Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ПРОТИВОДЕФЛЯЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОБЫКНОВЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ПРЕДКАВКАЗЬЯ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ПРОТИВОДЕФЛЯЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОБЫКНОВЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ПРЕДКАВКАЗЬЯ"

НЖОШНАЯ орданл ДЫША И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ CEDI ЬСКиХОЗЯЙТГВЕШЫХ НАУК вм. В. И. ЛЕНИНА

ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ имени В.В. ДОКУЧАЕВ*.

ЗАХАРОВА Наталья Николаевна

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМШШИЯ НРОТИВОДВЫШШЮННОЙ УСГГО{ПИВОСТИ ОШКЮВЕШШ ЧЕРНОЗЕМОВ ПРЕДКАВКАЗЬЯ

06.01.03 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

На оравах рукопщев

Москва - 1982

ft

Работа выполнена в отделе эрозии почв ордена Трудового Красного Знамени Почвенного института им. В.В. Докучаева ВАСХНИЛ

Научный руководитель - доктор сельскохозяйствен^ х наук П.С. ТРЕГУБОВ

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук В.И. ОМЯТЫЙ

кандидат биологических наук И.Б. КУЗНЕЦОВА

Ведущая организация - Московский государственный университет, факультет почвоведе™я ^

Зашита состоится гг/" CXfiuJößU 1962 г. в Ж час. на заседания Спедиалиэированно£о совета Д.020.25.01 при Почвенном институте им. В.В. Докучаева ВАСХНИЛ

АДРЕС; 109017, Москва, Пыжевский пер., 7

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Почвенного института им. В.В. Докучаева ВАСХНИЛ.

Автореферат разослан * $ " ^ем^л^/ис 1982 г.

Ученый секретарь Специализированного совета

доктор биологических наух, B.C. 0ДИШ0В

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность проблема. Б решениях ХХУ1 съезда КПСС отмечено* что важнейшей социальной и экономической задачей вашего государства является улучшение охраны природы, усиление работ по борьбе с эрозией почв* Среда шести экономических районов РСФСР Северо-Кавказский район нанимает второе место по количеству сельскохозяйственных угодий* подверженных дефляция.

Возникновение пыльных бурь в степных черноземных рг. .-онадс Предкавказья возможно пра одновременности проявления следующих условий: воздействия ветра о повышенной скоростью, отсутствии или недостаточном покрытии поверхности почвы растительным покровом и значительном распылении (обесструкту-риеанаи) верхнего слоя почвы. Разработка научно-обоснован-кцх проектов внутрихозяйственного землеустройства с комплексом почвозащитных мероприятий, а также новых почвозащитных технологий возделывания сельскохозяйственных культур должна осуществляться на основа знания лрачнн рь^рушения почвенной структуры, что обусловливает шниженну» протиэо-дефдядиокну» устойчивость поверхности почвы в период возможного проявления пыльных бурь,

и задачи исследований. Цель исследований заключалась в выявлении закономерностей сезонного изменения проти-водефляционной устойчивости обыкновенных (мяиелярно-жербо-натша) черноземов Предкавказья в зависимости от технологий возделывания сельскохозяйственных культур, рельефа территории и воздействия климатических факторов*

Проведенные исследования являлись составной частью работ, проводимых ка Армавирском опорной пункте по проблема 4.3 "Разработать мероприятия по борьба с эрозией почв", решаемой оошестно со с гранами-членам" СЭВ.

В задачи исследований входило:

1, Иэуч. дь сезонную динамику проти воде фляпд даноа устойчивости пахотного слоя почвы при наиболее распространенных для степных районов Предкавказья технологиях возделывания сельскохозяйственных культур-

2. Йэучить влияние условий рельефа на сезонное язмеие-

•ние противодефляпионаой у^то^цвэс^ ^эршего слоя шчш

3. Изучить особенности климатических условий в зоне распространения обыкновенных черноземов Предкавказья и выявить роль климатических факторов в снчжении противодеф/щыионной устойчивости почви.

Научная новизна. Установлена решающая роль климатических факторов в распылении верхнего слоя почвы, что обусловливает пониженную протяводефляпионную устойчивость почв степных районов Предкавказья в зимне-весенний период. Выявлены качественные и количественное взаимосвязи между количеством циклов замораживания-оттаивания, увлажненая-выоушяваняя, влажностью почвы вря этих процессах, температурой замораживания, оттаивания, высушивания и противодефышонной устойчавостыо почв. Показано, что ни одна из применяемых в хозяйствах основных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, как в условаг- равнинного рельефа, тах и на склонах, не способна обеспечить в весендой период высокую противодефляшон-ную устойчивость почв. Для предотвращена я ввдувэндя пахотного слоя почв требуется применение специальных мероприятий.

Практическая значимость. Результаты исследований исполь-эошлись при состр-чешп методики опенки потенциальной предрасположенности почв степных районов Предкавказья к дефляция и обосновании основных направлений защиты почв от дефляции при разработке почвозащитных технологий возделывания сельскохозяйственных культур для этого региона. Разработанные Почвенным институтом им. В.В. Докучаева о о шестно с другими научными учреждениям почвозащитные технологии одобрены НТС Министерства сельского хозяйства РСфСР и Краснодарского краевого управления сельского хозяйства а рекомендованы к внедрении в степной зоне Прлдкавказья.

