Агроэкологическое обоснование адаптации технологии "no-till" на склоновых землях Центрального Кавказа
Деградация почв и атмосферы в настоящее время как важнейшая социально-экономическая проблема. Эрозия как разрушение и снос верхних, наиболее плодородных горизонтов почвы под действием естественных и антропогенных факторов. Пути устранения ее последствий.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.08.2023 |
| Размер файла | 518,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Агроэкологическое обоснование адаптации технологии «no-till» на склоновых землях Центрального Кавказа
Магомет Карьшсултанович Аушев
Султан Иссаевич Дзармотов
Аннотация
Деградация почв и всей атмосферы в настоящее время - важнейшая социально-экономическая проблема, представляющая угрозу национальной безопасности России. Из всех видов деградации почв считают эрозионные процессы: смыв почвы, выдувание и т.д. Эрозия - разрушение и снос верхних, наиболее плодородных горизонтов почвы под действием естественных и антропогенных факторов. Эрозия появляется на поверхности почвы под воздействием естественных факторов. Как правило, этот процесс проходит медленно. Современная или ускоренная эрозия почв выражается на склоновых землях. В России в рази oilстепени эродировано 130,0 мпн га пашни и на склонах крутизной более 1° расположено 51,4 млн га пашни. Вследствие водной эрозии около 10% пашни потеряли от 30% до 60% своего плодородия, около 25% от 10% до 30%. Ежегодно площадь оврагов увеличивается на 40-100 тыс. га, в большей степени за счет сельскохозяйственных угодий. Например, в условиях ЮФО и СКФО, где расположено 3,5 млн га в разной степени эродированных сельскохозяйственных угодий, в том числе 2,5 млн га пашни, средне-многолетний сток воды 90-100 мм, а годовой смыв почвы 21,8 млн т (или 6,0 m/га), с которым отчуждается 310,1 тыс. т гумуса, 16.5 тыс. т азота, 13,6 тыс. т фосфора, 255,1 тыс. т калия. В связи с этим недобор сельскохозяйственной продукции составляет 1,8 млн т.
Ключевые слова: агроэкологическое, энергосбережение, агрегат, смыв почвы, продуктивность, эрозия
Abstract
Agroecological justification of the adaptation technology «no-till» technology the slope lands of the central caucasus
Magomet K. Aushev1-2, Sultan I. Dzarmotovlcn
The degradation of soils and the entire atmosphere is currently the most important socio-economic problem that poses a threat to Russia's national security. Of all types of soil degradation, erosion processes are considered: soilflushing, blowing, etc. Erosion is the destruction and demolition of the upper, mostfertile soil horizons under the influence ofnatural and anthropogenic factors. Erosion appears on the soil surface under the influence of natural factors. As a mle, this process is slow. Modenr or accelerated soil erosion is expressed on sloping lands. In Russia, 130.0 million hectares of arable land have been eroded to varying degrees, and 51.4 million hectares ofarable land are located on slopes with a steepness of more than 1°. Due to water erosion, about 10% of arable land has lost from 30% to 60% of its fertility, about 25% from 10% to 30%. Every year, the area of ravines increases by 40-100 thousand hectares, mostly due to agricultural land. For example, in the conditions of the Southern Federal District and the North Caucasus Federal District, where 3.5 million hectares of eroded agricultural land are located, including 2.5 million hectares of arable land, the average long-term water flow is 90-100 mm, and the annual soil washout is 21.8 million tons, (or 6.0 t/ha), with which 310.1 thousand tons of humus, 16.5 thousand tons of nitrogen, 13.6 thousand tons ofphosphorus, 255.1 thousand tons of potassium are alienated. In this regard, the shortage of agricultural products is 1.8 million tons.
Keytvords: agroecological, energy saving, aggregate, soil flushing, productivity, erosion
Основная часть
Эрозия - приносит большой ущерб сельскохозяйственному производству, стоками ливневых осадковиталых вод. В последнее время водная эрозия стала усиливаться в СКФО, где продолжительность безморозного периода составляет 290-315 дней, и в среднем ежегодно бывают 15-20 дней с количеством осадков свыше 10 мм и 5-10 дней более 20 мм, которые выпадают в теплое время года в виде интенсивных ливневых дождей. Среднегодовая сумма осадков не превышает 700-800 мм, а сумма продолжительных температур выше 10° достигает 3000-3300°. Все это приводит к сильному иссушению верхних слоев почвы, ускоренному разложению органического вещества, обеструктурированию и распылению почвы, снижению ее противоэрозийной устойчивости и интенсивному смыву. В связи с огромным ущербом, причиняемым эрозией, необходимо разработать систему мероприятий, с помощью которых можно предотвратить или свести к минимуму эрозийные процессы, благодаря совершенствованию систем обработки почвы: замена традиционной отвальной системы на систему дифференцированной обработки почвы с учетом биологических особенностей плодовых культур, применение противоэрозных приемов, улучшение водно-физических свойств почв, в первую очередь водопроницаемость, противоэрозионную устойчивость [4, 5].
