Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 6
2. Условия и методика проведения исследований 34
2.1. Почва и особенности климата 34
2.2. Метеорологические условия в годы проведения исследований ... 38
2.3 Программа и методика проведения исследований 45
2.4. Особенности агротехники в опыте 48
3. Влияние черного пара на агрофизические, агрохимические свойства почвы 51
3.1. Водный режим почвы 51
3.2. Питательный режим почвы 62
3.3. Объемная масса и скважность почвы 68
4. Биологические показатели плодородия почвы 76
4.1. Биологическая активность почвы 16
4.2. Фитосанитарное состояние посевов 78
4.3 .Защита парового поля от эрозии 91
5. Рости развитие растений 97
5.1. Густота стояния растений 97
5.2. Морфологический и структурный анализ растений 100
6. Продуктивность зернопаровых севооборотов с чистыми парами под озимые культуры и яровую пшеницу 104
6.1. Урожайность сельскохозяйственных культур 104
6.2. Продуктивность сельскохозяйственных культур и севооборотов... 113
6.3. Качество зерна 116
7. Агроэкономическая, энергетическая и агроэкологическая оценка продуктивности зернопаровых севооборотов с чистыми парами 124
7.1. Агроэкономическая и энергетическая оценки севооборотов 124
7.2. Агроэкологическая оценка черного пара 126
Выводы 129
Предложения производству. 134
Список литературы 135
Приложения. 159
- Метеорологические условия в годы проведения исследований
- Питательный режим почвы
- Фитосанитарное состояние посевов
- Морфологический и структурный анализ растений
Введение к работе
Актуальность темы исследования.
Основным стабилизирующим фактором производства зерна и в борьбе с засухой в засушливых условиях Оренбуржья является использование чистых паров под озимую рожь. Однако, в связи с невостребованностью этой культуры на рынке, за последние 10 лет проблема использования чистых паров в озимосеющих районах в значительной степени обострилась.
Многие хозяйства в этих районах вынуждены отводить чистые пары под посев яровой или озимой пшеницы, которые по урожайности заметно уступают озимой ржи.
Одной из причин этому является недостаточная изученность яровой пшеницы при размещении ее по чистому пару в озимосеющих районах и гибель озимой пшеницы в отдельные годы. Но, в связи с выведением новых морозоустойчивых сортов этой культуры, возделывание ее вместо озимой ржи является перспективным.
Поэтому сравнительное изучение озимой ржи, озимой и яровой твердой пшеницы, которое впервые проводится на черноземах южных засушливой степи центральной зоны области в системе зернопаровых севооборотов на базе длительного стационарного опыта, представляет большой научный и практический интерес и является актуальным.
Исследования велись в соответствии с государственной научной программой:. «Разработать модели систем плодородия, адаптированные к различным агроландшафтам и агроэкологическим группам земель, обеспечивающие получение устойчивых урожаев и сохранение плодородия почвы», координируемой РАСХН (номер государственной регистрации 01.960.0.10122).
Цель исследований - повысить эффективность использования чистых паров и урожайность сельскохозяйственных культур.
4 Задачи исследований:
изучить влияние чистых паров под озимые и яровую твердую пшеницу на водный и питательный режимы почвы, ее агрофизические и биологические свойства, фитосанитарное состояние посевов;
выявить влияние чистых паров на урожайность озимой ржи, озимой и яровой твердой пшеницы и в целом продуктивность севооборотов и качество продукции;
дать экономическую, энергетическую и экологическую оценки эффективности возделывания озимой ржи, озимой и яровой твердой пшеницы по чистым парам в зернопаровых севооборотах.
Научная новизна исследований.
Впервые на черноземах южных засушливой степи Оренбуржья проведено сравнительное изучение возделывания озимой ржи, озимой и яровой твердой пшеницы по чистым кулисным парам на двух фонах питания в системе зернопаровых севооборотов во второй ротации. Установлена их продуктивность и качество продукции.
Выявлена экономическая, энергетическая и экологическая эффективность возделывания озимых и яровой твердой пшеницы по чистым парам в зернопаровых севооборотах.
Практическая ценность работы.
Полученные результаты исследований позволят товаропроизводителям более устойчиво и рентабельно вести зерновое производство, бороться с засухой и выжить в условиях нестабильной рыночной экономики.
