозраотал в 2,^3,3 раза а смнв почвы 1

. в 1,6-2,0 раза. .•_'.''- "-'".-'^У.'-. У\У' УУ-У У*.; -У,-У - 'У, -"У

- Благодаря шоокой почвозавдтной: эффективности посевов. « ; .озимой пшеницы возделываемой в опыте в 1989-1990 гг. и.хоро-% шей водопоглотительной способности почвы в период стока ) были .

" полностью предотвращены потери почвы на склоне 1ЧРутизной 4°,

а на.склоне крутизной 8° ;- при значительной.'интенсивности 'сне- I, ., готаяния (овное-10т^сзгеви),».ыакоимадышй' смыв почвы, отмеченный при поверхностной обработке с щелеванием; .'составил лишь ' У160 кг/га» что в II, 4 раза меньше чем максимальныйсмыв по 'Я

з#5левому фону.

Таблица 2

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

[Промер-! ЗапасыIЩхэдол-1Интон- ! ГКоэф- Г

.„„_ I зание !воды в!житель-!сивность!Сток,1фици- !Смыв

т !почвы к!снеге+1ность !снего- ! мм Гент Iпочвы,

[^¿иг [°Т0Ка | ^

I см С I 1 II (

Крутизна склона - 4°

Вспашка 25 36,3 3 12,1 4,3 0,12 0,66

Вспашка * щелевание 26 35,9 3 12,0 2,9 0,08 0,44

Плоскорезная + щелвваиие 27 37,3 4 9,3 4,7 0,13 0,69

Плоскорезна* * 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 Крутизна 4 склона 9,3 - 8° 4,4 0,12 0,64

Вспашка 34 33,9 7 4.8 14,7 0,43 1,08

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

Плоскорезная + щелевание 34 36,0 , 7 5Д 15,9 0,44 1,14

Плоскорезная + чизелевание 30 36,4 7 5,2 15,0 0,4Г 1,18

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

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

НСРда - - - - 4,34 - 0,56

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

больших её потерях яа поверхностно! обработке (1,25 т/га), а сток талых вод соответственно - 3,5-4,5 раза, при максимальных его значениях на поверхностной обработке и плоскореэной о щелеванием (15,8 к 15,9 мм)»

С уменьшением крутизны склона вдвое промерзание почвы снижалось на 7-9 см, а оттаивание наступало на 3-4 дня ранние, 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 противоэрозионных'обработокпочвы ... на миграцию химических элементов

Проведёнными исследованиями установлено, что потеря питательных веществ о внутрипочвенным горизонтальным стоком и с . просачивающимися:водами 8а пределы корнеобитаемого слоя невелики и составляют от 11,5 % до 23,1 % от осйцос потерь, ж немогут оказать вредного влияния на ифужавдую среду. Значительно больше выносится химических элементов с поверхностным стоком, что; я гораздо опаснее" в экологическом отношении, -Л '*, ;* .:д ** Сложные предзимние периоды, малоснежные гимн, формирование промежуточных с*оков - оказали заметное влияние наве личину потерь элвментов питания с поверхностным стоком и затруднили выявление зависимости этих потерь от изучаемых факторов^(табл.3).

- Эа период исследований наибольшие суммарные потери изучаемых элементов литания (70,6 кг/га) отмечены при плоскорезной

обработке о чизелевакиьм на склоне крутизной 8°, наименьшие (II,Ь кг/га) - при вспашка о щелеваннем на склоне крутизной 4°.

Таблица 3

Влияние противоэрозионных обработок на вынос химических элементов с поверхностный стоком талых вод, кг/га. В среднем за 1990-1992 гг.

