О бработка почв, подверженных эрозии

Земледелие края является преимущественно склоновым. В этих условиях приходится иметь дело, как с водной, так и с одновременным проявлением ветровой и водной эрозии.

В сухостепной зоне края смешанная (комплексная) эрозия в большинстве случаев включает сочетание ветровой эрозии, проявляющейся в сильной степени, со слабой водной. На обыкновенных черноземах типичной степи и особенно в открытых лесостепных районах, где не только возрастает количество годовых осадков, но и удельный вес зимних, на склоновых землях наблюдается ветровая эрозия в слабой, средней и реже сильной степени в сочетании с водной, которая проявляется в слабой и реже в средней степени. В последнем случае смыв и размыв почвы наблюдается не только от летних ливневых дождей, но и от талых вод. Водной эрозии чаще всего в слабой степени подвержены пахотные земли, расположенные на склонах северной тайги и подтайги, а также закрытых (хорошо облесенных) участках лесостепи. Наиболее остро водная эрозия проявляется в подтаежных и таежных районах низкогорий и среднегорий южной части Красноярского края.

Ветровая эрозия почв (дефляция) наибольший ущерб наносит земледелию в степных хозяйствах, расположенных на территории Минусинской впадины и южной части Чулымо-Енисейской котловины. Здесь расположены основные площади сильно- и среднедефлированных пахотных земель. Ветровая эрозия имеет место и в условиях равнинного рельефа открытой (остепненной) лесостепи и проявляется она здесь в слабой и реже в средней степени.

В соответствии с генеральной схемой противоэрозионных мероприятий и почвенно-эрозионным районированием, зоны ветровой, водной и смешанной эрозии представлены следующими административными районами Красноярского края.

В зону ветровой эрозии входит Иланский, Абанский, Уярский, Боготольский, часть Назаровского, Ужурского, Балахтинского, Канского, Ирбейского и Партизанского районов.

Зона водной эрозии представлена Ачинским, Каратузским, Манским, частью Ермаковского, Шушенского, Курагинского, Идринского, Назаровского, Ужурского, Краснотуранского и Саянского районов.

Зона одновременного проявления ветровой и водной эрозии наблюдается на территории Новоселовского, Минусинского, Большемуртинского, Сухобузимского, Емельяновского, Шарыповского районов, в открытых с холмисто-увалистым рельефом частях Ермаковского, Шушенского, Курагинского, Идринского, Назаровского, Ужурского, Краснотуранского, Саянского, Рыбинского, Балахтинского, Канского, Ирбейского и Партизанского районов.

На проявление эрозии существенное влияние оказывает рельеф. Холмисто-сопочный рельеф котловин Минусинской впадины с их низкогорным окружением способствует проявлению как водной, так и ветровой эрозии. Одинаковое направление межгорных или межсопочных долин и господствующих ветров, характерное для большинства районов Минусинской впадины, являются причиной создания своеобразных природных аэродинамических «труб» и «ворот» в долинах. Скапливающаяся в долинах масса движущегося воздуха особенно разрушительна в местах сужения долин. Расчлененный рельеф тормозит развитие пыльных бурь, однако всхолмленность не только играет роль механических препятствий, но и увеличивает вихревые явления. Таким образом, ветровая деятельность не погашается, она принимает формы разнообразных завихрений у склонов различных экспозиций, что является причиной дефляции почвы даже на заветренных участках с почвами легкого гранулометрического состава.

Распашка маломощных почв на ветроударных склонах явилась одной из причин усиления эрозионных процессов в районах открытой лесостепи и степи Красноярского края. Учитывая, что вытянутые по направлению господствующего ветра участки, расположенные в межсопочных понижениях, а также ветроударные склоны, ежегодно подвергаются ветровой эрозии, а летом - и водной, считается целесообразным выводить такую пашню из оборота, задерняя ее многолетней растительностью с последующим использованием для сенокошения и умеренного выпаса.