Ведущая роль принадлежит осадкам, которые формируют поверхностный сток. Другие климатические факторы (температура, влажность) имеют косвенное значение [7, 8J.
Материалы и методы исследований. Несмотря на то, что водная эрозия определяется влиянием множества факторов, непосредственно эрозионные процессы вызываются атмосферными осадками. Остальные факторы лишь способствуют возникновению и развитию эрозии.
Установлено: развитие эрозионных процессов обусловлено в основном сильно выраженной неравномерностью распределения атмосферных осадков по месяцам, и по отдельным периодам года [3, 6]; интенсивность смыва зависит не только от общего количества осадков, выпавших за один дождь и за сутки, но и от повторяемости, и от интенсивности ливня. Некоторые ливневые дожди большей интенсивности смывают намного больше почвы, чем все дожди, выпадающие в течение месяца, или даже года. Повторяемость слоя и средней интенсивности дождей на склоновых почвах 12-15° (таблица 1).
Таблица 1. Повторяемость слоя и средней интенсивности доящей на склоновых землях в условиях Центрального Кавказа, п=12
|
Высота |
Повторяемость слоя |
|||
|
над уровнем моря, м |
1 раз в 100 лет |
1 раз в 20 лет |
1 раз в 10 лет |
|
|
Средняя интенсивность дождя, мм/мин |
||||
|
1170 |
1,66 |
1,00 |
0,76 |
|
|
1200 |
1,44 |
0,89 |
0,67 |
|
|
1300 |
1,24 |
0,76 |
0,58 |
|
|
1400 |
1,12 |
0,61 |
0,53 |
|
|
1500 |
1,03 |
0,66 |
0,50 |
|
|
1800 |
0,90 |
0,58 |
0,46 |
|
|
2000 |
0,83 |
0,52 |
0,41 |
|
|
Слой осадков за дождь, мм |
||||
|
1170 |
220 |
144 |
116 |
|
|
1200 |
185 |
133 |
108 |
|
|
1300 |
140 |
118 |
98 |
|
|
1400 |
160 |
144 |
92 |
|
|
1500 |
185 |
110 |
89 |
|
|
1800 |
170 |
106 |
82 |
|
|
2000 |
146 |
98 |
78 |
Наши эксперименты показывают (таблица 1), что наибольшая величина смыва отмечается в первые минуты выпадения дождя, когда мельчайшие частицы почвы еще не скреплены водяной пленкой и легко переносятся. Сток воды стабилизируется в течение первых 20-30 минут в зависимости от интенсивности дождя и степени увлажненности почвы. Наименьший урон почве наносит ветровая эрозия, по сравнению с водной [2, 3, 4].
Отсутствие растительности и наличие сухих веществ на поверхности почвы способствует широкому распространению совместной эрозии. Ускоренная ветровая эрозия представляет собой сложное явление, ее развитие зависит от многих природных факторов: скорости, направления и повторяемости ветра, количества осадков, температуры и влажности воздуха; устойчивости почвы, состояния ее поверхности (степень распыления и влажности поверхностного слоя, наличие растительности или ее осадков); геоморфологических условий, особенно рельефа [1, 10, 11, 12].
Почвы наиболее податливы выдуванию в летний или ранневесенний период, когда скорость ветров высокая. Ветровая эрозия начинается с перемещения частиц почвы диаметром 0,1-0,5 мм. В России в настоящее время 18,6 млн га легких по гранулометрическому составу земель, подверженных ветровой эрозии 31,0 млн га, или около 14% сельскохозяйственных угодий [5, 9, 11].
Склоны, имеющие крутизну более 12°, подвергают террасированию и обычно там применяют конструкцию насаждений - полусферической и уплощенной формы крон на сильнорослых и среднерослых подвоях (М-6, М-9), в зависимости от культивирования почвы в междурядьях.