Апробация. %териалы диссертации докладывалась на У Делегатском ст'.зде БОН (Мцнск, 1977), на конференциях молодых ■ ученых в МГУ (1975'г.) и в Почвенном институте им, В.В.Докучаева (.1.978, 1980 гг.). В 1982 году работа представлялась на конкурс научно-технического тшрчества молодежи Октябрьского района, проводимый АН СССР, где заняла призовое место.

р^эдкапяц. По материалам диссертации опубликовано XI работ.

Об-ьетд дцссетугадич. Диссертация излажена на 229 страница* на азкошсного текста и включает 37 таблип, 12 рисунков, состоят из вгеденая, 4-х глав, выводов, предложений производству

списка литературы яз 97 названий, в том числе 9 - иностранных, пралсаеная на 32 страницах с описанием почвенных разрезов Я результатами математической обработки данных.

СОЕЕГНАЫШ РАКШ

Первая глава "Состойте изученности противодефляцяонной устойчивости почвы" посвящена анадзтическому разбору работ отечественных и зарубежных авгоров по вопросам проткводефля-ционной устойчивости почв, закономерностях ее изменения под влиянием различных факторов. Отлетается, что намб"иее объективным показателем устойчивости почв к дефляции в определенный момент на конкретном участке является ссдереанне в взрх-нем 5-сантиметровом слое почвы дефляшюнноопасньк частиц (агрегатов размером менее I мм з диаметре): при их количестве tío лее 50¡£ к весу почвы поверхность считается неустойчивой в отношении ветра. Другим показателем, xa fe ктерв з укташ потенциальную возможность дефяяши, является механическая прочность структурных агрептов размером более I мм (ветроустойчивые частицы) в верхнем 5-сантиметровом слоо шчвы (лочаров, 1963, Васильев в , 1978; Долги левая, 1972, 1977; Зайцева, 1970, Х972; ЛавроЕСкнЙ, 1973; РеИнгард, 1973; Шиятый. 1968, 1971, 1976; CkepiC , 1939, Х943, 1946).

Во втотюд главе "Программа и методика исследований" дается общая характеристика района исследований, излагаются пели и задачи работы, а также методика проведения экспериментов в полевых и лабораторных условиях-

Изучение закономерностей сезонного измене:шя п рота вод эф-ляционноа устойчивости почвы проводилось в Новокубанском рай оне Краснодарского края, расположенном на границе Западао-•Предкавказской равнины и Ставропольской возвышенности и ха-рактераэуотвмся наиболее сильным проявлением дефляционных процессов.

В системе почве нно-географичес кого районирования территории СССР í*j4bu района исследований относя-^я к Прааэою-Предкавказской провинции степной зоны обыкновенных и икных черноземов. В почвенном покрове преобладает обыкковегаше (млцел ярно-нарбонагные) мощные и сверхмощные мзлогуцускые тяжелое угли на с тые черноземы шна-евродейсяой теплой фкхш. Они заняшот 643 от общей слсвдадя паина в Краснодарском Kpi что составляет около 2,7 млн.га.

Нашж.а исследованиями установлено, что в зоне распространения черноземов Предкавказья существуют значительные природные предпосшши возникновения дефляции. К ним з первую очередь относится характер ветрового режима. Анализ лавках. АрмавирскоС метеоотавийм с 1960 по 1975 гт. показал, чго в Новокубанском районе ветры со скоростью 9 м/сек и боле:: на высоте 50 см от поверхности почвы (пороговая скорость начала дефляции) отмечаются почти ежемесячно. Ниннмальное среднее количество дней с таким ветром приходится на лето (1-2 дня в месяц), а максимальное - на период с января по апрель (5-6 дней в месяц). По степени увлажнения клл'лат данной территории характеризуется как уме ре нн о-за с ушли вяй. Среди осадков преобладает кыломоиаше (менее 5 ьв.1 в сутки), что пряшдит к вист-рому дадсуааванвю почвы. В период с октября по апрель ежегодно отвечав тег в среднем 72 дня с такими осадками. Снежного покрова практически не бывает.

Особенность климата района исследований - наличие в осе-яне-зш.ие-весенний период постоянно повторяющихся оттепелей и заморозков. В среднем ежегодно с октября по апрель наблвда-ется 87 дней с переходом температуры на поверхности почвы через 0° в течение суток. Амплитуда перепадов в среднем составляет 10 - 13°С, а в осенние л весеннт-е месяцы швыюаетоя до 20 - 30°С.

Многократное, периодически повторяющееся чередование увлажнения - высушивания, замораживания - оттаивания приводит к сальному разрушению структурных агрегатов почвы.

Коикрзтшй срок дост:дення почвой дефляпионноопасного состояния, а также уровень ее распыления, определяется климатическая условия;,а данного ос е ние-э ш.ш е-ье се н не го сезона. Период юэзмогного проявления пильных бурь в условиях степной части Предкг "жазъя (дефляционноопасный период) длится здесь. с января по апрель, однако, фактическое возникновение дефляции будет определяться еледу мим: совпадут или нет во времена и пространстве такие ведун: е фактору, как ветер с повышенной скоростью, отсутствие осадков, незадж;ешгая, открытая по-рархность почвы и значительная степень распыления ее верхнего слоя.

йгелаяоваичв сезонкой ди-еулкз проти во дефляционной ус- • тогч^л^ота ¡ючры птююдилось в .1072 - ХГ&О гг. на полях опытного хмяЛл'Тьа СК: ПГ,1а и кехоторих хсзлГств Но »о ¡п 0 а не ко го

района Краснодарского края.