Чтобы представить насколько эродируемые почвы теряют свое плодородие, достаточно сказать, что снос только одного сантиметра верхнего горизонта южного чернозема означает потерю с 1 гектара 76 кг азота, 240 кг Р2О5 и 800 кг К2О. Такого количества азота, фосфора и калия хватило бы для создания урожая пшеницы в 23 ц, фосфора в 240 ц, а калия в 306 ц/га. Между тем естественное восстановление почвы идет очень медленно. На формирование гумусового слоя мощностью в 1 сантиметр, требуется до 300 и более лет. Поэтому лучше и проще предотвращать эрозию, нежели бороться с ее последствиями.

Ветровая эрозия может происходить в течение всего года, но чаще и в наиболее сильной степени она проявляется весной, когда почва взрыхлена предпосевными обработками на огромных площадях и лишена защитного растительного покрова. Летом ветровая эрозия наблюдается редко и проявляется лишь на паровых полях, обработанных отвальными орудиями. Осенью она имеет место на отвальной зяби, а зимой она проявляется в виде пыле-снеговых метелей. В отдельные малоснежные зимы снос мелкозема незащищенных полей достигает весьма существенных величин.

Поскольку процесс разрушения почв зависит от многих факторов, эрозию нельзя остановить каким-то одним приемом. Поэтому в районах с эрозионноопасным климатом необходима разработка и внедрение комплекса противоэрозионных мероприятий, а так как причины возникновения и факторы развития эрозии в разных почвенно-климатических зонах различны, почвозащитные комплексы должны быть зональными.

В районах с эрозионноопасным климатом полагаться только на собственную устойчивость почв к ветру нельзя, так как даже при наличии достаточного количества ветроустойчивых агрегатов (комочков) в верхнем слое, поле, обработанное отвальными орудиями, не застраховано от воздействия лавинного эффекта, возникшего в результате эрозии на других полях. Поэтому необходимо применение дополнительных мер усиливающих сопротивляемость почв к ветровой эрозии.

Известно, что почва не подвергается эрозии, если она покрыта растительностью. Растения снижают скорость ветра у поверхности почвы, способствуют задержанию и накоплению выдутых частей с незащищенных растительностью участков; корни растений скрепляют почву и делают ее менее восприимчивой к разрушающему воздействию воды и ветра. К одному из наиболее эффективных средств прекращения скачкообразного движения почвенных частиц относят послеуборочные остатки (стерня).

Сохранение стерни на поверхности поля имеет исключительно важное значение. Как показали исследования Всесоюзного научно-исследовательского института зернового хозяйства, при наличии 300 штук стоячих стернинок на квадратном метре, движение воздуха у поверхности почвы прекращается даже при самых сильных ветрах и любая, даже сильно распыленная почва, мало подвергается эрозии.

Наблюдения за эродируемостью почвы в степных районах Хакасии и открытой лесостепи Причулымья показали, что при наличии в верхнем слое почвы 60% частиц устойчивых к переносу ветром (крупнее 1 мм) для предотвращения почвы от эрозии достаточно иметь на квадратном метре 100 штук условных стернинок длиной 20 см. Если же почва сильно распылена и на долю ветроустойчивых частиц приходится только 30%, то для предотвращения почвы от эрозии необходимо иметь на квадратном метре не менее 300 штук условных стернинок.

Защита почв от эрозии не может быть достигнута применением какого-либо отдельного мероприятия или приема. Она может быть успешной лишь в том случае, если будет использован весь комплекс организационных, агротехнических и лесомелиоративных мероприятий по борьбе с эрозией почвы. Вместе с тем, в комплексе противоэрозионных мероприятий наиболее эффективной мерой борьбы с ветровой эрозией является правильная система обработки почвы, ограничивающая применение почвообрабатывающих орудий, оборачивающих пласт и обнажающих поверхность почвы с заменой их такими, которые непосредственно не воздействуют на верхний слой почвы и сохраняют пожнивные остатки. К таким орудиям относятся орудия плоскорезного типа. Однако пожнивными остатками можно защитить поля, вышедшие из-под зерновых культур и, в свою очередь, используемые под культуры сплошного сева. Поля, отводимые под чистые пары, а также занятые пропашными культурами подвергаются неоднократной культивации для борьбы с сорняками. При этом пожнивные остатки засыпаются почвой, и без применения специальных мер для защиты таких полей они будут подвергаться ветровой эрозии.