Реализация результатов исследований ,
На основании проведенных исследований и производственной проверки внедрен черный кулисный пар под озимые (рожь, пшеница) и яровую твердую пшеницу в 2003 году в опытно-производственных хозяйствах «Урожайное» и имени Куйбышева Оренбургского НИИСХ. Общая площадь
5 внедрения 800 га. Экономический эффект от внедрения составляет в среднем 1350.0 руб. с 1 та.
Основные положения, выносимые на защиту:
научное обоснование использования чистых паров под озимые (рожь, пшеница) и яровую пшеницу и их влияния на агрофизические, агрохимические свойства почвы, фитосанитарное состояние посевов, урожайность и качество продукции;
эколого-экономическая и энергетическая оценка чистых паров под озимые (рожь, пшеница) и яровую твердую пшеницу в системе зернопаровых севооборотов.
Апробация работы.
Основные результаты исследований по теме диссертации доложены на областных научных конференциях молодых ученых и специалистов (Оренбург, 2000, 2001, 2002, 2004 гг.)
Публикация результатов исследований.
Основные положения диссертации опубликованы в 5 работах.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, предложений сельскохозяйственному производству, списка литературы и 19 приложений. Работа изложена на 184 страницах компьютерного текста, включает 30 таблиц и 6 рисунков. Список используемой литературы содержит 259 источников, в том числе 10 на иностранных языках.
Метеорологические условия в годы проведения исследований
ОПХ им. Куйбышева входит в состав Оренбургского административного района и расположено в 15 километрах восточнее города Оренбурга на правом берегу реки Урал на юго-восточной окраине Оренбургского Преду-ралья. В целом оно представляет собой обширную волнисто-увалистую равнину, приподнятую на 200-400 м над уровнем моря, с водораздельными увалами и грядами Общего Сырта, чередующимися с обширными выровненными пространствами террас крупных рек.
Значительная удаленность данной зоны от морей и океанов, близость ее к полупустыням Казахстана и Средней Азии обуславливают резкую кон-тин ентальность климата.
Большая годовая амплитуда колебания температуры воздуха (разность между средними температурами самого теплого и холодного месяцев) является одним из показателей континентальное климата. Средняя многолетняя температура самого теплого месяца (июль) равна 21,9С, а самого холодного (январь) составляет - 15,5С.
Продолжительность теплого периода года (со среднесуточной температурой воздуха более 0С) составляет 206 дней, холодного (со среднесуточной температурой воздуха менее 0С) 159 дней. Переход температуры через 5С (начало и конец вегетации растений) наблюдается весной 17-19 апреля, осенью 22 - 25 сентября. Сумма положительных температур выше 5С составляет 2600 - 2800 С, сумма температур выше 10С - 2400 - 2600С. Климат зоны отличается засушливостью. Среднегодовое количество осадков для Оренбурга равно 367 мм с достаточно резкими колебаниями в ту или иную сторону. В течение года осадки также выпадают неравномерно, в теплый период они составляют 60 % от годового количества (Г.И. Бельков, 1994). Влага, накопленная в почвенном профиле, к весне является основным источником водоснабжения как озимых, так и яровых культур в течение всего вегетационного периода. К моменту сева яровых ранних культур в зоне Оренбурга запасы доступной влаги в метровом слое почвы по среднемноголетним данным составляют 140- 150 мм, к концу вегетационного периода они снижаются часто до уровня недоступного запаса.