Для изучения закономерностей сезонного изменения дроти-воде£ляиионной устойчивости почвц под влиянием различных технологий возделывания сельскохозяйственных культур s условиях равнинного рельефа бита выбраны следутицне культуры а их прзд-тествешш«!: озимая пшеница по озимой пшенице, озимая паеница по подсолнечнику, кукуруза по озимой пшенице, многолетние травм (люцерна, эспарцет).Возделывание этих культур проводятся по наиболее характерным для условий Северного Кавказа технологиям.

Структурный состав почвы определялся методом сухого просеивания через колонку сит (По Савинкову). Механическую прочность почвенш« агрегатов определяли методом их разрушена на ситах, установленных на работящем виброскопе (Рейнтард, 1974). Механическая прочность агрегатов выражалась процентным отношением массы агрегатов крупнее Imms диаметре после деоя-тяминутного качания к массе агрегатов того ле размера после I-минутного качания. Отбор образцов производился в основные агротехнические сроки нащубзну 0-35 из пахотного и подпахотного слоев. Повторноеть - 20-кратная. Точность опыта (Р) при определенна содержания дефшпшонноопасных частиц составляла 3-G?, ошибка среднего (/» ) - 1-3^. При определении механической прочности агрегатов Р = 0,5-2;», т- = 1%. 0 про-' тнводефляционной устойчивости почвы судил;! по содержании в верхнем 5-сантиметровом слое агрегатов размером мегее X км (дефлядаонноопаевые частицы) и механической прочности а_,рега-,тов размером более I ым (ветроустойчявыа частицы).

Влияние услошй рельефа на нзмеиеиле гтротзводефлдааонной устойчивости почва изучалось на склонах северюй и к&ной зке-.позиций крутизной до 3° при возделывании озимой пшенаиы по озимой пшенице, подсолнечника подмой пшена пе и многолетних трав.

Одновременно отбиралась обраэш для определения влажности почва.

Изучение закономерно с те 2 изменения противодефкяаионкой устойчивости гючвы под влиянием климатических факторов проводилось методом моделирования в климатической камере а в естественных условиях. В эаыезмоотя от задач экопеззмента . почвенные модели составлялись из смеси в CcoT:içueir«j,

близком к естественному структурному составу верхнего 5-сан-

тиметровиго слоя почвы перед уходом в зиму, или vi я отдельных фракций. Б коние каждого опыта в образцах определялось со-деркаше дефляпяонноопасных частиц размером менее I мм» Пов-торность - 10-кратная (Р = 0,6-2,0%; т = 0,3-1$).

Определение основных физико-химических показателей свойств почв проводилось по методикам, приняты;.! для карбонатных почв.

Все экспериментальные данное обработаны с применением методов математической статистики на ЭЬМ "Мир- 2".

Третья глаза ''Закоиоглерноств сезонного изменения про-тиводефляшонной устойчивости почвы под влиянием ра&личных технолога а возделывания сельскохозяйственных культур" лосвя-цеяа изучению сезоглой динамики структурного состава почвы i механической прочности ее агрегатов при основных технология: возделывания -здьскохозяйственных культур,

3 глава приводится опьсание почвенных разрезов и основные фкэико-химяческие показатели почвы. Мощность горизонтов А + В изучеемкх почв в сродием равна 120 - 150 см, вс капана i от HCÍ с поверхности. Me хг. начес кий состав однороден по профит, содержание ч".тиц физической глина составляет 54-59$, среди пах преобладает ил - 33 - 351».

По еодеряа^ю гумуса почвы относятся к малогумусным -4,2 - 4,6^ в пахотном слое, ^умма обменных оснований в горизонте А составляет около 23 мг-энв на 100 г почвы, реакция почвы яо проТалю - слабощелочная, содергание COg карбонатов в верхнем слое 0,5 - 0,6%. Вниз по профилю содержание гумуса и обменных оснований постепенно падает, достигая в горизонте 33 соответственно 1% я 18 мг-экв на 100 г почвы, а содержание карбон-тов поэ рас тает до 4%.

Наблюдения за сезонной динамикой агрегатного состава почвы в 1972 - 1980 гг. показали, что в период уборка основ-mtx сельскохозяйственных культур содержание дефлшшоннооПаевых частиц в верхнем 5-е антигле грозой слое обычно близко к 50Í ила несколько превышает э.у величину (табл. I). Однако, де?дяшя в это вре;/л не развивается, так как почва покрыта со*п.1Ш;£.гл остатками.

Изучение блиякчй разных вариантов основной обработки почгн на. содержание де^ляцаонпоопасных частиц в ее верхнем слое полазало следутааее.

- е -

При отвальной обработке почви происходит азвлечение нп поверхность наянего, хорошо оструктурекного слоя, что и обусловливает значительное снижение содержания де^пкцпонноопас-н«х частиц - в среднем на 20 - 30% (табл. I, 2), Пра поверхностной обработке бороной ДКГ-7 процент с ш!ленля содержания дефляизонноопаскых частиц гораздо меньше, т.к. перемешивание почвы идет лидь в пределах верхних 10 см. При плоскорезной обработке культиватором КЯГ-350 пласт почвы не оборачивается и изменения в агрегатном соотаве либо отсутствуют, либо незначительны (табл. 2).

Следующие за отвальной вспашкой поверхнос-шие обработки л посев озимых культур способствовали некоторого распылению верхнего слоя почш, хотя содержание дефдялнонноогтсяых частиц после их проведения не превышало 36 - 38:3 (табл. I, л).