Помимо паровых полей и посевов пропашных культур, в дополнительной защите от эрозии нуждаются и те поля, на которых получен низкий урожай зерновых (порядка 6-7 ц/га), и на которых остается мало стерни для защиты почвы от ветра.

Несмотря на то, что многие исследователи пришли к выводу о необходимости замены отвальной зяби безотвальным рыхлением в районах развития ветровой эрозии, подавляющее большинство из них признают необходимость сочетания в севооборотах отвальных обработок с безотвальными, глубоких рыхлений с мелкими. Дело в том, что при длительном (ежегодном) применении безотвальных обработок происходит резкая дифференциация пахотного слоя, при которой нижние горизонты пахотного слоя становятся менее плодородными по сравнению с верхним, в то время как при отвальной вспашке плодородие верхнего и нижнего слоев пахотного слоя остается одинаковым. Следовательно, при систематическом применении безотвальных обработок, в меньшей степени используется потенциальное плодородие всего пахотного слоя.

Вторая важная причина, вызывающая необходимость чередования отвальной вспашки с безотвальным рыхлением, кроется в том, что систематическая безотвальная обработка почвы приводит к возрастанию засоренности полей.

Одной из главных задач обработки почвы при возделывании сельскохозяйственных культур на эродируемых землях является защита от эрозии парового поля.

Паровое поле является важнейшим звеном полевого севооборота в почвозащитной системе земледелия. Вместе с тем паровое поле является объектом усиленной эрозии, поскольку при обработке его по типу черного оно подвергается воздействию ветра два полных осенне-зимних и весенних периодов. Именно эта причина является основной, определяющей необходимость обработки чистого пара в эрозионноопасных районах по типу раннего, в котором основная обработка почвы переносится на весенний период. Перенос основной обработки пара с осени на весну сокращает эрозионно-опасный период на 8-9 месяцев.

Обработка раннего стерневого пара весной начинается с закрытия влаги. Но чтобы максимально сохранить оставшуюся с осени стерню, выполняющую почвозащитную функцию, закрытие влаги проводят не зубовыми, а игольчатыми боронами.

При использовании зубовых борон они беспрерывно забиваются стерней, стоячая стерня заваливается и часть ее перемешивается с почвой, снижая тем самым почвозащитный эффект стерни.

В отличие от зубовых, игольчатая борона БИГ-3 может работать при любом количестве растительных остатков и даже если на поле при уборке предшествующей пару зерновой культуры разбрасывается измельченная комбайном солома. Игольчатая борона рыхлит верхний слой почвы на глубину 4-6 см и сохраняет на поверхности незаделанными почти все растительные остатки, которые и предохраняют в дальнейшем почву от потери влаги и разрушения ее ветром. Кроме того, при обработке поля БИГ-3 в почву частично заделываются семена сорняков, лежащих на поверхности поля, что способствует их прорастанию и позволяет уничтожить всходы сорняков при основной обработке пара.

Для более полной заделки семян сорняков в почву и провокации их к прорастанию, а также для подрезания начинающих отрастать розеток многолетних сорняков, проводят культивацию на глубину 8-10 см плоскорезами КПЭ-3,8; КПШ-9; КПШ-15.

Основной обработкой чистого пара принято считать первую глубокую обработку парового поля. Если ранний пар обрабатывается по типу отвального, то его основная обработка проводится плугом с предплужниками на глубину 25-27 см в середине июня, а дальнейший уход за паровым полем осуществляется паровым культиватором КПС-4 по мере появления всходов сорняков. Для защиты такого отвального пара от ветровой эрозии его размещают полосами, чередуя их с буферными полосами, в роли которых выступают посевы зерновых, после уборки которых проводится плоскорезная обработка. При этом рекомендуется следующая ширина буферных стерневых полос и полос чистого пара: на слабоэродируемых почвах 100 м, среднеэродированных - 50 и сильноэродируемых - 25-33 м.