В условиях Оренбургской области поступление ФАР за вегетационный период при среднесуточных температурах выше 5С и 10 С составляет соответственно 4,0 и 3,5 млрд. ккал/га. Засушливые условия зоны в теплый период года усугубляют суховеи. В среднем по месяцам количество суховейных дней составляет: апрель - 2,1; май -10,5; июнь -15,3; июль -17,9; август - 16,8; сентябрь - 8,4. В зимний период для данной зоны наиболее опасным является повреждение и гибель узла кущения озимых культур при понижении температуры почвы на глубине узла кущения ниже критической (-22 - 25 С). Наибольшая вероятность этого (10 - 28 %) отмечается в декабре, когда снежный покров не всегда бывает достаточным. Абсолютный минимум температуры по зоне колеблется от - 43 С до -49С. Максимальная высота снежного покрова наблюдается в середине марта 30 - 60 см. Средняя глубина промерзания почвы составляет 65 - 83 см. Таким образом, главными недостатками климатических условий являются четко выраженная засушливость и резкая континентально стъ, проявляющаяся не только в значительных сезонных, но и суточных колебаниях температур. Эти негативные факторы не позволяют эффективно использовать как фотосинтетический потенциал, так и высокое естественное плодородие почв. На территории Оренбургской области выделяются две широтные поч-венно-географические зоны (черноземная и каштановых почв), подразделяющиеся на четыре почвенные подзоны - черноземов типичных (11,4%), черноземов обыкновенных (32,3%), черноземов южных (39,2%) и темно-каштановых почв (17,1%). Большая часть территории Оренбургской области относится к черно-земно-степной зоне. Однако многообразие физико-географических условий обуславливает неоднородность почвенного покрова. В северо-западной части области, соответствующей зоне лесостепи, почвенный покров представлен в основном тучными черноземами. Характерной особенностью этих богатых по плодородию разновидностей черноземов является высокое содержание в них гумуса (9 - 11%). Центральная часть области характеризуется господством обыкновенных сред немощных среднегумусных черноземов. В степной зоне преобладают обыкновенные средне- и малогумусные и южные черноземы. Почва стационарного опытного участка в ОПХ им. Куйбышева - чернозем южный карбонатный среднемощный тяжелосуглинистый на темно-бурых карбонатных древнеаллювиальных опесчаненных суглинках, Вскипание от соляной кислоты с поверхности бурное, карбонаты в виде псевдомицелия со 105 см. По плодородию участок однороден, содержание гумуса (по Тюрину) в пахотном (0-30 см) слое колеблется от 3, 2 до 4%, общего азота от 0,2 до 0,31%, доступного фосфора (по Мачигину) от 1,5 до 2,5 мг и обменного калия (по Бровкиной) от 30 до 38 мг на 100 г сухой почвы. РН почвенного раствора - 7,0 - 8,1, сумма поглощенных оснований не превышает 39,1 мг/экв. на 100 г сухой почвы. Гидролитическая кислотность - 1,5 -2,3 мг/экв. Объемная масса почвы увеличивается с 1,14 г на 1 см в пахотном до 1,39 г на 1 см3 в слое 100 - 150 см. Влажность устойчивого завядания и максимальная гигроскопичность по мере углубления несколько уменьшаются и также снижается влагоемкость. Наименьшая полевая влагоемкость в метро 37 вом и полутораметровом слоях почвы составляет 297 мм (27,1%) и 389 мм (25,4%) соответственно. Климат района расположения экспериментальной базы института континентальный с резкими температурными контрастами: холодная суровая зима, жаркое лето, резкий по температуре переход от зимы к лету, неустойчивое количество и недостаток атмосферных осадков, обилие солнечной радиации. Годовое количество осадков по средним многолетним данным составляет 368 мм. В теплый период года (с апреля по октябрь) выпадает 252 мм, а в холодный (с ноября по март) - 116 мм. В теплый период года осадки выпадают неравномерно, наблюдается два максимума: в мае - июле и в октябре, когда выпадает за месяц более 40 мм. Максимальная мощность снежного покрова достигает 45-50 см. Дружная весна быстро сгоняет снег с полей и вода не может полностью впитываться в слабооттаявшую почву. Самый холодный месяц - январь, с температурой воздуха в среднем -15,5С и с абсолютным минимумом - 44С. Самый жаркий месяц - июль, когда среднесуточная температура воздуха достигает 21,2С, а максимальная -39С.
Весенние заморозки в районе опытного участка обычно заканчиваются в первой декаде мая, но иногда отмечаются и до 5 июня. Осенние заморозки начинаются в третьей декаде сентября. Длина безморозного периода составляет 135 дней. Продолжительность периода с температурой выше 0С составляет 210, а выше 5С — 180 дней. За это время накапливается значительная сумма положительных температур в первом случае 3018С, во втором -2942С.
Питательный режим почвы
Величина и качество урожая сельскохозяйственных культур определяется условиями питания, основные элементы которого - азот, фосфор и калий.