В дальнейшем с момента окончания осенних обработок (начало октября) до начала весенннх обработок (март) содеряаняе дефляционных частиц в верхне* слое шчвы значительно возрастает. Так, в юрте 1979 года на посевах озимой пшеницы по подсолнечнику содержалось 58^ частвн размером ;,енее X мм, озимой пиенпш по озимой пшенице - 6X5, на зяби - 65$ (табл. I). На различных агрофэнах в период с момента последней обработки до начала весенних обработок содержание дефлявдон-ноопасных частии в слое О - 5 см возросло в средней на 20 -40%. Это связано с раз рушащим воздействием на почвенную структуру климатических факторов: попеременного чередования процессов увлажнения-высушивания и замораживания-оттаивания» _ С октября 1978 г. по март 1979 г. отмечалось 70 дней с осадками и 79 дней с переходш температуры на поверхности почш в течение суток через 0°С, что близко к средним многолетним показателям.

Приведенные в работе даннда говорят о тш, что различные приемы осенней обработки почш не дают возможности сохранить до весны вис окую протаводефяяшюнную устойчивость поверхности почш за свчт ее агрегатного состава. Установлено также, что климатические факторы выравнивают различия ^ содержания деф-ляпаонноопасных частиц, наблюдавшиеся после осенних обработок.

"Изучение сезонной динанакп агрегатного состава почвы па многолетних травах показало, что весной содергзиае агрегатов размером менее I мм в верхнем слое может достигать б0-еэ£

Таблниа I

Сезонное содержание дефяяцаонноопасншс частиц (%) з слое шчви 0-5 см при воэделиваняа сельскохозяйственных культур (1978 - 1979 гг.)

Культура и Глу- Перед После После Перед До После Перед предлеот- била убор- ■ocho- noce- ухо- весе- гюсе- убор-векник, осно- кой вной ва дом нних ва кой марка ору- шой пред- обра- озй- в об- продля обра- кест- бот- мых заму рабо- пео-боткя, вен- ки ток пых см кяка

Озякая пиеяккд после озимой пше— кики,

ПН—4-35 „0-22 46 21 33 43 61 Не опр. 63

Озимая

ntseir¿ua

после

подсол—

иечняка,

ЕДТ-7 8-10 38 Не 36 44 58 Не опр. 62

опр.

Кукуруза после о за мой пее-

25-27 44 18 Не 37 65 40 46

OIT".

неяак;снмо от года ах возделывания (табл. 3). На полях после рас паша многолетних трав содержание дефляиионноопасных частиц такяе ^¿¡ло ьрс высоким.

Ноблэденняма температурой почвы в дна с интенсивными оттепел^-ли и за: врезками ус та коале ко, что переход температур через 0°С в течение суток стаечается лаиь на глубинах до 5 см, а, следовательно, степень юздэйстъия климатических фактороь на точиу уменьшается от ее поверхности в глубь пахотного слоя. На глубинах юзе 5 см содержание дефжяцаонно-ог.аспюс частиц по всем срокам наблюдений не превышало порога устойчивости.

Таблица 2

Содержание дефляционноопасных частиц (£) в слое 0-5 см при различных ваоиантах основной обработки почки под озимую пшеницу посла кукуруза (1?'4-1975гг.)

Вариант Глуби- Перед После основной на об— обра- обра-обработки.работ- бот- ботки марка ки, кой орудия см

После Перед Б зим- Перед noce- уходом иий убор-ва ь зиму бес- ной снежный период

Поверх-постная,

БДГ-7 8-10 45 36 45 09 42

Отвальная,

ПН-А-35 20-22 46 37 38 44 72 46

Плоскорезная,

КПГ-250 25-27 46 46 - 43 71 44

Таблица 3

Содержание дефляционноопьсиых частиц (?>) в весенний период в слое почвы 0-5 си при возделывании многолетних трав (1980 г.)

Люцерна Эспарцет После ;аспашки трав

4 года 2 года I год 2 года I год I год б лет

* 80 .82. 70 85 87 81 79

Гипотеза о решающей роли климатических факторов в снижении нротиводефляционноЙ устойчивости почвы утвердилась результатов опытов с почвенными моделями в естественных условиях. Так, в опытах 1973-1974 гг. в моделях, составлеиних из смеси франций, содержание частиц размером менее I ми увеличилось с ноября по январь до 54*, а с ноября по апрель до

- IL -

732 при aсходном содержании 33£, Опыта 1974 - 1975 гг. показала непрерывность резрушнзя почвенных агрегатов в течеше года под шзянием климатических факторов, однако, интенсивность разрушения в знание месяцы вше.

В пераод с начала весенних обработок на почве до поздней весны и лета содегкан^е дефлянионкоопасиых частвп j.;osî,î умень-даться, оставаться неизменным зли возрастать, что зависит от уровня весенн'ого распыления, климатических особенностей этого пера ода, влажности почвы при провяденаи обработок. Обычно на посевах озимых уровень распыления сохраняется до их уборки, à га посевах вропаяшгх снижается за счет предпосевных и :мвдуряд!ьа обработок.

В тем случае, есла уровень весеннего распыления составит 70-35%, к яюую месяцу он обычно снижается. В случае низкого, уровня 1 юекнего растления (4D - 5СЙ), он покажется к лету за счет воздействия кз почву процессов увлажнония-выоу-швания. По дакньз.; модельных опытов максимальный выход де^ля-пискксопасных частлц пая этом составляет 5 5-60)5, что и наблюдается чаи;е всего в природе.