Если же ранний отвальный пар размещается вне буферных полос и занимает целое поле севооборота, то он нуждается в дополнительной защите от ветра в наступающий эрозионноопасный осенне-зимне-весенний период. Такую защитную роль успешно выполняют кулисы из высокостебельных культур - подсолнечника, кукурузы, горчицы. Однако из перечисленных культур наиболее приемлемой для создания кулис является горчица сизая. Дело в том, что при использовании в качестве кулисных растений подсолнечника и кукурузы их необходимо высевать в паровых полях в начале июня, т.е. тогда, когда еще не произведена вспашка пара и предварительная очистка его от сорняков. Даже при посеве подсолнечника 23 июня, спустя неделю после подъема пара он не успевал зацвести до наступления ранних осенних заморозков, стебли растений не успевали задревесневать и полегали под действием ветров и морозов. Кроме того, рядки кулис и их защитные зоны сильно зарастали сорняками и в дальнейшем являлись источником засорения посевов.

В отличии от кукурузы и подсолнечника, горчица при посеве в первой - середине второй декады июля успевает вырасти и зацвести, а стебли одревеснеть до наступления осенних заморозков. До середины июля паровое поле обрабатывается после вспашки культиваторами не менее двух раз и поэтому вероятность засорения кулис сорняками и их обсеменения резко снижается.

Посев кулис лучше всего осуществлять специальной кулисной сеялкой СКН-3, к достоинствам которой относится то, что впереди сошника установлена небольшая лапа-окучник, которая раздвигает верхний, как правило, подсохший слой почвы, идущий следом сошник высевает в образовавшуюся бороздку семена горчицы в более влажный слой на глубину 3-4 см, а обжимные каточки прикатывают рядок. Горчицу можно высевать любыми зерновыми сеялками, но лучше всего использовать сеялку СЗС-2,1, которая обеспечивает предпосевную обработку почвы, посев горчицы, внесение удобрений и рядковое прикатывание. Чтобы избежать повреждения кулис во время обработки межкулисных пространств ,сеять их надо прямолинейно и поэтому сеялки необходимо оборудовать маркёрами .Для посева можно использовать сцепку СП-15, оборудованную гидравлическими маркёрами ,за которую и прицепляют сеялки. Вылет маркёра рассчитывается по формуле ,включающей ширину межкулисных пространств (8-12м), плюс или минус половину ширины трактора. После расчета вылета маркёра, тракторист первый проход делает по вешкам, а затем водит трактор по следу маркёра.

Норма высева горчицы 500-600 г на 1 гектар кулисного пара. На одном погонном метре рядка должно быть 30-40 растений. Направление кулис должно быть перпендикулярным по отношению к господствующим в зимний период ветрам. При использовании зерновых сеялок , выдвижение катушки высевающего аппарата должно быть наименьшим , лишь бы не наблюдалось дробления семян горчицы. С целью уменьшения подачи семян на катушку , высевающий аппарат закрывают пластинками с оставлением небольшой щели шириной 1,9-2мм. В этом случае отпадает необходимость в наполнителях для семян горчицы.

 Как и другие мелкосемянные культуры, горчицу следует высевать на небольшую глубину; но необходимо следить, чтобы семена были заделаны во влажный слой почвы. Если к моменту посева в почве имеются достаточные запасы влаги, то глубина заделки семян должна составлять 3-4 см, но если предпосевной слой почвы иссушен, то допускается заделка семян на 5-6 см с обязательным прикатыванием. После появления всходов кулис ,межкулисные пространства обрабатывают культиваторами КПС-4, или штанговыми культиваторами, либо культиваторами плоскорезами, как и в обычном пару, по мере появления всходов сорняков.

 Чаще всего создаются двухрядные кулисы из горчицы с межкулисным пространством до 8-10 м. Однако в районах с напряженным ветровым режимом расстояние между кулисами не должно превышать 8 м, а число рядков в кулисе необходимо увеличивать до 4-6-ти.

 Наблюдения за накоплением снега в кулисных парах с 2-4 и 6-ти строчными посевами горчицы и расстояниями между кулисами в 11 и 22 м показали, что в условиях открытой лесостепи Причулымья даже при межкулисном пространстве в 11 м накопление снега в межкулисном пространстве отмечается лишь на расстоянии 4-5 метров от кулис. При этом мощность снежного покрова непосредственно в кулисе достигала 42 см, а в центре межкулисного пространства - 13 см. При 4-6-ти рядной конструкции кулис с межкулисным пространством в 11 м, прибавка урожая зерна пшеницы составляет около двух центнеров с гектара. Можно предполагать, что и двухстрочная конструкция кулис может обеспечить достоверную прибавку урожая при уменьшении расстояния между кулисами до 8 м. Это подтверждают пятилетние данные, где двухстрочные кулисы из горчицы при межкулисном пространстве в 8-10 м повысили урожайность пшеницы на 1,4 ц/га или на 8,4% .

