Земледелие, 2013, № 3: 9-12

УДК 631.452

Агромелиорация на склонах юга Приволжской возвышенности

Л.А. Бабаян, А.М. Беляков, доктора сельскохозяйственных наук
В.В. Леонтьев, кандидат сельскохозяйственных наук
Нижне-Волжский НИИ сельского хозяйства
403013, Волгоградская область, Городищенский район, пос. Областной сельскохозяйственной опытной станции, ул. Центральная, 12
Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Рассказано об основных приемах агромелиорации на склоновых землях Волгоградской области и опыте их использования в ОПХ «Новожизненское».

Ключевые слова: cмыв почвы, почвозащитный севооборот, буферно-полостное размещение культур, обработкf почвы на склонах, фитомелиоративный комплекс.

В Волгоградской области эрозионные процессы, обусловленные в основном дефляцией и смывом почвы, охватывают 835 тыс. га сельскохозяйственных угодий, расположенных на склонах от 2° до 8° и выше. Воздействие дефляции отмечается преимущественно при ветрах восточных направлений. Появления пыльных бурь за два десятилетия в области не зафиксировано, но влияние более слабых ветров ощущается постоянно. Водная же эрозия почв наблюдается практически ежегодно при интенсивном снеготаянии, а также  при периодическом выпадении ливневых осадков в летний и осенний  периоды.  Годовой  суммарный смыв почвы колеблется в пределах от 3-6 до 10-15 т/га, а в отдельных случаях – до 32 т/га [1].
Анализы, проведенные в нашем институте, показали, что в твердом стоке со светло-каштановой почвы на участке с уклоном 4-5о содержалось 2,2 % гумуса,  11,2, мг/100 г почвы доступных форм азота, 3,3 – фосфора и 49,9 мг/100 г – калия, тогда как их исходное содержание в почве составило соответственно 1,7 %, 10,9; 2,2 и 31,0 мг/100 г почвы [1].
Вызывает озабоченность и дегумификация почв, особенно на присетевых участках водосборной территории. Установлено, что за десятилетний период (1994-2004 гг.) содержание гумуса в слое 0-20 см светло-каштановой почвы с верхней части склона северо-западной экспозиции крутизной 4-5о уменьшилось с 2,0 до 1,7 %, а с нижней (ближе к водотоку) – с 2,3 до 2,0 %. На этих же частях склона, но юго-восточной экспозиции и крутизной  5-6о, снижение содержания гумуса составило соответственно 0,1 и 0,2 %. Содержание гумуса на приводораздельных частях участка и водотоке за десятилетний период существенно не изменялось (точки отбора почвенных проб зафиксированы в 1994 г., методы определения и лаборатория те же). Дегумификация почвы на склоне за этот  период обусловлена преимущественно активно действующими эрозионными процессами, вызванными в основном нерациональным антропогенным вмешательством. Наблюдаемые почти повсеместно, и особенно на пашне, довольно глубокие размоины нередко приводят к образованию оврагов и, как следствие, – к выводу значительной земельной площади из производственного оборота.
Нерациональное и бесконтрольное использование угодий обусловило развитие деградационных процессов и на нижерасположенных слабоуклонных территориях.
Обобщение результатов многолетних исследований, проведенных на водораздельной территории со светло-каштановой почвой в ОПХ «Новожизненское» [2], позволяет рекомендовать для снижения масштабов плоскостного стока ряд почвозащитных агроприемов, адаптированных к местным условиям.
Прежде всего, это правильное чередование культур в севообороте. В степной зоне каштановых почв на эродированных агроландшафтах крутизной выше 3о мы рекомендуем севооборот со следующим чередованием культур: зерновые – зернобобовые (горох, вика) – ячмень + донник – донник или зерновые – ячмень + эспарцет – эспарцет – эспарцет. В этом севообороте соотношение между культурами-восстановителями почвенного плодородия (зернобобовые, многолетние травы) и культурами зерновой группы оптимально. Использование последних укосов многолетних трав в качестве сидерального удобрения в значительной степени повышает противоэрозионную стойкость почвы и ее плодородие. Так, запашка травостоя люцерны под зерновые колосовые обеспечила получение дополнительного урожая зерна 2-3 ц/га, а последействие сидерального удобрения положительно сказалось на продуктивности следующих в севообороте культур. В производственном опыте в таком севообороте на слабо- и среднеэродированной светло-каштановой почве склона юго-восточной экспозиции крутизной 5-6о урожайность сена донника составила 63,6 и 48,8 ц/га, а урожайность сена эспарцета – соответственно 40,4 и 37,2 ц/га. Однако по качественным показателям донник уступает эспарцету и выпадает после двухлетнего использования.