Лучшие сез:/1йй данамакч кеханяческоз прочности структура агрегатов размером более I ш в верхнем 5-сантиметровом слое почвы при различных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур показало, что до уборки озимых культур в 1-:ше :.:есяие :.;эхск>:ческая прочность составляет 81 - 02f,, до уборки подсолнечника н августе - 89«, на многолетних травах - 67, i. После проведения основ:шх осенних обработок на почке механическая срочность агрегатов на поверхности почвы повивается до 92 - ЭЗ-i, Отвальная вспаока способствует повышена» мехамгчдгчой прочности агрегатов на поверхности на а швархьостная обработка - всего па Доследущае обработки :t лосев ги.-.тцх культур не меняют значений механической птонкости. В г:ер?.од с октябре ш ноябрь при отсутствии обработок не почте снисходит с:гла.£нуе ее значений на 6 - 10*,'. С кслЗрл но 1,:срт .уегян кзмеш а я механической прочности от-

г.'лл, ка 3я2а - на 5Й. Уменьшеяхе :-'.ехакическо;5 прочности агрегатов э осенне-замкаЗ период происходит г.од 1„тпя-ercm мама'ГК'чссяах -'акторов (¡¿.дяти", 1ЬШ) и ъ результате ото:fîi.iii коллоидов (Декалога, I96S).

С'c;:.c*:::f;e ::о изучена сенohl:o:;

Иа основных техно; гяй возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Северного Кавказа, в основе которых лежат разиьгэ приемы основной обработка почвы (отвальная, поверхностная, с "эскореэная) не способствуют повышенна проти во дефляционной устойчивости самой почш в период проявления пыльных бурь, чго требует применения ряда специальных весенних обработок на этих полях: культивация, корпусного лукеяля, весновспашки. Поверхность почвы под многолетними травами незава— -само от года их возделышния, а татае через несколько лет после их распашки, в весенний период монет обладать крайне низкой противодефляшонвоЯ устойчивостью, в связи с чем на »Тих полях необходимо такяе проводить мероприятия ш защите от дефтша.

Изучение влияния условий рельефа на изменение проыво-деиляпионной устойчивости почвы под воздействие« кли.татичес-кнх факторов пря оскотих технологиях возделывания сельскохозяйствен;!:« культур выявало ту se основную закономерность, что а для равнинных территорий; резкое увеличение в течение осенне-эяине-весенпего периода содерканвя дефляцаоняооласных частац в г^рхпеи слое почвы (табл. 4). .Особенности распадения верхнего сжя почва гч различных агройонах, отмеченные для равнинных территорий, в некоторых случаяк нарушались за счет ьарааш»" крутизны склонов и свойств расположенных на них почв. С возрастанием крутизны склонов и ухудаеда ем фазикс-ха:.ачес-ких показателей свойств почв за счет большей эродарэваняос-та образование дефляшюнноо пасших честиц под влиянием ыгхга-тичесхях факторов увеличивается.

В отличие от почв равнинной терратораа , в период с ноября ш март на склонах отмечается более значительное скаженна механической прочноста (табл. 4). В 197В - 1979 гг. на посевах озимых и зябя механическая прочность агрегатов уменьшалась на - 1В%, а на многолетних травах - на 10.*. S весенний период, независимо от изучаемых технологий возделывания сельскохозяйственных культур, кех-аилческэя прочность агрегатов почвы на склонах составила в среднем около 70*, что знача только н::ае этого показателя для почв равяалной территории.

Четках зависимостей в величинах cia.iöitti) г И" чеки;! дротиьо-де^л'нгнеггной устойчивости в о с е:: г -г "и >.гп i - Г':-" с,гл;.t период для склокой ярутазноЯ - - 3° р^'л/лчи;ко^о:г',:■ л i'-.n viLH'.-.tcuo.

Таблица 4

Сод <-ткани е де.т-ш яшо ип оо пас них частаи {'», в числителе) и механическая прочность агрегатов {%, в знаменателе) в слое почвы 0-5 см при воэделнваниа сельскохоэя^ст-вешни культур на склонах (1У73 - 1979 гг.)

Экснозиоия Озимая пшена на .'.'-оголетние

склона после озимой Зябь травы

Пшешшы

S3.II. 26.03. 23.11 26.03 23.11. 26.03, 157ц ¿979 1978 1979 1978 1979

Северная Л Ш 40 60 33 &

81 65 90 72 92 82

Шная 42 §2. 37 61 52

88 70 84 71 84 71

Равнина 43 32 65 32 Ш

83 82 86 81 80 86

Исследования по изучзнлю условий рельефа на изменение протнводефляиношюй устойчивости почвы в осенне-зиыне-весеяний период по* зали, что на склонах крутизной до 3° как и на равнинной территории, отмечается интенсивное снижение протяво дефляционной устойчивости почвы к весне.

На склонах крутизной I - 3° в отличие от равнин в связи с изменением физико-хшичеоких показателей почв в сторону уменьшения содержания гумуса, обменных оснований, частиц физической глины, а также отличными гидротермическими условия-1 ветровым режимом, снижение н рота ш дефляционной устойчивости бывает более значительным. Склоновые почьи в первую оче редь нуждаются в предупредительных про т в вода фкяци окнах меро-. нриятиуцг.

