Почвозащитные севообороты

Земельные ресурсы и благоприятные климатические условия Украины обусловливают высокий потенциал производства продукции растениеводства, но традиционный экстенсивный подход к использованию земли привел к неустойчивому состоянию отрасли. Расширение пашни долгое время было единственным, хотя и губительным для будущего, средством ведения отрасли, поскольку сопровождался сокращением природных кормовых угодий, что привело к упадку животноводства, ухудшение качественного состояния почв, рост энергопотребления, нарушению экологического равновесия в окружающей среде и обострения социальной напряженности.

Сейчас распахано 82% сельскохозяйственных угодий, в некоторых областях (Винницкой, Тернопольской, Кировоградской) - более 90%, а во многих районах этот показатель достигает 96%. Такого уровня распаханности угодий никогда не знали развитые страны мира и ни одна республика бывшего СССР. Например, в Германии распахано 32%, Англии - 18,5, в США - 20% сельскохозяйственных угодий.

Степень освоения земельного фонда в Украине - около 60% по сравнению с 10% в бывшем СССР в целом и 12% - в США.

Таким образом, высокий уровень распаханности угодий, укрупнение полей, а также расширение посевов пропашных культур в послевоенные годы более вдвое привели к развитию небывалых эрозионных процессов. Ежегодные потери почвы составляют около 600 млн. Т, в том числе более 20 млн. Т гумуса.

Снизилась биологическая активность почвы, загрязнились и уменьшились ресурсы пресной воды. Только каждый пятый житель Украины потребляет соответствующего качества воду. Кстати, на одного жителя у нас приходится в четыре раза меньше пресной воды, чем в США.

Суммарные ежегодные убытки от эрозии составляют около 5 млрд., А потери чистой прибыли - почти 3 млрд. Долларов США.

На качественное состояние почв губительно влияет изъятие из обработки пахотных земель на несельскохозяйственные нужды. Только на дне искусственных морей и водоемов Украины с учетом подтопления и заболачивания оказалось около 2400000. Га плодородных земель.

Площадь пахотных земель, расположенных на склонах крутизной от 3 ° и более, составляет почти 4 млн. Га.

На этих землях происходят невосполнимые потери энергии, смыв почвы в отдельные годы под пропашными культурами составляет 100-200 т / га.

Как известно, водная эрозия происходит при крутизне склона 0,5 °. С суглинистых и глинистых бесструктурных почв с низкой водопроницаемостью стекает 70% дождевой и 100% талой воды.

Целесообразно напомнить, что задержание на площади 1 т воды и использования ее для формирования урожая стоит в 10 раз дешевле, чем подача ее для орошения из любого источника. При этом потенциальная опасность засух на формирование урожая значительно ослабляется.

Важнейшим мероприятием по борьбе с эрозией почв является внедрение почвозащитных севооборотов.

Севооборота, в которых набор, размещение и чередование сельскохозяйственных культур обеспечивают защиту почв от водной (на 65-70%) и ветровой эрозии, создаются условия для повышения плодородия эродированных и эрозионно опасных земель, обеспечивается повышение урожаев сельскохозяйственных культур, называются почвозащитными. Внедрение их сочетается с такими мерами, как контурно-мелиоративная организация территории, включая, в частности, сооружение различных водорегулирующих систем, полосное размещение посевов, заложенные в соответствии с змитости почвы, крутизны склона и почвозащитной эффективности культур.

Сельскохозяйственные культуры по их реакцией на условия жизни разделяют на три группы: очень-, средне-, и нечувствительные. К первой группе относятся свекла, бахчевые культуры, подсолнечник, конопля, картофель, озимая и яровая пшеница, просо и кукуруза; ко второй - ячмень, гречка, зернобобовые, однолетние травы; к третьей - овес, озимая рожь, многолетние травы. Урожай культур первой группы на мало-, средне- и очень смытых почвах уменьшается соответственно на 10-30, 30-70, 60- 90%; второй - на 5-15, 20-55, 40-70%, третьей - на 5-10, 15-40, 25-55% по сравнению с производительностью этих культур на незмитих почвах водораздела (И. П. Здоровцев, А. Е . Шевцов, 1982).

В зависимости от покрова поверхности поля, сельскохозяйственные культуры обеспечивают разную почвозащитную эффективность. Так, многолетние травы и озимые имеют наибольший коэффициент эффективности - 0,95-0,82, однолетние травы и ранние яровые зерновые и зернобобовые - 0,50-0,42, пропашные - 0,47-0,14, черный пар вовсе не защищает почву от эрозии (табл. 21).