Вариант } Bc.ro {_______» ™ ________

Обработки I СМиТО, I ,, .1 п п I,. л |л Г ,.л/) \С1,30<,

_______!^ _

Крутизна склона - 4°

Вспашка ¿3,12 О.Ь 0,17 1,20 3,07 6,31 12.18

Бслашка »■ щелоьание 11,59 0,17 0,18 0,83 1,35 2,54 6,52

Шюокорезная + щедеБсшив 30,12 0,45 0,30 2,04 3,72 7,59 16,02

Шю скоро зная »• чизелвьошю 29,51 0,52 0,36 2 «22 3,63 7,75 15,03

Поыэрхноотная + щедвванне 14,03 0,19 0,12 0,68 1,77 2,55 9,32

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

Крутизна склона - 8°

Вспашка 66,43 1,1: 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

Плоскорозная ♦ щелевание 54,09 1,07 0,48 2,55 6,90 13,17 29,92

Плоскорезная + чизелевсшие 70,62 1,42 3,44 3,27 11,10 16,59 37,80

Поверхностная ■е щелевание 58,44 1,14 0,46 2,75 7,72 12,80 33,57

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

Щелевание и чы ¡елевалае проведе!Шые соответственно по вспашке и поверхностной обработка (под посев озимой пшеницы) на склоне

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

. Вынос химических элементов на вспашке о шелеванием н поверхностной с щелеванием на склоне крутизной 4° был в среднем в 1,5-3,0 раза меньше чем на других обработках почвы'иэупаемо-го склона. - •

С удвоением 1футизны склона с 4° до 8° потери химических элементов о поверхностным отоком возрастали в среднем в 2,9 раза.

Содержание нитратного.и аммиачного азота в стоковой воде ■ при весеннем снеготаянии было незначительным. Это обусловлено высокой подвижности) данных форм азота в почве и их значительным вымыванием из неё ещё в предзимние и зимние периоды. Наименьшие потери отмечены и фосфора, но в отличии от азота фосфор в почве' малоактивен, и вынос его талыми водами незначителен. Следовательно потери фоофора из почвы почти не зависят от условий формирования стока и мало завиоят от, способа обработки 'почвы,-Содержание кальция, калия, углерода, нитратного азота в снеговой воде на мульчированных вариантах (особенно на плоско-, резной'с щелеванием и плоскорезной с чжзелвванием) заметно выше чем на других изучаемых обработках. Это, видимо,,обусловлено тем, что 1фоме выщелачивания химических веществ из почвы происходит также освобождение их во время снеготаяния и из растите ль-.них остатков.

Питательные элементы на дерновоподзолиотнх; ереднеэродиро-, ванных почвах в зависимости от обсолютной величины•потерь о по-верхостным стоком можно расположить в следующем порядке: оера> углерод > хлор > кальций > магний > калий > натрий > нитратный

азот > аммиачный азот > фоофор.

Влияние противоэрозионных обработок на водный режим почвы и влагообеспеченнооть полввьос культур

Исследованиями установлено, что водопроницаемость почвы на плоскорезной о чизелеванием и поверхностной обработках, в среднем за 1990-1992 гг., была выше на склоне крутизной 4° в 1,1-1,3 раза, на склоне крутизной 8° в 1,2-1,3 раза по сравнении с 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 влагозапасов по изучаемым обработкам было несколько иным (табл.4).

В условиях 1990 года запасы почвенной влаги формировались в

зимне-весенний период о дополнительным увлажнением во время веге-

«

татрги озимой пшеницы. Тёплая зима во многом нивелировала влияние изучаемых противоэрозионных обработок на запасы почвенной влаги в этот период. К возобновлении вегетации озимой шгешщы, щелвва-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 щелеванием, где содержание влаги в почве было от Г, 5 до 20,3 мм вше, чем на других изучаемых обработках. Наиболее экономно расходовалась влага растениями овса в период вегетации на вспашке и поверхностной обработке.

Таблица 4

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

Вариант

обработки

Вегетация культур Г

начало

конец

Вспашка

Вспашка + щелввание Плоскорезная + щелевание

Шюскорезная + чизелевание

Поверхностная + щелевание

Поверхностная

Вспашка

Вспашка + щелевание Плоскорвзная + щелевание

Плоскорезная + чизелевание

Поверхностная + щелевание

Поверхностная

Крутизна склона - 4°

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

330,7 330,0 341,1 323,2 282,4

332,6 336,8 345,2 328,9 289,3

326,7 329,8 344,0 332,1 288,7

337,5 337,2 347,5 336,8 287,5

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

Крутизна склона - 8°.