В четвертой главе "Закономерности изменения прогиводеф-ляшонноЯ устойчивости ночры под влиянием климатических факторов™ ррссма три каются результаты моделирования таких климатических ^акюров, квк уВладление, высуливание, замораживание оттаивание г.рд азучунач их ъозде&;т»ин на измеьаяае содеяна-на а ди^-шыоийооп&скиА члсти»и

Исследована показали, что первостепенную роль в увели-чбшш содержания дефлялло гяоопа с ншс частиц играют процессы попеременного многократного замораживания-оттаивания почва. При нарастании количества циклов такого воздействия до 100 содержание агрегатов размером менее I ш увеличилось до 85Й при исходном содержании Z3%. Температура замораживания в ходе этого эксперимента составляла -5°С, оттадвандя - +20°С, окончательного высушивания - +20°С, влажность перед замораживанием - 70:3 от Общей влагоемкое та (ОВ). Переход почвы из дефляциок • поусто ¡живого состояния з неустойчивое происходит между 10 и 20 циклами. Накопление агрегатов размером менее I мм в основном идет за счет разрушения крупных агрегатов, Причина разрушения почезкных комков - объемные изменения при <£езовшс переходах води в лед.

При воздействия на почвенный образец многократны* увяах-нений-Еысушванкй такие проасхо.ият у верчение в нем количества дефляпионноопасных частиц. Нарастание колачертт циклов до 80 приводит к увеличению агрегатов размерам менее I мм до* 57£ при исходных 30$. Степень увлажнения почвы составляла 50%. ОВ, температура высушивания +20°С.

Переход из устойчивого в отношения дефляции ооотоя1шя в неустойчивое нахо^...тсл г интервале от 20 до 40 циклов. Дальнейшее нарастание количества циклов не изменяет содержание,.дефяя-ыи о неопасных частиц. Раз рушащее воздействие увлажнения -высушивания связано с рэсклпнпЕагэ^им действием водных пленок-и объемше.и изменениями за с»:ет действия менискоею: сил при фезовых переходах влаги. Предел разрушения агрегатов пра многократных увлажнениях-высушиваниях примерно в 1,5 раза гике, чем при замораживаниях-оттаиваниях.

Температура замораживания почвы оказывает существенное влияние на формирование дофляшошоошаснюс фракций. Пра понижения тг -пературы от -5° до -15°С происходит уменьшение содержания фракций размером менее I им - с 58% до 45?; при исходных 30;?. Влажность почвы перед замораживанием состамяла 70% ОВ, оттаивание шло при количество циклов воздействия - 20,_

Покушение температуры оттаивания почвы после замораживаний от +5° до +20°С приводит к увеличению содержания дефляционно опасных частиц до 583 при исходных 30*. Е-ахкость почва перед замораживанием - 70^ ОВ, температура запорагиианзя -минус 5°С, количество циклов - 20.

Изучение влияния температура высушивания дачьи после воздействия 20 циклов эаморатгавашя - оттаивания на содержание деф^илон неопасных частиц показало, что наиболее интенсивно распыление структуры идет при отрицательных температурах высущ вания. Максимум содержания дефяяивонноопасных частиц достигался во время морозного высушивания при -Х0°С -

частии иол. Повышение температуры окончательного высушивания почвы от 0°С до +20°С приводит к возрастанию содержания дефляиионноопасных частиц от 40$ до 585 при исходном с^дерииал 30:^. Влажность почвы перед замораживпнием - *70% ОВ, 'температура замораживания - минус 5°С.

Прл увеличения степени увлажнения почвы перед ее замора-исаваняем от воздушно-сухо го состояния до общей вяагоемкости (ОВ) содержание дефляшоа неопасных частиц возрастает от 33$ до 67£ при исходных Тешература замораживания при атом составляла - 5°С, оттаивания - +20°С, количество циклов - 40.

В опытах по многократному увлажнена«-высушивали» возрастание температуры высушивания псчш от +5° до +20°С приводит к увеличению содержания частиц размером менее 1 мм от 40 до 5В% при исходных 30л. Степень увлажнения почвы - 50^ 00« температура высушивания - +20°С, количество циклов - 40*

В опытах по уьлажненаю-высуш шни о степень увлажненая почвы практически не сказывалась на содержании дефляцаонво-опасных част1.-..

В итоге, модельные опыты показали, что наиболее разрушительными для почвенной структуры климатическими показателями являются следующие: количество шклов заморажм ваная-юттаи ва-ния х увлажнения-высушвакия - 40 и выше, температура замораживания - минус 5°С, оттаивания - +20°С, высушивания поел» замораживаний-оттаиваний - минус Ю°С, после увлажнений -высушиваний - +20°С,-степень увлажнения пра замораживании -50:? от ОВ и более.

Опыт по сошесткому воздействии перечисленных выше климатических параметров подтвердил правильность предыдущих выводов. Вьыод дефляционноопасных частиц » этом случае составил 8ЭЙ. '

По результатам модельных опытов, используя графическо-остаточный метод регрессионного анализа, на ЭШ "!Лир~ 2" составлены регрессионные ползла. оиасывэ<«зде зависимость содержания дефляционноопасных частиц в аочве о^ параметров клима-

тического воздействия на нее. Они имеют следуяишЯ вид:

а) для замораяшЕйний-оттаиваний:

у = 55,5 tXiXj) +fU2) tfU3) +f(x5) * 3;5

у - содержание частиц размером <1 ш, 55,5 - среднее значение функции в опыте, %-, Xj - количество циклов;

- температуре замораживания, °С; хj - температура оттаивания, сС;.