Получение максимального урожая высокого качества невозможно без обеспечения полного удовлетворения потребностей растения в пище, даже при полном обеспечении всеми другими факторами жизни. Первое место по своему значению в жизни растений среди элементов питания заслуженно занимает азот. В производственных условиях основным источником азотной пищи растений являются нитраты. Нитраты - продукт процесса нитрификации, который происходит в почве под действием почвенных микроорганизмов. Интенсивность процесса нитрификации зависит от теплового и водно-воздушного режимов почвы, от произрастающей культуры. Основная особенность черноземов - высокая нитрификационная способность (Е.Д. Волков, Г.А. Волкова, 1974; A.M. Кияницкая, З.Л, Красникова, 1980). При непромывном типе водного режима ионы N03 не вымываются, а лишь мигрируют по профилю почвы в зависимости от её увлажнения (А.А. Зайцева, Л.Ф. Трифонова и др., 1980). Наилучшие условия для накопления нитратов в почве создаются в пару (Е.А. Гайнутдинова, 1983; В.Ф. Аникович, М.М. Надточий и др., 1985; В.М. Андреева, В.Ф. Аникович и др., 1985). По данным М.И. Сидорова (1984), после чёрного пара в слое 0 — 40 см было нитратов 62,6 мг на кг почвы, после проса - 55,5 мг, а после ячменя -лишь 24 мг. От пара и далее по полям севооборота (пшеница) идёт постепенное затухание процесса нитрификации (З.Н. Фомина, 1979; Е.А. Гайнутдинова, 1983; Е.Д. Волков, М.К. Сулейменов и др., 1990). На этом основании И.И. Гридасов, В.М. Андреева (1977) рекомендуют в зернопаровых севооборотах в паровом поле вносить преимущественно фосфорные удобрения, а после не паровых предшественников обязательно азотные удобрения.
В условиях степного Оренбуржья, почвы которого отличаются низким содержанием доступных форм фосфора, этому элементу принадлежит ведущая роль в создании урожая зерна.
Эффективной формой из подвижных питательных веществ обладает азот, в первую очередь, нитратный. Количество его в почве зависит от многих факторов, таких, как: влажность, температура, плотность и т.д. Заметное влияние на его содержание оказывают предшественники, из них чистый пар занимает первое место, так как за период парования нем накапливается большое количество нитратного азота. Это объясняется тем, что при отсутствии растительности в паровом поле, хорошем увлажнении и высокой температуре происходит минерализация гумуса с высвобождением подвижных питательных веществ, особенно биологического азота.
За весенне-летний период парования, по данным Н.А. Максютова (1996), минерализуется гумуса от 1,7 до 3,4 т на 1 га, в результате чего накапливается нитратного азота до 22 мг на 100 г почвы в слое 0-30 см. Наши исследования подтвердили эти данные ( табл. 3.2.1 и приложение 3). В начале парования содержание нитратного азота в черном пару под озимые и в черном пару под яровую твердую пшеницу было примерно одинаковым и составляло на удобренном фоне 6,8 и 6,2 , неудобренном - 5,5 и 4,3 мг на 100 г почвы, соответственно.К концу парования в черном пару под озимые культуры содержание азота увеличилось на удобренном фоне на 4,7 , неудобренном — на 0,4 мг на 100 г почвы. Сравнивая пары по накоплению нитратного азота, пар черный под озимые оказался наилучшим, т.к. в черном пару под яровую пшеницу часть нитратного азота опускается в нижние горизонты, часть вымывается талыми водами в период снеготаяния. Содержание подвижных форм фосфора и калия за период парования в севооборотах практически оставалось постоянным и не зависело от вида пара. Удобрения не оказали существенное влияние на содержание элементов, в первую очередь, на нитратный азот. Содержание его было в конце парования на удобренном фоне в черном пару под озимые культуры и в черном пару под яровую пшеницу - в 2 раза выше, чем на неудобренном. Кроме удобрений, заметное воздействие на содержание нитратного азота оказывали погодные условия. В связи с низкими температурами в мае 2000 года и обильным выпадением осадков в период вегетации зерновых культур содержание нитратов в почве в начале и в конце парования в черном пару под озимые культуры было очень низким, несколько выше их содержание было в черном пару под яровую пшеницу. Поэтому в такие годы важную роль в формировании урожая озимых и яровой пшеницы играют азотные удобрения. В годы с хорошим увлажнением и прогреванием почвы в черном пару накапливается избыточное количество нитратного азота, что приводит к дисбалансу питательных веществ, особенно на удобренном фоне. Избыточное накопление нитратного азота отрицательно сказывается на росте, развитии растений и формировании урожая. Это является основной причиной отсутствия эффекта от интенсивного фона питания при возделывании озимых, а особенно яровой пшеницы по черным парам.