Кулисный пар в условиях типичной степи и открытой лесостепи при соблюдении технологии его подготовки обеспечивает дополнительное накопление почвенной влаги ко времени посева культур, размещаемых по этому предшественнику, в пределах 30-60 мм. Снег, накапливаемый кулисами, предохраняет почвенную влагу от вымораживания, а весной влага твердых осадков, увлажняя верхние слои почвы, служит своеобразным экраном, уменьшающим потери влаги из более глубоких слоев почвы в период от схода снега до посева яровой пшеницы.

Следует признать, что низкая фильтрационная способность глубоко промерзшей почвы существенно снижает коэффициент усвоения зимних осадков. Снеговая вода аккумулируется в самых верхних слоях почвы, откуда она интенсивно испаряется в течение 1-1,5 месяцев - периода от схода снега до посева яровой пшеницы.

 Чтобы показать, насколько ощутимы непродуктивные потери влаги на физическое испарение из почвы, достаточно представить вполне реальную ситуацию, при которой в кулисном пару накапливается равномерный слой снега мощностью 20-30 см. При плотности снега 0,30-0,32 г/см3, запас воды в нем составит 64 и 96 мм соответственно. Такого количества воды вполне достаточно для насыщения метрового слоя кулисного пара. Однако, запасы влаги в метровом слое почвы кулисного пара к периоду посева пшеницы превышают запасы влаги в чистых парах без кулис всего на 30, а в лучшем случае - на 60 мм. Преимущество кулисных паров по запасам влаги в метровом слое к периоду всходов яровой пшеницы продолжает снижаться, и в среднем за три года оно выражается в 21 мм влаги.

Посев кулис в паровых полях расположенных на склонах, положительно решая проблему борьбы с ветровой эрозией почвы, снижает их эффективность в пополнении запасов влаги, поскольку снеговая вода в большей степени стекает со склонов, вызывая при этом водную эрозию почвы.

Для пополнения запасов почвенной влаги за счет талых вод рекомендуется такой прием как щелевание, которое проводится на глубину 40-45 см в предзимний период при промерзании почвы на глубину 8-10 см. Щелевание проводится с помощью орудий типа ГР-2,7, с ножами-щелерезами, плоскореза-щелевателя ПЩ-3; ПЩ-5, а также щелевателя-кротователя ЩН-5-40. Последний, помимо нарезки щелей, образует валики в целях уменьшения стока воды и водной эрозии на склонах до 8о. Глубина нарезаемых щелей 40-45 см. ширина щелей 25-30 мм, а диаметр кротового отверстия - 60-65 мм. На равнинных элементах рельефа щелевание проводится вдоль кулис, а на склонах - поперек кулис. Благодаря данному способу обеспечивается повышение содержания влаги в почве за счет перевода атмосферной влаги во внутрипочвенную и уменьшения непроизводительных потерь влаги на физическое испарение из почвы.

Эффективность щелевания установлена в опытах кафедры общего земледелия КрасГАУ, где оно увеличивало весенние запасы влаги в пахотном и метровом слоях почвы к фазе всходов яровой пшеницы соответственно на 13 и 23 мм по сравнению с контролем (чистый пар без кулис и щелевания). Улучшение влагообеспеченности посевов пшеницы по пару, на котором проведено щелевание способствовало повышению урожайности пшеницы.