Самый по времени и надежную защиту почв обеспечивают многолетние травы. Хорошо развитые озимые культуры (с кустистостью не менее 3) защищают почву от эрозии с середины осени до поднятия зяби после сбора урожая. Яровые зерновые обычной строчной сева защищают почву со второй половины весны до обработки зяби. После культур обычной строчной сева противоэрозийный фон сохраняется за плоскоризного обработки, чем увеличивается фитомелиоративная действие растений.

Таблица 21

Почвозащитная эффективность сельскохозяйственных культур в зависимости от крутизны склона

Пропашные культуры до смыкания междурядий мало защищают почву от эрозии, а во второй половине лета, когда у растений хорошо развита листовая поверхность, Почвозащитная влияние их усиливается.

В опытах Хмельницкой сельскохозяйственной опытной станции на склоне крутизной 6-8 ° смыв почвы составил под покровом многолетних трав первого года использования 1,1 т / га, озимой пшеницы - 8,9, а кукурузы - 53,2 т / га. Под многолетними травами второго и третьего лет использования смыва почвы почти не было.

Почвозащитная эффективность культур уменьшается с увеличением крутизны склонов. Так, на склоне до 3 °, на котором выращивают озимую пшеницу, вероятность защиты почвы от вредного воздействия водной эрозии составляет 82, а где растут многолетние травы - 95%. На склонах крутизной 6-9 ° почвозащитная действие ослабляется - в соответствии с 7768 и 94-84%.

Почвозащитную эффективность севооборота определяют с помощью формулы:

где Г _с - почвозащитная эффективность севооборота,%;

Зк - почвозащитная эффективность культуры (1, 2, п) в севообороте,%;

Пв - доля культуры (1, 2, п) в севообороте,%.

С увеличением степени змитости почвы производительность Сельскохозяйственные культур снижается. Это зависит и от реакции культур на степень эродированности почвы. Так, озимые, горох и ячмень хорошо растут на малозмитнх почвах, но резко уменьшают урожай на средне- и очень смытых и только эспарцет и люцерна здесь меньше снижают его.

Одним из важнейших мероприятий по повышению почвозащитной роли севооборотов является полосное размещение посевов, то есть поле занимают не одной культурой или паром, а несколькими и размещают их сплошными посевами, а точно дежурят отдельные ленты (полосы).

Почвозащитные свойства полосового размещения посевов сельскохозяйственных культур состоит в том, что при чередовании на полях агрофонов надземные органы растений (стебли и листья) защищают поверхность почвы от ударов дождевых капель и воздушных струй, а корневая система прочно удерживает частицы. Надежность защиты поверхности почвы от дождевых капель и уменьшения скорости движения и концентрации поверхностного стока зависят от фазы развития растений.

На прямых односторонних склонах размещают прямолинейные полосы, а на многосторонних - границы полос идут параллельно плавно изогнутыми кривыми линиями. На склонах с глубокими впадинами, глубина которых превышает 2 м, полосы размещают в комплексе с заложенные котловин. Полосное размещение посевов предотвращает образование струйных и борозенно-струйных промоин и промоинами, то есть уменьшает или прекращает смыв почвы.

В осенне-зимний и весенний периоды защиту почвы от эрозии обеспечивают полосы, занятые культурами обычной строчной сева (многолетние травы, озимые), или стерня озимых и яровых культур.

При размещении полос сельскохозяйственных культур необходимо, чтобы часть каждого поля покрыта растительностью или стерне культур обычной строчной сева. Поэтому при составлении схемы чередования культур в севообороте прежде всего определяют чередование в полосах агрофонов по временам года, которое обеспечивает защиту почв от эрозии полосами сельскохозяйственных культур почти в течение года. На склонах максимального эффекта достигают за полосового размещения посевов многолетних трав и озимых (табл. 22). Несколько ослабляется эффект при сочетании полос других культур и агрофонов.

Таблица 22

Чередование культур агрофонов за полосового размещения сельскохозяйственных культур

При подборе культур для почвозащитных севооборотов особое внимание надо обращать на то, как эта культура удовлетворяет потребности специализации хозяйства, обеспечивает защиту почв от эрозии, способствует повышению плодородия эродированных почв, влияет на работу машинно-тракторных агрегатов во время сева, ухода за посевами и уборки урожая .