Фитосанитарное состояние посевов
Сорные растения расходуют больше влаги, чем культурные растения, на создание единицы сухого вещества и иссушают корнеобитаемый слой почвы (В.Д. Панников, 1977), являются сильными конкурентами в борьбе за элементы питания (С.А. Котт, 1961). СМ. Новицкий (1966) сообщает, что осоты берут из почвы азота в 1,5 раза и калия в 3 раза больше, чем любая зерновая культура. Лебеда обыкновенная для своего роста и формирования семян выносит с гектара свыше 800 т воды, до 40 кг азота, свыше 70 кг фосфора и до 100 кг калия. Осоты в силу своей большой облиственности испаряют много воды, затеняют культурные растения, резко снижая их урожай-Большая часть видов сорных растений в процессе эволюции приспособилась к произрастанию в посевах определенных культурных растений или к какой - либо их группе.
Культурные растения, в свою очередь, обладают различной конкурентной способностью по отношению к сорнякам. Условно все растения полевой культуры можно разделить на три группы: 1) с высокой конкурентной способностью (озимые); 2) со средней (ячмень); 3) со слабой конкурентной способностью (яровая пшеница, просо). Условность этого деления объясняется тем, что конкурентоспособность, кроме биологических свойств растений, зависит от применяемой агротехники. В посевах ранних яровых зерновых культур на опытных участках наибольшее распространение имели из малолетних сорняков: щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus), щирица жминдовидная (Amaranthus blithoides), щетинники сизый и зеленый (Setaria qlauca u Setaria viridis), просо куриное (Echinochloa crusgalli), лебеда - марь белая (Chenopodium album), гречишка вьюнковая (Fallopia convolvulus). Из многолетних - бодяк полевой (Cirsium arvense), молокан татарский (Lactuca tatarica), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis), осот желтый (Sonchus arvensis). Засоренность посевов сельскохозяйственных культур в засушливых регионах во многом зависит от погодных условий вегетационного периода. Это положение, в первую очередь, относится к малолетним сорнякам, потому что в засушливые годы при быстром иссушении верхнего слоя почвы они практически не всходят. Во влажные годы, наоборот, при громадных запасах семян в почве они интенсивно прорастают и наносят большой ущерб урожаю.
Для ранних зерновых культур малолетние поздние сорняки (они в основном распространены на опытном участке) при качественном посеве не представляют большой опасности, так как находятся в нижнем ярусе хлебов и хорошо ими подавляются. Но во влажный период второй половины лета, когда прекращается рост зерновых культур, сорняки выходят из нижнего яруса, что затрудняет в значительной степени уборку, а при задержке её они могут даже осыпаться.
Что касается многолетних сорняков, то погодные условия вегетационного периода незначительно оказывают влияние на их рост и развитие, так как они образуют мощную корневую систему, которая проникает вглубь до 1 м и более. Обычно всходы многолетних сорняков Появляются даже при иссушении верхнего слоя почвы и дефиците влаги в пахотном слое.
Из всех агротехнических приемов в борьбе с сорной растительностью предшественникам отводится особое место, из них чистый пар является самым эффективным средством.
В засушливых условиях основной задачей чистого пара является накопление влаги и уничтожение сорной растительности. По своей значимости эти две проблемы равноценны, когда чистый пар отводится под посев озимых культур. При размещении по нему яровой пшеницы так остро не стоит задача сохранения влаги в весенне-летний период парования, а на первый план выходит борьба с сорной растительностью.