Для обеспечения защиты обыкновенных черноземов Чулымо-Енисейской впадины от ветровой эрозии необходимо отказаться от зяблевой вспашки, заменив ее на осеннюю или весеннюю плоскорезную обработку на глубину 20-22 см, либо на весновспашку. Наличие стерни на перечисленных вариантах способствует формированию снежного покрова мощностью в 20-23см. Однако значимость твердых осадков неоднозначна. На фоне сильного промерзания хорошо увлажненной почвы при интенсивном снеготаянии снеговая вода плохо усваивается. В условиях Учумского племовцезавода только в двух из четырех лет накопление влаги к моменту посева пшеницы  на фоне весенней плоскорезной обработки достигала 36 мм. Перенос плоскорезной обработки почвы на весну увеличивал прибавку урожайности повторных посевов пшеницы по парам в 2,9 ц/га, или на 26,4% по сравнению с посевами по зяблевой вспашке.

Осенняя плоскорезная обработка также сопровождалась увеличением урожайности пшеницы по сравнению с контролем (зяблевая вспашка) на 2,1 ц/га, а наиболее высокая урожайность пшеницы получена на фоне весновпашки, где прибавка в среднем за 4 года составляла 3,3 ц/га, что на 30% выше, чем по зяблевой вспашке. В этом отношении необходимо подчеркнуть, что данный эффект достигнут на фоне высокой технологической дисциплины не допускающей разрыва во времени между весновспашкой и посевом пшеницы не более 2-х суток.

Результаты многолетних полевых опытов были использованы для выявления метеорологических показателей, определяющих действие плоскорезной обработки и оценки климатических ресурсов в крае применительно к этому виду обработки почвы.

Анализы прибавки урожайности зерновых культур в зависимости от ГТК позволили сделать вывод о том, что плоскорезная обработка почвы под зерновые культуры эффективна в засушливых условиях с ГТК меньше I. При ГТК за вегетационный период больше 1,2 плоскорезная обработка неэффективна.

Высокие коэффициенты корреляции получены от связи раз­ности запасов влага метрового слоя почвы по плоскорезной обработке и отвальной пахоте с осадками (0,49-0,71). Положительные коэффициенты корреляции указывают на прямую связь накопления запасов влага в почве при безотвальной обработке с осадками отдельных периодов, из чего следует, что плоскорезная обработка лучше сохраняет осадки в почве по сравнению с отвальной вспашкой.

Обнаружена наиболее тесная связь влагонакопления на фоне плоскорезной обработки перед уходом в зиму с осенними осадками. При осадках за сентябрь-октябрь в 70 мм запасы влаги в метровом слое почвы перед уходом в зиму по плоско­резной обработке на 10 мм больше, чем при пахоте. При осадках в 100 мм эта разница составляет 20 мм. Влагонакопительное действие плоскорезной обработки перед уходом в зиму не отмечается, когда осадки за сентябрь-октябрь меньше 50 мм. Рассчитанная регрессионная связь позволяет сделать вывод о том, что в годы с засушливой осенью при осадках за сентябрь-октябрь в 50 мм и меньше плоскорезную обработку почвы нужно переносить на весну.

На величину прибавки урожайности от плоскорезной обработки наибольшее влияние оказывают летние осадки за июнь-август ( -0,50).

Полученное уравнение регрессионной связи использовалось для определения осадков, обеспечивающих прибавку при безотвальной обработке почвы. Урожайность по отвальной вспашке и плоскорезной обработке одинакова при сумме осадков за период с июня по август в 190 мм. При осадках выше этого значения, урожайность при плоскорезной обработке ниже, чем по отвальной вспашке. Если сумма осадков меньше 190 мм, урожайность по плоскорезной обработке выше, чем по отвальной. Летние осадки в 100-130 мм способствуют получению прибавки урожайности пшеницы в 2-3 ц/га.

Для анализа распределения осадков по районам земледельческой части края, обусловливающих эффективное применение плоскорезной обработки, определена вероятность повторения (в %) по годам осадков за июнь-август в 190 и 130 мм. По средней многолетней сумме летних осадков рассчитан процент лет, когда отмечаются указанные значения их. Расчет климатической обеспеченности летних осадков 85 гидрометеорологических станций позволил составить карту эффективного использования плоскорезной обработки. На большой части земле­дельческой территории края условия увлажнения летом способ­ствуют эффективному действию плоскорезной обработки под зерновые культуры в большинстве лет (в 50 и более % лет). В 20 – 40 % лет в этих районах прибавка урожайности при плос­корезной обработке составляет 2 и более центнера с гектара.

Дата: 2018-11-18, просмотров: 192.