307,7 330,9 337,2 312,7 272,1

322,1 347,8 336,7 318,3 279,8

330,9 327,4 332,5. 313,4 272,9

308,0 343,0 341,4 312,2 280,9

331,5 368,0 348,8 321,0 273,4

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

В среднем за три года исследований более высокие запасы влаги в метровом слое почвы имела поверхностная обработка о щелеванием. '

Действие противоэрозионных 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'отмечв-' но. Обильные осадки осенних периодов 1990 и 1991 гг., заметно . уплотнившие почву и не позволинпие 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. Лишь в условиях 1989-1990 гг. при возделывании озимой пшеницы наблюдалась высокая разуплотняющая эффективность изучаемых обработок почвы, оообенно на вариантах , где применялось чизелевание (табл.5).

Высокая твёрдость'почвы отмечена по плоскорезной обработке с щелеванием изучаемых склонов,;что видимо' связано с наиболее слабым 1фошеняем обрабатываемого слоя; безотвальным орудием. " ; Несколько болшее влияние на снижение твёрдости оказало^щелёванке и чизелевание на склоне крутизной8°, проведённые соответственно; по вспашке и плоскорезной обработке. Показатели твёрдости других, изучаемых вариантов существенно не различались между собой. .

Таблица 5

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

1Плот- IОбщая !Твер- (Коэффи- 1Сод-ние 1% водо-

г !ность !порио- !дость !циент |пыли и !прочных

плпялптки 1почвы,!тость, !почвы, Iструк— !агрега- [агрега-

обработки . I . ,турн0(>_ |тов<0,25 тов

^х/ия ^ | ти I ММ I

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 +• чиз блевание 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 Крутизна 37,9 склона 2,89 - 8° 3,6 42,5

Вспашка 1,47 43,8 43,4 2,15 3,7 36,1

Вспашка + щелевание 1,4? 43,7 41,9 2,12 2,7 36,5

Плоскорезная + 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 1,46 44,1 42,2 2,42 2,9 36,7

НСР05 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-

ностной обработке изучаемых склонов, где коэффициент структур- > ности был на 5,4-14,9 % выше чем на других вариантах обработки . почвы. С удвоением 1футиэны 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 водопрочное« 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 многолетних трав (табл.6).

Наибольшая урожайность зерна озимой пшеницы отмечена на склоне крутизной 8° при поверхностной обработке е 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. .'••.''' ,-■:'.•./.'. ...

Бели на склоне 1футизной 8°; показатели урожайности:зерна • овса на изучаемых вариантах были близки по значению, то с умень-. шением 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 противоэрозионных обработок было более заметным, где максимальный выход продукции получен на поверхностной обработке (17,2 ц/га), а минимальный ([3,8 ц/га) - на плоскорезной обработке о щелеванием.

» Таблица 6

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

{Озимая I ОвЗс, ! Ячмень, !В среднем за Вариант {пшеница, ! ! И990-1992 гг.

I 1990 г. 1 1991 г. I 1992 г. !ц. корм. ед. обработки!- - - — — -I— - — ---1------1

| 4° { 8° } 4° | 8° [ 4° { 8° { 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 Ддфскороэняя

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

+ 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

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

НСР^д 2,96 2,06 1,98 2,01

НСР^д 1,71 1,18 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-

НИИ достигал в 1990 году - 0,74, в 1991 году - 0,65, в 1992 году - 0,84. Зависимость урожая от агрофизических сюйств почш (плот-:, ности, твёрдости, структурности, содержания пыли и агрегатов диа- • метром 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

цротивоэрозионных обработок почвы

," В среднем за годы 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 поверхноотной обработке с щелеванием 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'льшие производственные затраты (на 4,4 %) и себестоимость I ц корм. ед. (на 2*6 %) снизили (на 4,6 %) уровень -рентабельности этого варианта по отношению' к поверхностной обра- , ботке с щелеванием. Хорошие экономические показатели на склоне:";, крутизной 8° получены' при поверхностной обработке, но из-за; ела-бой почвозащитной способности применение еёна данном склоне не целесообразно.': ';,"-•. " .''Г '

.. • вывода. ■■•'/^у'^- УуУ

" : 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 стока талых вод, мощностью снежного покрова, наличием растительного покрова и пожнивных остатков.