Установлено также, что состав плодовых определяют в зависимости от сорто-породного районирования, учитывая почвенно-климатические и трансформационные условия местности, в сочетании с агробиологическими и почвозащитными особенностями плодовых сортов и породных качеств. В промышленном садоводстве на склонах преимущественно применяют две системы размещения рядов плодовых: контурную и прямоугольную [8].
На склонах с однородными уклонами и малорасчлененными почвами, у которых горизонтали приближенно прямолинейны и параллельны друг к другу, нами применялась прямоугольная система посадки деревьев для снижения водной эрозии почвы стоками воды (рисунок 1).
Рисунок 1. Предложенная нами прямоугольная система посадки деревьев и обработки почвы в зонах приствольных полос с целью снижения водной эрозии склоновых земель путем рыхления почвы на глубину до 16 см и мульчирования фитомассы на корню в зонах приствольных полос
Результаты исследований и их обсуящение. Экспериментами, проведенными нами в саду по адаптации энергосберегающей и инновационной технологии «No-ТШ», для защиты склоновых почв от влияния водной эрозии и комбинированного агрегата, реализующего эту технологию, получено после обработки по известным общепринятым методикам, экспериментальным исследованиям по определению оптимальных параметров рабочего органа роторной фрезы и канонического преобразования, получена математическая модель процесса в виде уравнения регрессии второго рода:
где Y - величина тягового сопротивления роторной фрезы, Н.
Рисунок 2. Расположение рабочих органов КПА в междурядьях сада на склонах: - фрезы роторные - до 16 см;? - дисковые плющители - 0,5 см; о - роторные косилки
Продифференцировав в уравнение (1) по каждой переменной, приравняв производные к нулю, получив систему линейных уравнений, окончательно получим уравнение для составления графика расположения рабочих органов КПА при междурядной обработки почвы:
Системы содержания и обработки почвы в плодовых насаждениях на склонах должны отвечать следующим требованиям: свести к минимуму или полностью предотвратить эрозию почвы, способствовать обогащению почвы органическим веществом, повышению плодородия, активному росту деревьев, получению высоких урожаев плодов и обеспечению максимального использования техники по уходу за плодовыми насаждениями [4, 5, 6].
В садах на склонах с крутизной 10-12°, как показали наши эксперименты, черный пар вызывает эрозию почвы, даже на пологих склонах. Поэтому без сочетания с задернением, или посевом сидеральных культур и другими почвозащитными мероприятиями, черный пар в плодовых насаждениях не рекомендуется многими исследователями.
Имеется много примеров, свидетельствующих о значительных смывах почвы на склонах под черным паром, даже при поперечной ее обработке. Так, нами установлено, что в посадках на склоне крутизной 12-15° за 12 лет было смыто 1480 т/га почвы. Особенно большие смывы 455-342 т/га мы наблюдали в первые два-три года и лишь на 10-й год смывы почти прекратились из-за использования предложенной нами новой технологии «No - Till», посева бобоворапсовой смеси в междурядьях, плющения фитомассы на корню с последующим рыхлением почвы до 16 см, в зонах приствольных полос (рисунок 3).
деградация почва эрозия агроэкологический
Рисунок 3. Опытные данные влияния предложенной технологии «No - Till» на снижение смывов почв на склоновых садах по годам
Все эти проведенные нами агротехнические приемы обеспечили возможность для самопроизвольного формирования на склонах «самотеррасированных» площадок. На этих площадках, как показали эксперименты, удерживаются и накапливаются смываемые атмосферными осадками влага и почва с верхних горизонтов склонов. Дождевая влага на этих площадках (преимущественно зоны приствольных полос) впитывается и накапливается в разрыхленной фрезами до 16 см почве. В свою очередь, почва свободная от смываемой ее влаги удерживается часть в междурядьях и часть на этих площадках сплющенной плющителями КПА фитомассой на корню и покрывающим ее слоем мульчи. Нами установлено, что смывы почвы с верхних горизонтов почвы склоновых садов практически уменьшились, благодаря использованию нового способа обработки почвы и содержания междурядий по технологии «No - Till» на склоновых садах.
Данная технология позволила обеспечить не только сохранение почвенного слоя в верхних слоях склоновых садов, но и привела к постепенному выравниванию почвы по истечении первых 3-5 лет.
Заключение
1. В результате проведенных нами научных экспериментов и исследований по изучению предложенной новой технологии «No - Till» для защиты склоновых почв от влияний эрозий и улучшения плодородия почвы по контуру залегания корней интенсивных и суперинтенсивных садах нами установлено, что сводится к минимуму сток почвы от 6,0 до 1,0 т/га и менее, гумуса - до 11,3 т/га, азота - 212,2 т/га, фосфора - 2573 т/га, калия - 13,7 т/га и др.