Исследования, проведенные Институтом охраны почв УААН, убеждают, что нормальная работа машинно-тракторных агрегатов, а также благоприятные условия для роста и развития растений складываются, если сахарная свекла размещают на склонах до крутизной 3 °, кукурузу на зерно до 7-8, кукурузу на силос и подсолнечник - до 8, яровые и озимые культуры обычной строчной сева на зерно - до 9-10, озимые на зеленый корм - до 11-12 °. Круче склоны целесообразно засевать многолетними травами. При этом высокую производительность и почвозащитную эффективность обеспечивают севооборота, где многолетние травы составляют около 50-60% посевной площади, то есть они являются основой почвозащитных севооборотов.

Существующая структура посевных площадей в хозяйствах с наличием эродированных земель в основном не соответствует оптимальной. Посевные площади под отдельными культурами не имеют достаточного научного обоснования из-за отсутствия методики определения допустимых размеров в каждом хозяйстве в зависимости от специализации и наличия эродированных земель. Несоответствие существующей и оптимальной структуры посевных площадей способствует увеличению эрозионных процессов тем больше, чем больше это несоответствие.

Заслуживают внимания рекомендации ученых Института земледелия УААН по оптимизации структуры посевных площадей в агроландшафтах хозяйств с различной наличием эродированных земель (В. В. Кульбида, 1991).

Согласно этим рекомендациям, оптимизацию посевных площадей начинают с группировки пахотных земель за крутизной склона, обоснование целесообразности выращивания на каждой из них определенных культур.

В хозяйствах на каждой группе земель нарезаются отдельные севооборота. Продолжительность их ротации определяют по периоду возвращения основных культур. Оптимальную ежегодную площадь культур устанавливают умножением средней площади поля на коэффициент пригодности земель в севообороте и на целое число при делении количества полей севооборота на минимальный период возвращения на прежнее место с учетом года ее выращивания, а отдельные площади за севооборотами добавляют, например:

где π _к - площадь культур;

k - коэффициент пригодности земель для культуры;

р - средняя площадь поля;

n - количество полей в севообороте;

В - минимальный период возврата культуры на прежнее место ее выращивания;

l - сумма площадей за севооборотами.

Оптимальная площадь озимых, что определяется, согласуется с предшественниками. Максимальную площадь зерновых для хозяйств по производству товарного зерна определяют по формуле

где 2 - два поля зерновых. Площадь бобовых:

где 1 + 2 - год выращивания и два года после выращивания бобовой культуры.

Насыщение севооборотов пропашными культурами необходимо связывать с производством органических удобрений согласно уравнению

где П ₃ -площадь зерновых, га;

П _ш - площадь пропашных, га;

П _6т - площадь многолетних бобовых трав, га;

0 - объем производства органических удобрений, т (В. В. Кульбида, 1991).

В почвозащитных севооборотах в районах с достаточным увлажнением надо высевать преимущественно клевер, в районах с неустойчивым - целесообразно сеять эспарцет или люцерну. Однако самые и обеспечивают большой Почвозащитная эффект смеси многолетних трав, которые состоят из двух бобовых компонентов. Многолетние травы, кроме большой почвозащитной эффективности, является хорошим предшественником озимых, особенно в годы с достаточным увлажнением.

Как отмечалось, в почвозащитных севооборотах хорошо развита озимая пшеница по производительности и почвозащитных эффективностью занимает второе место после трав. Поэтому для получения высоких ее урожаев размещения после лучших предшественников имеет первостепенное значение. Озимую пшеницу, кроме размещения после многолетних трав, надо сеять и после однолетних трав, а также кукурузы на силос ранних сроков уборки.

В почвозащитных севооборотах кукурузу целесообразно высевать после озимой пшеницы, а также после многолетних трав двух-, трехлетнего использования. Введение в севооборот, особенно с короткой ротацией, кукурузы играет и фитосанитарной функцию, способствует нормализации условий развития и роста бобовых трав при небольшом периоде возврата их на прежнее место выращивания.

Яровые ранние обычной строчной сева (ячмень, однолетние травы) используют в почвозащитных севообороте как покровные культуры многолетних трав. Стоит отметить, что лучших результатов достигают при подсеве их под однолетние травы. Почвозащитные севообороты в основном имеют кормовой направление. Поэтому в хозяйствах, специализирующихся на производстве говядины или молока, внедряют севооборота, где кормовая группа составляет не менее 75-80% площади. Если же хозяйства специализируются на производстве свинины или продукции птицеводства, зерновая группа севооборота без резкого уменьшения почвозащитной действия может быть доведена до 60% площади посева.

Дальнейшее увеличение ее при сокращении площади многолетних трав не обеспечивает надлежащей защиты почвы, роста производительности севооборота и расширенного воспроизводства плодородия почвы.