х^ - температура окончательного высушивания после многократных замораживаний-оттаиваний;

- влажность почвы, % ОВ; *3,5 - стандартное отклонение, %•,

б) для увлажнений-высушиваний:

у 43,3 + Г(хг) + £+ f (*3) ± 2,6

у - содержание частиц размером 1 мм, %\ 43,3 - среднее значение функция в опыте, %\ Xj - количество шклов; х2 - температура высушивания, °С; Xj - влажность почвы, % ОВ;

,6 - стандартное отклонение, Значения функций f(x.) - табличные величины. Полученные зависимости дают возможность прогнозировать . степень чспыления верхнего слоя почвы в степных районах Предкавказья и других сходных о ними.в климатическом отношения- . шных районах европейской части СССР. Исходя из средних многолетних показателей для Новокубанского района Краснодарского края рассчитано наиболее вероятное количество дефляиионноопас-ных частдп к моменту воз/ложного проявления пылышх бурь. Оно составило 70^, что согласуется с наблюдениями 1972 - 1980 it, за агрегатным составом почв в естественных условиях*

ОСНОВШЕ ШВОДЫ

I. Главная причина возникновения дефмша в степных черноземных районах Предкавказья заключается в пространственно-временном совпадении трех основных условий: ветра с ковше иной скоростью, открытой, н ез а ¡ни шейной растительностью, поверхности пашни и распылении верхней части пахотного слоя почвн.. В изучаемом регионе период одновременного проявления этих условий длится с янворя по апрель мстительно.

, * 2. Распыление- верхнего слоя почвы обусловлено в основном воздействием климатических факторов; периодически повторяющихся многократных увлажнений к шсушиваияй, заморакиванн Г; и оттаиваний. Это выражается в большом количестве клей с оиадкема а перепадами температур на поверхности почвы в течение суток. По многолетним данным ежегодно с октября по апрель отмечается в среднем 72 дня с осадками и дней с переходом температур через 0°С в течение суток.

■4 3. При моделировании почвенных и климатических условий выявлены следуяпжв закономерности:

а) с увеличением количества циклов з аморажава нмя-от та а -ванпя почвы, степени ее увлажнения перед замараживанием, температуры оттаивания, окончательного высушивания после многократных замораживаний-отдаиваний, а таюте с повышением температуры замораживания почш относительно 0°С содсриа-нке дефляционно опасных частап возрастает;

б) с увеличением количества циклов увлажненая-высушивания почвы, степени ее увлажнения, температуры высушивания ирп этом процессе содержание дефдяционноопасных частиц возрастает;

в) наиболее разрушительными для почвенной структуры климатическими показателями являются: количество циклов завораживания-оттаивания - 40, увлажнекия-высушивания - €0, температура заморен ванн я - минус 5°С, оттаивания - +20°С, окончательного высушивания пис^.е з аморажя шни2-оттаиванай -минус Х0°С, после увлажнений-высушиваний - +20°С, степень увлажнения при замораживании - 50^ от ОВ и более;

г) ннте не и вяос ть ■разрушен ия почве иных агрегатов под воздействием замораживания и оттаивания примерно в 1,5 раза выше, чем под воздействием увлажнения и высушиваний. Предел., разрушения при увлажнении и высушивании составил'56" дефля-шонноопасных частиц, а при замораживании-оттанванаи - 85;»

{в исходных моделях - 305), что во многом объясняет сезонную динамику содержания дефляпионноопасных частиц в верхнем слое почвы.

4. По данным модельных осытов разработаны регрессионные модели, поэгюляшме определять содержание дефляшонноопасных частиц размерам ыеьее 1 г.и в зависимости от таких климатических показателей, как количество циклов замо рз яя ваян я -о ттав ва -ния * угдажнения-инсуюмвания^ влажность йочзы, температура

замораживания, оттаивания, высушивания, это дает возможность прогнозировать опасность возникновения дефляции в степных районах Предкавказья.

5. Наиболее резное снижение значений противодефляционной устойчивости почвы при всех изученных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур происходят в период отсутствия обработок на почве (с октября по март) под влиянием климатических (факторов. Содержание дефл((£Шонноопасннх частиц в верхнем 5-еантя.метровом слое повышает-на 20-40# в достигает СО -85& в зависимости от погодных условай года. Механическая прочность агрегатов снижается в среднем на 10$.

6, Б весенней период, независимо от применяемых в хозяйствах технологий возделывания оелъскохозяйственных культур, все изучаемые агрофоны (озимые, зябь, многолетние трак) могут йагь дейляпионноопасны за счет повышенного содержания частзн размером менее I мм и пониженной механической прочности агрегатов, что диктует необходимость осуществлять на них предупредительные протаводефляционные мероприятия.

V. Значительное снижен л е про та вод.з фляии онно й уотойчивос-та почвы в зимне-весенний период характерно шлъ для са;.юго верхнего (0-5 см) слоя почвы. С глубиной содержание дефлявдов-ноопасных частиц падь¿т. Р чижне(; частя пахотного слоя оно всегда находится в пределах. 20 - ЗС$, а в подпахотном состав-' ляет ме;.^е 20%. ГЛеханическая прочность агтгатоз нижних частей пахотного и подпахотного слоев всегда остается высокой.