2. Установлено, что повторяемость слоя стабильна при средней интенсивности дождей на склоновых землях в условиях Центрального Кавказа за 12-летние научные наблюдения, что один раз за 10 лет средняя интенсивность дождя составляет - до 0.76 мм\мин, при высоте над уровнем моря - 1170 м, и слой осадков за дождь составляет - 16 мм.
3. Благодаря внедрению новой технологии «No - Till», на склоновых землях составлено уравнение регрессии с коэффициентом корреляции, равным - R2= 0,9769, что подтверждает прогнозирование на уровне - 97% вероятности данной технологии (рисунок 3).
Список источников
1. Аушев М.К., Аушева З.М. Факторы, причины возникновения, условия развития и последствия развития водной эрозии на склоновых землях // Молодые исследователи - в поиске: Матер, регион, науч.-практ. конф. студ. и ученых ФГБОУ ВПО ИнгГУ. Магас, 2014. С. 6-12.
2. Аушев М.К. Почвы Ингушетии. Магас: ИнгГУ, 2011. С. 59-63.
3. Аушев М.К, Леймоева А.Ю. Агротехнологическое и агроэкономическое обоснование рациональной технологии ухода за почвой на террасированных горных склонах и предгорной зоне Республики Ингушетия // Проблемы развития АПК региона. 2016. №4. (28). С. 8-12.
4. Аушев М.К. Агроэкологическое и агротехнологическое обоснование разработки комбинированного почвообрабатывающего агрегата с целью создания рационального способа сохранения плодородия почвы и защиты от влияния совместной эрозии в горном садоводстве // Плодоводство и ягодоводство России. 2014. Т. ХХХХ. Ч. 2. С. 60-66.
5. Адиньяев Э.Д. Земледелие горных и склоновых земель. Владикавказ, 2010. С. 10-24.
6. Алиев Т.Г. Повышение эффективности садоводства в современных условиях // Матер, всерос. науч. - практ. конф. Мичуринск, 2003. С. 60-66.
7. Атасуц Г.М. Режим атмосферных осадков в оценке потенциальных опасности эрозии // Оценка и картирование эрозионноопасных и дефляционноопасных земель. М.: Изд. МГУ, 1973. С. 61-63.
8. Дзармотов С.И., Боров И.А. Неустойчивая влагообеспеченность сельскохозяйственных культур в Республике Ингушетия // Известия Дагестанского государственного аграрного университета. 2021. №2 (10). С. 67-69.
9. Лучков П.Г:, Унажоков Б.Д., Шомахов Л.А. Сады на склонах. Нальчик: Изд-во Эльбрус, 1989. С. 64-81.
10. Филатов В.И. Агробиологические основы производства, хранения и переработки продукции растениеводства. М.: Колос С, 2004. С. 59-63.
11. Пат. 2694622 С1 Российская федерация. Способ повышения урожайности зеленой массы озимого рапса / Аушев М.К.; заявитель и патентообладатель ФГБНУ Ингушский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ФГБОУ ВО Ингушский государственный университет. - N2018116283; заявл. 28.04.2018; опубл. 16.07.2019, Бюл. №19.
12. Taylor Y.H., Gill U.R. Report on the state of soil compaction. Mechanics, 1984, vol. 21, pp. 600-605.
References
1. Aushev, M.K. and, Z.M. Ausheva. Factors, causes, conditions of development and consequences of the development of water erosion on inclined lands. Young researchers - in search: Mater, region, scientific and practical, conf. student, and scientists of tlie FGBOU VPOIGSU. Magas, 2014, pp. 6-12.
2. Aushev, M.K. Soils of Ingushetia. Magas: IngGU, 2011, pp. 59-63.
3. Aushev, M.K. and A. Yu. Feymoeva. Agrotechnological and agroeconomical substantiation of rational techno logy of soil care on terraced mountain slopes and in the foothill zone of the Republic of Ingushetia. Problems of development of the agro-industrial complex of the region, 2016, no. 4 (28), pp. 8-12.
4. Aushev, M.K. Agroecological and agrotechnological substantiation of the development of a combined tillage unit in order to create a rational way to preserve soil fertility and protect against the effects of joint erosion in mountain gardening. Fruit and berry growing in Russia, 2014, vol. XXXX, part 2, pp. 60-66.