В борьбе с многолетниками чистый пар - самый эффективный прием, который позволяет избавиться от них на 80 — 90%. Как показал опыт, для этого необходимо провести не менее 6-7 качественных культивации в весенне-летний период. Замена культивации в борьбе с корнеотпрысковыми сорняками двумя или более глубокими обработками не дает эффекта, так как он достигается не глубокой обработкой, а истощением корневой системы поверхностными культивациями. Такая технология ухода за паром обеспечивает чистоту поля от многолетних сорняков до 4-5 лет, что не требует применения гербицидов.
В засушливые годы чистый пар не является эффективным средством против малолетних сорняков, так как верхний слой почвы иссушается и они не всходят. В связи с этим на будущий год на посевах твердой пшеницы при наличии большого количества семян малолетников в верхнем слое почвы наблюдается сильная вспышка засоренности.
Озимые зерновые культуры, обладающие высокой конкурентной способностью по отношению к сорнякам, меньше страдают от них, чем яровые зерновые и особенно яровая пшеница. Самая высокая вспышка засоренности наблюдалась у яровой твердой пшеницы по чёрному пару во влажном 2000 году (табл. 4.2.1).
Это объясняется тем, что в засушливом 1999 году чистый пар не являлся эффективным средством против малолетних сорняков, так как верхний слой почвы иссушался и они не взошли. В связи с этим в 2000 году на посевах твердой пшеницы при наличии большого количества семян малолетников в верхнем слое почвы наблюдалась сильная вспышка засоренности. Здесь на увеличении засоренности сказались хорошее увлажнение верхнего слоя, повышенная плотность почвы и высокое содержание нитратного азота. В результате влияния этих факторов на засоренность, урожайность твердой пшеницы была в два раза и более ниже.
Морфологический и структурный анализ растений
Борьба с водной и ветровой эрозией почв составляет одну из главных задач сохранения плодородия почвы. При отсутствии действенных мер борьбы, эрозия вызывает резкое снижение урожайности всех возделываемых культур и в конечном итоге приводит к разрушению самой почвы. Негативное влияние водной и ветровой эрозии в большой степени сказывается и на окружающей среде.
Резкие перепады температур и интенсивный ветровой режим в условиях засушливой степи способствуют развитию эрозионных процессов, за счет которых и происходит падение плодородия почвы.
Эродированные почвы в Оренбургской области занимают площадь примерно 3,8 млн. га, в том числе водной эрозии подвержено 3,1 млн. га, ветровой 0,4 и совместной 0,24 млн. га. Кроме того, имеется 4,5 млн. га эрози-онноопасных земель с легким механическим составом, которые, при несоблюдении противоэрозионных мероприятий, могут перейти в разряд эродированных.
Обеспечение надежной защиты почвы от воздействия эрозионных процессов в период вегетации культур зависит прежде всего от количества живой растительности на её" поверхности или, иными словами, от развития растением надземной массы. Чем больше надземная масса растений и гуще стеблестой, тем надежнее защищена почва.
Крохотные частицы почвы, диаметром менее 0,1 мм, с наибольшей легкостью отделяются от поверхности почвы и растворяются в воздушном потоке; они могут быть унесены с поля на несколько километров. Частицы почвы большего размера, диаметром до 0,5 мм, смещаются и скачкообразно передвигаются по поверхности почвы. При отскакивании от поверхности высвобожденная энергия выбивает из комьев и поверхности земли другие частицы, растительные остатки и повреждают растущие растения. Прыгающие частицы вызывают движение других частиц почвы, создавая лавинный эффект, способствующий процессу эрозии, и при снижении скорости ветра. Даже более крупные частицы, диаметром 0,5 - 1 мм, перекатываются по поверхности почвы.
Самый простой и надежный способ уменьшения ветровой эрозии -создание защитного покрытия из растений или растительных остатков. Растительность или растительные остатки сокращают скорость ветра на поверхности почвы и в значительной степени ослабляют силу ветра при контакте с частицами почвы. Растительность на поверхности почвы также удерживает сносимые частицы почвы и ограничивает лавинный эффект. Количество растительных остатков, необходимое для уменьшения ветровой эрозии, зависит от вида растений, их высоты, а также типа почвы, размещения растительных остатков относительно направления ветра.