На сложных ландшафтах с каштановыми почвами в травопольных севооборотах перспективна бобово-злаковая травосмесь, включающая бобовые (эспарцет, донник, люцерна синяя) и злаковые (житняк ширококолосый, костер безостый, пырей сизый).
Следует также учесть, что в богарных условиях сухостепной зоны Нижнего Поволжья получить всходы и сохранить начальные посевы многолетних трав в отдельные  годы со слабой влагообеспеченностью бывает не всегда возможно, а иногда требуется их пересев.
Противоэрозионная эффективность севооборота с четырех-,  и особенно пятилетним использованием бобово-злаковых трав наиболее высокая, но при этом урожайность травосмеси снижается до 6-10 ц/га и ниже. Одновременно ухудшается и качество сена. Такое длительное пользование многолетними травами возможно лишь на сильноэродированных землях.
Размещать посевы культур на эродированных склонах следует по контурам под защитой буферных полос шириной 8-10 м из бобово-злаковых смесей многолетних трав (рис. 1). Выбор ширины буферного пространства зависит от уклонов и противоэрозионной стойкости почвы, но она должна быть не менее 30-40 м, так как на более узких полосах трудно проводить полевые работы. Такое полосное размещение растений  эффективно сдерживает смыв почвы, поскольку при разделении участка на отдельные отрезки сокращается энергия передвижения поверхностного стока, а смыв почвы гасится на границе с многолетними травами. На межбуферной полосе создается меньшая контрастность рельефа, почвенного покрова и микроклимата.
В борьбе с эрозией на склонах большую роль играет выбор способа обработки почвы. На склоновых полях степной зоны, где преобладают тяжелые заплывающие солонцовые почвы, особенно после многолетних трав и предшественников, засоренных многолетними и корнеотпрысковыми сорняками, наиболее приемлема глубокая отвальная вспашка плугом с предплужниками. На сравнительно легких почвах после зерновых и зернобобовых можно применять плоскорезы. Однако при обработке плоскорезом наблюдается усиление засоренности, уплотнение почвы, неравномерная заделка органических удобрений. При посеве рядовыми сеялками часть семян остается на поверхности поля. Эти негативные моменты можно устранить, применяя разноглубинную обработку с  помощью новых чизельных рабочих органов (РАНЧО), конструкция которых разработана в нашем институте (рис. 2). Поверхностная обработка почвы эффективна после зернобобовых и пропашных предшественников при допустимом уровне засоренности.
Чтобы снизить уплотнение почвы и засоренность посевов, особенно многолетними сорняками, бесплужную обработку эффективно периодически  (через 3-4 года) чередовать с отвальной вспашкой.
Исследованиями установлены оптимальные нормы минеральных удобрений под зерновые колосовые культуры на эродированных почвах степных агроландшафтов области – N40-60Р40-60К30-40. Фосфорные и калийные удобрения целесообразнее вносить осенью, под основную обработку почвы. Наибольшая отзывчивость озимой пшеницы на азотные удобрения достигается при внесении одной трети дозы до посева и остальной части – ранней весной в подкормку. При недостатке в хозяйствах азотных туков целесообразно применить их весной, в фазе кущения растений. Под яровые колосовые эффективнее всю норму азота вносить до посева. Рационально использовать азотные удобрения и локально (в рядки) при посеве зерновых колосовых (10-15 кг/га).
Проведенные исследования показывают, что с повышением густоты стояния растений почвозащитные свойства посева усиливаются. На склонах на каштановых почвах оптимальная норма высева озимой пшеницы – 5-6, ярового ячменя – 4-5 млн всхожих семян на 1 га. Для посева зерновых колосовых на эродированных склонах можно использовать стерневую сеялку  СЗС-2,1, отрегулированную на минимальную глубину высева. В ОПХ «Новожизненское» с 1994 г. мы изучали защитную эффективность противоэрозионного фитокомплекса. Опыты проводились на части водосбора крутизной 4-6о между балками Майская и Дочь. С учетом рельефа и почвенного покрова на водосборе проведены почвозащитные мелиорации с включением агротехнических и лугомелиоративных приемов. На наиболее эрозионно опасной части склона северо-западной экспозиции строго по контуру участка (параллельно водотоку) создана буферная полоса из смеси злаково-бобовых трав шириной 10 м с межбуферным расстоянием по обе стороны 50 м. Дно балки с выраженным началом оврагообразования залужали посевом многолетних трав. Для предотвращения смыва почвы смесь многолетних трав посеяна и на водораздельных участках склонов северо-западной и юго-восточной экспозиций. В состав травосмеси входили эспарцет, донник, люцерна, кострец, житняк, пырей. Общая площадь созданного контурно-мелиоративного комплекса – 28 га. На нем сложились следующие компоненты агроландшафта: полезащитные лесонасаждения (лесные ветрозащитные полосы, созданные в прошлом) – 3,3 %, залуженные участки – 31,3 %, используемая пашня – 65,4 %.