5. Adinyaev, E.D. Agriculture of mountainous and sloping lands. Vladikavkaz, 2010, pp. 10-24.
6. Aliyev, T.G. Improving the efficiency of gardening in modem conditions. Mater, everything, scientific, practical, conf. Michurinsk, 2003, pp. 60-66.
7. Atasuts, G.M. Atmospheric precipitation regime in the assessment of potential erosion hazard. Assessment and mapping of lands subject to erosion and deflation. M.: Publishing House of Moscow State University, 1973, pp. 61-63.
8. Dzannotov, S.I. and I.A. Borov. Unstable moisture availability of agricultural crops in the Republic of Ingushetia. Izvestiya Dagestan State Agrarian University, 2021, no. 2 (10), pp.67-69.
9. Fuchkov, P.G, B.D. Unazhokov and F.A. Shomakhov. Gardens on the slopes. Nalchik: Publishing house «Elbrus», 1989, pp. 64-81.
10. Filatov, V.I. Agrobiological bases of production, storage and processing of crop production. M.: Kolos S., 2004, pp. 59-63.
11. Patent 2694622 Cl of the Russian Federation. A method for increasing the yield of green mass of winter rapeseed / Aushev M.K.; applicant and patent holder of the Ingush Research Institute of Agriculture of the Ingush State University. - N2018116283; application dated 28.04.2018; publ. 16.07.2019, Blvd. No. 19.
12. Taylor, Yu.H. and U.R. Gill. Report on the state of soil compaction. Mechanics. 1984. Volume 21. pp. 600-605.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Эрозия почвы - разрушение почвы водой и ветром, перемещение продуктов разрушения и их переотложение. Применение комбинированных агрегатов с приводом рабочих органов от тяги трактора. Показатели, характеризующие аэродинамическую стойкость почв к дефляции.
реферат [26,7 K], добавлен 26.01.2012Общая характеристика основных видов деградации земель: эрозия ветровая и водная, промышленная эрозия, дегумификация почв, вторичное засоление, загрязнение почв пестицидами. Причины и факторы, приводящие к деградации земель, способы и методы борьбы с ней.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 10.02.2014Прогресс развития адаптивно-ландшафтного земледелия. Описание и поиск решения проблем возобновления биологических свойств почв Центрального региона Российской Федерации. Сущность биологической деградации почв. Методы повышения наукоемкости агротехнологий.
реферат [52,3 K], добавлен 22.01.2015Общие сведения о хозяйстве, описание климата и почв пашни. Урожайность сельскохозяйственных культур, структура пашни и посевов. Система севооборотов и ее обоснование. Биологизация технологий, приемы повышения продуктивности пашни и плодородия почвы.
курсовая работа [52,4 K], добавлен 17.11.2014Общие сведения о колхозе им. Мичурина. Естественно-исторические и почвенно-климатические условия. Виды и характеристика почв хозяйства. Агропроизводственная группировка и бонитировка почв. Мероприятия по повышению плодородия почв и борьбе с эрозией.
курсовая работа [497,7 K], добавлен 15.06.2010Природные условия и характеристика СПК "Урняк". Географическое распространение почв севооборотной площади. Типы почв, их генезис, морфологические признаки, состав, степень эрозии и пути повышение их плодородия. Агропроизводственная группировка почв.
курсовая работа [73,3 K], добавлен 31.01.2011Деградация лесов и растительности. Изменение видового состава растений. Функции леса, эксплуатационные и деградированные леса. Изучение состояния растительного и почвенного покрова, исследования почв. Ухудшение плодородия, дефляция и эрозия почв.
реферат [277,9 K], добавлен 20.07.2010Изучение технических мероприятий, направленных на улучшение почв и повышение их продуктивности. Характеристика основных видов мелиорации: осушения, орошения, борьбы с эрозией и химической мелиорации. Исследование темпов и причин развития эрозии почвы.
презентация [161,5 K], добавлен 20.05.2011Характеристика морфологических элементов и признаков почвы. Типы строения почвенного профиля. Система символов для обозначения генетических горизонтов почв. Влияние химического состава на окраску почв. Классификация почвенных новообразований и включений.
реферат [178,5 K], добавлен 22.12.2013Влияние эрозии почв на уровень их плодородия. Анализ агропроизводственной характеристики склоновых земель. Выбор наиболее экономически целесообразных вариантов противоэрозионных систем земледелия. Разработка оптимальных условий труда проектировщика.
дипломная работа [435,1 K], добавлен 06.06.2011