Эрозионные процессы приводят к выдуванию верхнего наиболее плодородного слоя почвы, разрушению гумуса. За последние годы плодородие всех типов черноземов заметно уменьшилось, содержание гумуса снизилось на 2,5 - 3,5 абсолютных %. В связи с этим очень остро встает вопрос сохранения и повышения плодородия почвы, защиты ее от эрозии.
Резкие перепады температур и интенсивный ветровой режим в условиях сухой степи способствуют развитию эрозионных процессов (Ю.С. Адомяко, Ю.П. Водкин, 1973; Т.Н. Дворникова, 1977). Устойчивость почвы к эрозии обеспечивается за счет растительных остатков на её поверхности и комковатости её верхнего (0-5 см) слоя (Е.И. Шиятый, 1965). Обработка почвы признается почвозащитной, если после её применения не менее 30% поверхности почвы покрыто растительными остатками, а задержание талых вод составляет не менее 50 — 55%, к уровню необработанной почвы (Е.И. Рябов, A.M. Белозёров, СИ. Буркин, 1992). Самым слабым местом в севообороте в эрозионном отношении является паровое поле, так как после двух - трех его обработок стерня полностью уничтожается, и почва сильно распыляется (А.И. Бараев, Э.Ф. Госсен, 1980; М.К. Сулейменов, 1988). Данные наших исследований показывают, что комковатость верхнего пятисантиметрового слоя почвы в чистом кулисном пару (табл. 4.3.1) к осени составила 55,0%, эродируемость 67,2 г на 1 м за 5 минут, то есть почва в паровом поле была умеренно устойчива к ветровой эрозии. К посеву озимых в пару за счёт ряда процессов оструктуривания, протекающих в осенне - зимне - весенне - летний период, почва была устойчива к дефляции. Комковатость верхнего (0-5 см) слоя почвы - 58,3%, а эродируемость почвы в два раза ниже порога устойчивости (50 г за 5 минут). К посеву твердой пшеницы в черном пару за счет ряда процессов оструктуривания, протекающих в осенне - зимне - весенний период, почва была также устойчива к дефляции. Комковатость верхнего ( 0-5 см ) слоя почвы - 66,0 %, а эродируемость в два раза ниже порога устойчивости (50 г за 5 минут). После посева яровой твердой пшеницы и посева озимых эродируемость верхнего (0-5 см) слоя почвы на изучаемых севооборотах была оди-накова и составила 33,9 г на 1 м за 5 минут. Это объясняется тем, что почва после появления всходов становится устойчива к ветровой эрозии. Изменения показателей ветроустойчивости почвы по годам на вариантах опыта были незначительными (табл. 4.3.1). Помимо дефляции огромный ущерб сельскохозяйственному производству области наносит водная эрозия почвы. Степень подверженности почв водной эрозии определяется рельефом местности, крутизной склона и рядом других факторов.
Водная эрозия начинается при отделении частиц почвы от комьев и других соединений. В большинстве случаев попадание дождевых капель на почву вызывает отделение частиц почвы. Одна дождевая капля выглядит незначительной, но в совокупности дождевые капли ударяют о поверхность почвы с большой силой, высвобождая колоссальное количество энергии. Во время бури ливень в состоянии высвободить до 224 т почвы на гектар (П.Г. Кабанов, 1968). Эрозия значительно уменьшается, если растительные остатки или другое покрытие поглощают удары дождевых капель.
Когда скорость потока воды превышает скорость пропитки почвы (скорость, при которой вода проникает в почву), избыток воды собирается на поверхности почвы. Впадины и другие небольшие участки заполняются водой. Если аккумулирующая поверхность почвы заполнена, то вода начинает вытекать, смывая частицы почвы.
Количество почвы, смываемой потоками воды, зависит от объема и скорости текущей воды, что, в свою очередь, зависит от рельефа земли. Равнины более подвержены запруживанию, имеют меньше потоков воды и меньше смываемых или отделяемых частиц почвы. Водные потоки стекают со склонов с большей скоростью и располагают энергией для переноса значительного количества почвы. Более того, вытянутые склоны, собирая воду с большой площади, имеют более мощные потоки. Когда поток стекающей воды пересекает незащищенную поверхность почвы, дополнительные частицы отделяются, вызывая еще более значительную эрозию.