Внутри почвозащитного комплекса проводили изучение эффективности севооборотов с различным насыщением многолетними травами, буферно-полосного размещения культур, способов отвальной и безотвальной обработок почвы. В сево­оборотах использовали озимую пшеницу, яровой ячмень и в качестве улучшителя почвенного плодородия – зерно-бобовые (горох).
Почва опытного участка – светло-каштановая, солонцеватая. В низинной части балочного водосбора в результате поверхностного стока образовались намытые почвы черно-пепельной окраски (следствие высокой гумусированности) и с однородностью слоев по глубине. Отличительная особенность почвы – большое количество пылеватых фракций (до 59 %), что характерно для светло-каштановых почв области и обуславливает их низкую противоэрозионную устойчивость. Намытые почвы водотока отличались зернисто-комковатой или мелко-комковатой структурой и были густо пронизаны корнями растений. Наибольшая величина полевой влагоемкости (24,3 и 25,2 %) отмечалась на пониженных участках склонов, и особенно на водотоке, что предопределяло и больший диапазон активной влаги  (15,1 и 15,6 %). Реакция почвенного раствора щелочная и по элементам рельефа существенно не изменялась. Обеспеченность пахотного (0-30 см) слоя почвы азотными и фосфорными соединениями слабая, калийными – хорошая. Намытые почвы водотока отличались высокой гумусированностью (3,2-3,3 %) и большим накоплением питательных элементов.
К началу освоения территории комплекса почвы склонов были объектом интенсивного проявления водной эрозии. Ежегодное количество почвы, смываемой с поверхности склонов в результате весеннего снеготаяния и ливневых осадков, составляло в среднем 12,3 т/га. С твердым стоком выносилось 209,1 кг гумуса, а также усвояемых форм питательных веществ: азота – 1,0 кг, фосфора – 0,5 кг, калия – 4,6 кг (табл. 1). Урожайность озимой пшеницы составляла 1,13 т/га, ярового ячменя – 1,20, гороха – 0,86 т/га, сена однолетних трав – 1,41 т/га, многолетних трав – 1,55 т/га, тогда как продуктивность рядом расположенных пастбищных угодий – 0,5-0,6 т/га  воздушно-сухой массы  (табл. 2).  
В первые годы освоения под культуры  севооборота на 1 га вносили 90 кг д.в. азотных, 60 кг – фосфорных и 40 кг – калийных удобрений. В отдельные годы применялась сидерация с измельчением и запашкой люцерны. После уборки предшественника, дискования стерни и отрастания сорняков опытные участки обрабатывали гербицидом Раундап (3-4 л/га), действие которого было весьма  эффективным. 
Многолетний опыт показывает [2 -6], что применение отдельных приемов не всегда позволяет эффективно предотвратить деградацию почвы. Успешная борьба с эрозией возможна лишь при комплексе противоэрозионных мер.
В ОПХ «Новожизненское» с 1994 г. мы изучали защитную эффективность противоэрозионного фитокомплекса. Опыты проводились на части водосбора крутизной 4-6о между балками Майская и Дочь. С учетом рельефа и почвенного покрова на водосборе проведены почвозащитные мелиорации с включением агротехнических и лугомелиоративных приемов. На наиболее эрозионно опасной части склона северо-западной экспозиции строго по контуру участка (параллельно водотоку) создана буферная полоса из смеси злаково-бобовых трав шириной 10 м с межбуферным расстоянием по обе стороны 50 м. Дно балки с выраженным началом оврагообразования залужали посевом многолетних трав. Для предотвращения смыва почвы смесь многолетних трав посеяна и на водораздельных участках склонов северо-западной и юго-восточной экспозиций. В состав травосмеси входили эспарцет, донник, люцерна, кострец, житняк, пырей. Общая площадь созданного контурно-мелиоративного комплекса – 28 га. На нем сложились следующие компоненты агроландшафта: полезащитные лесонасаждения (лесные ветрозащитные полосы, созданные в прошлом) – 3,3 %, залуженные участки – 31,3 %, используемая пашня – 65,4 %. Внутри почвозащитного комплекса проводили изучение эффективности севооборотов с различным насыщением многолетними травами, буферно-полосного размещения культур, способов отвальной и безотвальной обработок почвы. В сево­оборотах использовали озимую пшеницу, яровой ячмень и в качестве улучшителя почвенного плодородия – зерно-бобовые (горох).
