Влияние водной эрозии на динамику запасов гумуса в почве и урожайность сельскохозяйственных культур на чернозёмах Центрального Черноземья

• Автор: Прущик, Анастасия Викторовна
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 113 с. : ил.

Содержание

Введение

1. Обзор научной литературы

2. Условия и методы проведения исследований

2.1. Природные условия района исследований

2.2. Методики проведения исследований

3. Уменьшение запасов гумуса и снижение урожайности на эродированных почвах за предшествующий период земледелия

3.1. Изменение запасов гумуса в эродированных почвах

3.2.Снижение урожайности на эродированных почвах

4. Исследование дождевой эрозии почв с использованием метода дождевания стоковых площадок
4.1. Описание условий проведения экспериментов
4.2.Противоэрозионная эффективность растительного покрова
4.3. Содержание гумуса и растительных остатков в смытой почве
5. Адаптация модели динамики запасов гумуса и урожайности сельскохозяйственных культур
5.1. Адаптация модели для неэродируемых почв
5.2. Адаптация модели для эродируемых почв
6. Прогнозирование для некоторых вариантов использования пахотных
склонов
6.1. Прогнозирование для пахотных земель
6.2. Прогнозирование для консервации пахотных земель
Выводы
Рекомендации
Список литературы
Приложения
Введение
Актуальность. В настоящее время в мире определились две тенденции: 1) рост численности населения, приводящий к необходимости увеличения количества сельскохозяйственной продукции; 2) сокращение почвенных ресурсов в связи с уменьшением площади пахотных земель и снижением их плодородия. Эти тенденции приводят к тому, что затраты на производство сельскохозяйственной продукции должны возрастать (цены расти). И как следствие, в будущем существует опасность кризиса, когда возможности производства не будут удовлетворять потребностям в его продукции.
Одним из главных факторов, приводящих к сокращению почвенных ресурсов, является эрозия почвы.
Во всём мире площадь пахотных земель составляет примерно 15 млн. км2. В результате эрозии ежегодно из оборота выбывает 6-7 млн. га пахотных земель, что составляет 0,4% от общей площади пашни (Литвин, 1997; 2002; Каштанов и др., 1994; Кирюхина, Пацукевич, 2004; Светличный и др., 2004).
По данным Государственного доклада «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2002 году», из общей площади сельскохозяйственных угодий (221 млн. га) более 130 млн. га (около 60 %) эрозионноопасны и подвержены водной эрозии, а 40 млн. га практически уже утратили плодородие. Скорость роста площади эродированных почв очень велика: на пашне (в среднем) 400-500 тыс. га в год (0,36 %), в некоторых районах - 1-1,5 % (Каштанов и др., 2007; Кирюхина, Пацукевич, 2004). В Центральночернозёмной зоне около трети чернозёмов находится в разной степени эродированное™ (Агроэкологическое состояние
В результате эрозии запасы гумуса уменьшаются, ухудшаются агрономические свойства почвы, что, в конечном счёте, приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

Для принятия адекватных мер, в частности по защите почв от эрозии, необходимо: 1) знать, что произошло за предшествующий период; 2) уметь прогнозировать, что может произойти в будущем при различных вариантах использования пахотных земель. В настоящее время разработка методов прогнозирования состояния почвенных ресурсов находится в начальной стадии своего развития.
На решение этой весьма сложной проблемы и ориентирована данная работа.
Цель и задачи исследований. Цель исследований — оценка влияния водной эрозии на динамику запасов гумуса в почве и урожайность сельскохозяйственных культур на чернозёмах Центрального Черноземья.
Для достижения этой цели решались следующие задачи:
1. Статистический анализ фактических данных по уменьшению запасов гумуса в эродированных почвах за предшествующий период земледелия.
2. Статистический анализ фактических данных по снижению урожайности сельскохозяйственных культур на эродированных почвах за тот же самый период.
3. Исследование дождевой эрозии с использованием метода дождевания стоковых площадок, ориентированное на адаптацию модели влияния водной эрозии на динамику запасов гумуса,в почве и урожайность сельскохозяйственных культур.
4. Адаптация этой модели для чернозёмов Центрально-Чернозёмной зоны (обеспечение модели недостающей информацией и её проверка по фактическим данным).
5. Разработка долгосрочных прогнозов динамики запасов гумуса в почве и урожайности основных сельскохозяйственных культур для некоторых вариантов использования эродируемых чернозёмов.
Научная новизна. Впервые для чернозёмов Центрального Черноземья разработана комплексная модель, которая одновременно описывает динамику трёх процессов: эрозию почвы, трансформацию органического вещества в поч-

А2В (40-67) - переходный, оподзоленный тёмно-серый с буроватым оттенком горизонт, неравномерно прокрашен, белесая кремнеземистая встречается по граням структурных отдельностей, сухой, пористый, плотноват, среднесуглинистый. Структура призмовидно-комковато-порошистая. Встречаются кротовины, корни растений. Переход постепенный, заметный по структуре и окраске. Граница неровная.
В (67-100) - иллювиальный горизонт, палевато-бурый, влажноват, пористый, рыхлее предыдущего, среднесуглинистый. Структура среднепризмовидная, порошковато-комковатая. Имеются тёмные гумусовые затеки на палевато-буром фоне. В нижней части горизонта (98-102 см) наблюдается слабое вскипание карбонатов. Переход постепенный, заметный по структуре и окраске. Граница неровная.
ВСк (100-120) - горизонт буровато-палевый с тёмными гумусовыми пятнами, влажноват, пористый, среднесуглинистый. Структура мелко-призмовидно-порошистая, непрочная. Бурное вскипание отмечается на глубине 108-110 см. Корни встречаются редко. Переход заметный по окраске. Граница неровная.
Ск (120-) - карбонатный горизонт палевого цвета, влажноват, пористый, среднесуглинистый. Структура призматическая. Встречаются выцветы карбонатов.
На полевых участках закладывались стоковые площадки длиной 3 м и с разной шириной, зависящей от вида сельскохозяйственных культур (от ширины междурядий). В табл. 4.1. приводятся характеристики стоковых площадок.
В табл. 4.2 приводятся характеристики вариантов дождевания.
Данные табл. 4.2 показывают следующую закономерность: чем дольше растительность воздействует на почву, тем больше средний диаметр водоустойчивых агрегатов. Для пара (бессменного и в севообороте), посевов овса, озимой пшеницы и для залежи значения диаметров равняются, соответственно, 0,22-0,29, 0,39, 0,49, 1,22 мм. Поскольку с увеличением среднего диаметра водоустойчивых агрегатов возрастает допустимая (неэродирующая) скорость по-