2. Неустойчивые зимы с частыми положительными температурами и продолжительными оттепелями способствуют резкому увеличению интенсивности эрозионных процессор.

3. Максимальный сток талых вод и смыв почвы отмечен при _ поверхностной обработке на склоне крутизной 8°. За годы исследований сток талых вод и смыв почвы на склоне крутизной 4° соответственно составили: по вспашке - 4,3 мм, - 0,66 т/га; по вспашке с щелеванием - 2,9 мм, - 0,44 т/га; по плоскореэной с щелева-нием - 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 с 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 с поверхностным стоком талых вод отмечались на склоне крутизной 8°: при вспашке - 66,4 кг/га, при вспашке о 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 оклона

до 4° потеря химических элементов снижалисьсоответственно 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 целью снижения их потерь" от вымывания и в , природоохранном отношении. , • 'Л'.-'у" '■">'■•'. •

5. Щелевание по вспашке и поверхностной обработке, проведённое при промерзании поверхности почвы на гдубину 3-5 ом по зябле- : вому фону, оказалось наиболее эффективным почвозащитнш приёмок:

в сложных условиях формирования поверхностного стока талых год*

6. Ь^льчируиций слой из стерни, и иэмельчёиной соломы на шюо- ] корезных обработках с щелеванием и чизелеванием способствует в осенний период накоплению и сохранению влаги в почве, раннему • : зимнему*, снегонакоплению, более равномерному его распределению по .» , поверхности почвы, благоприятным темпам таяния снега. Мульчирую- ■ • ций слой сыграл важную почвозащитную роль, при этом мутнооть сто- ; ковой воды на единицу её объёма была минимальной по отношению к аналогичным показателям других изучаемых вариантов обработки почвы.

7. Щелевание и чизелевание способствовали.заметному увеличе- -нию водопроницаемости почвы, что позволило усилить её водопоглетите льную способность и дополнительно накопить влагу в метровом . слое почвы. =.' ■ ',.• '■ 'л' ';'■' •''' * 1/' "

8. Цроведение щелевания по поверхностной обработке и чизеле-вания по плоскорезной к 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 водопрочность. . Л' ' ^ , ' : ; „>

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

и средств и минимальной себестоимости подучен на склоне крутизной 8° при поверхностной обработке почвы усиленной, щелеванием. Дгчшие экономические показатели на склоне крутизной 4° имеет поверхностная обработка с щелеванием и вспашка.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На склонах крутизной до 4° целесообразно чередование поверхностной обработки с щелеванием и обычной вспашки, в зависимости от конкретных условий года и возделываемой культуры, на склонах крутизной, более 4° - применять поверхностную обработку

о щелеванием на глубину 40-50 см, о расстоянием между щелями 3-4 м.

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

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

- проводить дополнительные мероприятия по увеличению мощноо-ти снежного покрова на полях. •

3. Для усиления противоэрозиоаной. устойчивости поверхности почвы и защиты от неблагоприятных метеорологических факторов, & также улучшения агрофизических и других свойств почвы применять мульчирование измельчённой соломой и другими растительными остатками из расчёта не менее 2,5 т/га.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации*."

1. Водная эрозия почв и мэры борьбы о ней в условиях: '*. Мооковокой области / И.П.Макаров, И.С.Кочатов,' В.Н.Ооипов,., • , } ' А.И.Белолюбцев и др. - Ы., 1989. - 48 о. , •. "

2. Кочатов И.С., Осипов В.Н., Балолюбцав А.И. «экономическая эффективность противоэрозионной обработки почвы оклоновых земель;-

в условиях Центрального Нечерноземья / Окультуривание' почв: науч- \ !

з

У'

/

Объем 1'/г п л

Заказ 1417

Тираж 100

Типография \>1гу~х«в~кой с х. а«лдемии им К А Тимирязева 127550 Чосква И 550 Тимирязевская ул, д 44