Почва опытного участка – светло-каштановая, солонцеватая. В низинной части балочного водосбора в результате поверхностного стока образовались намытые почвы черно-пепельной окраски (следствие высокой гумусированности) и с однородностью слоев по глубине. Отличительная особенность почвы – большое количество пылеватых фракций (до 59 %), что характерно для светло-каштановых почв области и обуславливает их низкую противоэрозионную устойчивость. Намытые почвы водотока отличались зернисто-комковатой или мелко-комковатой структурой и были густо пронизаны корнями растений. Наибольшая величина полевой влагоемкости (24,3 и 25,2 %) отмечалась на пониженных участках склонов, и особенно на водотоке, что предопределяло и больший диапазон активной влаги  (15,1 и 15,6 %). Реакция почвенного раствора щелочная и по элементам рельефа существенно не изменялась. Обеспеченность пахотного (0-30 см) слоя почвы азотными и фосфорными соединениями слабая, калийными – хорошая. Намытые почвы водотока отличались высокой гумусированностью (3,2-3,3 %) и большим накоплением питательных элементов.
К началу освоения территории комплекса почвы склонов были объектом интенсивного проявления водной эрозии. Ежегодное количество почвы, смываемой с поверхности склонов в результате весеннего снеготаяния и ливневых осадков, составляло в среднем 12,3 т/га. С твердым стоком выносилось 209,1 кг гумуса, а также усвояемых форм питательных веществ: азота – 1,0 кг, фосфора – 0,5 кг, калия – 4,6 кг (табл. 1). Урожайность озимой пшеницы составляла 1,13 т/га, ярового ячменя – 1,20, гороха – 0,86 т/га, сена однолетних трав – 1,41 т/га, многолетних трав – 1,55 т/га, тогда как продуктивность рядом расположенных пастбищных угодий – 0,5-0,6 т/га  воздушно-сухой массы  (табл. 2).  
В первые годы освоения под культуры  севооборота на 1 га вносили 90 кг д.в. азотных, 60 кг – фосфорных и 40 кг – калийных удобрений. В отдельные годы применялась сидерация с измельчением и запашкой люцерны. После уборки предшественника, дискования стерни и отрастания сорняков опытные участки обрабатывали гербицидом Раундап (3-4 л/га), действие которого было весьма  эффективным. 
В результате комплексного применения противоэрозионных агротехнических мероприятий в сочетании с луго- и лесомелиорацией удалось изменить характер эрозионных процессов. Проявляемый весной смыв на межбуферных полосах с повышенными элементами макрорельефа наблюдался локально в виде микроструйчатой сети. Основная масса твердого стока откладывалась на стыке с буферной полосой, т.е. вместо смыва верхнего слоя почвы по всему склону наблюдалось перераспределение его на определенных частях. Смыв почвы на участке под фитомелиоративным комплексом сократился в 2,3 раза и составлял в среднем 4,8 т/га в год, что значительно меньше, чем в близко расположенных рядовых посевах. Соответственно снизились и потери элементов питания. Введение севооборотов, насыщенных зерновыми бобовыми и мно­голетними травами с буферно-полосным размещением и залужением эрозионно опасных участков под защитой созданных в прошлом полезащитных лесополос, улучшило структуру почвы, повысило ее устойчивость к деградации (см. табл. 1). Противоэрозионный комплекс способствовал уменьшению потерь влаги со склонов благодаря более рав­но­мерному впитыванию осадков в почву, что в богарных условиях имеет большое значение. Осуществление агротехнических, луго- и отчасти лесомелиоративных мероприятий на эродированном участке водосборной территории позволило не только ослабить разрушающее действие эрозионных процессов, но и повысить продуктивность полевых культур и пастбищ (см. табл. 2).
Обустройство почвозащитного комплекса требует определенных затрат на организацию территории, создание агрофонов по каждому севообороту, разметку базисной линии, особенно на многосторонних склонах, при залужении водотоков и присетевых участков. Однако эти затраты быстро окупаются за счет дополнительного урожая возделываемых культур.
Создание противоэрозионного комплекса – это и  важное мероприятие по охране окружающей среды от загрязнения веществами, мигрирующими с поверхностным стоком на нижерасположенные участки. Комплексное воздействие фитомелиорации положительно отражается и на ландшафте водосборной территории.