8. На склонах крутизной 1 - 3°, по сравнению с почвами равнин, снижение протяводефляционной устойчивости в осенке-аимне-весенний период происходит более интенсивно, поэтому они в первую очередь нуждаются в мероприятиях по предотвращению дефляции. Уклоны северной и кгшой экспозиций практически не отличаются между собой ее значениям протаводефляционной устойчивости г весенний период.

9. Конкретный срок достижения почюй дефлянионноопасного состояния, а также уровень ее распыления, определяется климатическими условиями данного осенне-замне-весеннего сезона (распределением по месяцам числа дней с осадками в перепадом гголежительнцх и отрицательных тжаеретур).

10. Приемы осноеной обработка почвы не но от с осени гарантировать устойчивое в отио^ен:<и дефляции состояние поверхности почвы, в сглзя с чем необходимы м-; п»>ир;и;т;ш по сох рэпе—

ни» на долях пожнивных остатков предшественников и обеспечению. хорошего развития всходов сельскохозяйственных культур. '

XI. Степень распыления почвы р весенний период невозможно точно : прогнозировать заранее, в связи о чем необходимо строить предупредительные проги водефляционные мероприятия аз расчета на наиболее часто повторяющуюся величину распыления почвы для изучаемого региона (70£).

1 прдатсшши ПРОИЗВОДСТВ?

1. 2 степных черноземных районах Северного Кавказа и •юга Украины, характеризующихся активным ветровым режимом, целесообразно оценку потенциальной предрасположенности почв к дефляции-проводить в период о октября по апрель о учетом количества дней с жидкими осадками я переходом температур на поверхности почвы через 0°С в течение суток. Наиболее дефля-цконноопаснкмн районами будут такие, где количество дней с жидкими осадками составляет более 60, а с переходом температур через 0°С в течение суток - более 40.

2. В условиях Северного Кавказа разработка почвозащитных технологий возделывания сельскохозяйственных культур должна проводиться с учетом наиболее часто повторяющейся (70^ чао-тии размерам менее 1 мм) степени распыления веротего слоя почв, характерной для данной, территории в де(Ьшщионноопасный период, -

3. Основные направления, по которым отроится зашита почв от дефляции на Северном Кавказе, заключаются в обеспечении хорошо развитых всходов озимых за счет отвальной полупаровой системы обработка л сохранения пожнивных остатков предшественников при помощи плоскорезных и поверхностных приемов обработки почвы.

4. В качестве экстренной меры повышения противодефяяпи-овной устойчивости почвы предлагается провеление ранних весенних поверхностных обработок на зяблевых агрофонах, приводящих к выворачиванию на поверхность почвы нижних, более оструктуренных слоев в еаделке распыленного слоя в глубь пахотного горизонта (корпусное лущение, весновспашка, культивация).

СПИСОК №[УЕЛИК01ШШХ РАБОТ ПО ТЕМЕ * ДИССЕРТАЦИИ

I. Ра., некоторых климатических факторов в развитии процессов ветровой эрозии. - Труды БШа, 1973, т. G3, с. Iii-I9 (в соавт.) Роль некоторых климатических факторов в развитии процессов , ветровой эрозии. - В сб.: Основные проблемы охраны почв. г ■ Цатерпалы межвузовской кошвренции молодых ученых МГУ. М., • 1975, о. 65-67.

3. Сезонная динамика ветроустойчивости предкавказскпх чарнозе- ' ыов, - D кн.: Тез. докл. У Делегат, съезда ВОП. Минск, 1977, вып. 7, с. ^а-30 (в соавт.).

4. Ветровая эрозия почв и обоснование мер борьбы в ней на Северном Кавказе. - Почвоведение, 1977, У* 5, о. 123-133 (в соавт,). . (•

5. Изменение сезонной ветроустойчивости предкавкаэских черноземов под влиянием климатических факторов в агротехнических приемов обработки почв. - В сб.: Ветровая эрозия почв и меры борьбы с ней на Северном Кавказе. H., 1978', с. 84-10Й (в соавт.,. ■ t

6. Особенности форта!; э вагам структуры предкавкаэских черноземов под влиянием клшлатических факторов. - Боя. Почв, пи-та км. *. B.D. Чокучаева, 1979, вып. XXI, с. 10-12. " . •

7. Метода изучения ветроустойчивости почвы, - В сб.: Защита . . почв от ветровой эрозии. Н., 1980, с. ¿0-30.

8. Иротшюэрозио1шая и противодефляционная устойчивость почва .

и пути ее повышения. - Обзорная информация ШШГГИ. U., I960. -60 с. (в соавт.). . ■ ,

9. Влияние некоторых свойств почва на ее противодефляционную усто11чявость. - В сб.: Рациональное использование и охрана природа7 7t ресурсов Северного и Центрального Казахстана.

- Алма-Ата, 1981, с. Ь8-30,

IО,Заг.оноыорности снижения ветроустойчивости чернозимов Пред- ■ ковказья под влиянием климатических факторов. - Бки. Почв, ин-таим. 13.3. Докучаева, ISCI, вш. ХХУ, с. 31-37.

II.Некоторые закономерности изменения противодофляпионной уст общности карбонатных черноземов Предкавказья, - Бш, Почв, ин-та им. В.В. Докучаева, 1981, вчп. с. 10-13.

Л-770ВД от M.«.62. 2607 T»pe* IÛO форылт 60x04/16

Тетогрдфия ВЛСХНИЛ Б, XipMTOUtftbcicii пер, д* 21