1. Противоэрозионная эффективность фитомелиоративного комплекса ОПХ «Новожизненское» на светло-каштановой среднеэродированной почве юго-восточного склона крутизной 5-6^о

2. Продуктивность полевых культур, ц/га

Рис. 1. Буферная полоса из многолетних трав в посевах
на эродированном северо-западном склоне крутизной 4-5°
(ОПХ «Новожиз-ненское»)

Рис. 2. Модернизированный рабочий орган РАНЧО: 1- стойка;
2 - башмак;3 - упор стойки; 4 - долото широкое;
5 - кронштейны;6 - лапки подрезные; 7 - эксцентрик «РАНЧО»

Рис. 3. Посевы гороха, ячменя, донника на склонах северо-западной (4-5 ^о)
и юго-восточной (5-6 ^о) экспозиции (освоенный фитокомплекс)

Литература

1. Бабаян Л.А., Протопопов В.М. Плодородие светло-каштановой почвы на различных элементах рельефа//Почвоведение, 1997. – № 10. –  С. 1245-1249
2. Бабаян Л.А., Беляков А.М., Леонтьев В.В. Агропроизводственное использование обрабатываемых угодий на склонах Приволжской возвышенности. – Волгоград, 2011. – 107 с.
3. Система ведения агропромышленного производства Волгоградской области на 1996-2010 гг. – Волгоград, 1997. – 10 с.
4. Шабаев А.И. Адаптивно-экологические системы земледелия в агроландшафтах Поволжья. – Саратов, 2003. –  63 с.
5. Шикула Н.К. Почвозащитная технология возделывания с.-х. культур на склоновых землях лесостепи Украины/Почвозащитное земледелие на склонах. –  М.: Колос, 1983. –  190 с
6. Черкасов Г.Н. Проблемы земледелия надо решать комплексно//Земледелие, 2008 – № 2. – С. 10.

Melioration on slopes of the south of Volga Uplands

L.A. Babayan, A.M. Belyakov, V.V. Leont'ev

Main ways of melioration on slopes of Volgograd region and experience of their applying in OPH "Novozhilinskoe" are discussed.

Keywords: soil erosion, soil protection crop rotation, buffered-cavitary placement of the culture, soil cultivation on slopes, phytomeliorative complex.