Биологическая рекультивация сельскохозяйственных угодий в степных агролесоландшафтах Приволжской возвышенности

Проблема защиты почв от эрозии является важнейшей в аграрном секторе экономики РФ. По данным ВНИАЛМИ (2008) 65% пашни, 28% сенокосов и 50% пастбищ в России подвержены эрозии и дефляции. В Саратовской области около 60% сельскохозяйственных угодий деградированы, Проблема усугубилась в связи с резким сокращением в нашей стране с начала 90-х годов прошлого века по настоящее время противоэрозионных работ, включая защиту земель от линейной эрозии. В целях борьбы с эрозией в 50-80-е гг. ХХ в. защитных лесных насаждений. Биологический этап защиты земель включают организацию территории на контурной основе, агро-, лесо-, гидромелиоративные мероприятия [1, 2].

Актуальность темы заключается в совершенствовании системы противоэрози-онной мелиорации через введение эродированных земель в сельскохозяйственный оборот путём создания защитных лесных насаждений.

Объекты, условия, методика исследования. Объекты исследования – овражнобалочные сети, рекультивируемые пастбища, расположенные на склонах фермерского хозяйства Вязовский Татищевского района Саратовской области [3, 4].

Система ПЭМ включают следующие элементы: организацию территории на контурной ландшафтной основе; засыпку оврагов бульдозером; планировку участков после засыпки оврагов с сохранением плодородного слоя почвы и внесением навоза до 50 т/га+N 90 P 60 ;посадку на склоне северной экспозиции стокорегулирующей лесной полосы ажурной конструкции свалам канавой в нижней опушке, шириной 15 м, и главной породой берёзой повислой (Betulapendula – 2 ряда) с сопутствующей ей ясенем ланцетным (FraxinusIanceolata – 2 ряда) и кустарником смородиной золотистой (Ribesaureum – 1 ряд) в верхней опушке; там же ниже по склону посадку трёх двухрядных кустарниковых кулис из бузины красной (Sambucusracemasa). Климат района исследования – засушливоконтинентальный [5, 6].

Основой исследований послужила совокупность методов, применяемых в агролесомелиорации, мелиорации, почвоведении, земледелии. Опыты выполнены по общепринятым методикам ведущих НИИ, вузов России и учёных.

Результаты исследования, обсуждение. Способ рекультивации, биологической, заключающийся в создании лесных полос и кустарниковых кулис с валами-канавами (табл. 1).

Таблица 1. Лесоводственно-таксационное описание защитных лесных насаждений (2015 г.)

Наименование защитных насаждений	КЗ к X S § КЗ й Ki g S ^> & S а	со о о со н О о S п	S ч КЗ И S & S 3	Схема смешения	X ^ о 03 § о П К S н	Показатели
						средние			S ко
						н КЗ & со	U КЗ	В 2 со
Стокорегулирующая лесная полоса с валом-канавой (Агролесоландшафт-2)	15	5	3,0	Смз-Ял-Б-Б-Ял	Д 1 -дубрава	Б-32	10,5	8,1	III
						Ял-32	6,8	7,2	IV
Кустарниковые кулисы	2	2	1	Бк-Бк	Д 1 -дубрава	32	-	1,4	-

Примечание: Ял – ясень ланцетный, Б – берёза повислая, Бк – бузина красная, Смз – смородина золотистая

При создании лесной полосы в качестве сопутствующей породы был добавлен вяз приземистый, который впоследствии своими боковыми ветвями усложнял формирование ажурной конструкции. У берёзы и ясеня с возрастом произошло самоочищение нижних сучьев до высоты 1,52 м. Берёза растет по III, ясень – по IV классу бонитета. Защитная высота лесной полосы 8 м с перекрытием прилегающего пастбища 60%. Кустарниковые кулисы с защитной высотой 1,4 м перекрывают поле на 40%, а лесные полосы с кустарниковыми кулисами – на 80%.

Способность грунта противостоять размывающему действию потока характеризуется величиной донной допускаемой не размывающей скорости. Размыв не происходит при выполнении условия, когда фактическая донная скорость потока меньше донной допускаемой не размывающей скорости.

Донная (т.е. на высоте выступа шероховатости А ) допускаемая не размывающая скорость для связных (глинистых) грунтов определяется        по        формуле

(Ц.Е. Мирцхулава, 1970):

V ₄ g =1,096

. / gm [ ( / - Y w У + 0,044С,.К.._рКд, ]

' ^n                          ,(1)

где, g=9,81 m/c²; Y w - (9810 Н/м³);

• Y - удельный вес частиц суглинков, y = 27000 Н/м³;

• d – средний диаметр отрывающихся агрегатов суглинков, d = 0,004;

п – коэффициент перегрузки, учитывающий влияние пульсации скоростей потока на его размывающую способность:

n=1+(d/5*10-3+0,3d), т – коэффициент условий размыва, определяемый по формуле:

m=m2-m3-m4, где, m2 – коэффициент, учитывающий растительность пастбищ m2=9; m3 – коэффициент, учитывающий донные наносы в потоке, m3=0,85; m4 – коэффициент, учитывающий исходную влажность грунта, в водонасыщенном состоянии m4 = 0,25;

Сш – сцепление   грунтасуглин- ков,Сш=составляет соответственно 20*103, 30*103 и 40*103 Н/м2;

К нар – коэффициент, учитывающий уменьшение сил сцепления в грунте естественного сложения К нар = 1.

К од – коэффициент однородности грунта, при отсутствии экспериментальных данных К од – 0,5.

Донная допускаемой неразмывающая скорость для грунтов на участках составила 0,34-0,47 м/с.

Для предотвращения поверхностного смыва и размыва грунта планируется при- менение лесных полос, кустарниковых кулис – комплекса противоэрозионных мелиораций (табл. 2).

Необходимо отметить, что по значениям снегозапасов накануне снеготаяния зи- мы 2014-2015 гг. и 2016-2017 гг. являются среднеснежними (80-94 мм), а зима 20152016 гг. – многоснежной 135 мм (высота снега 41 см).

Таблица 2. Элементы водного баланса и эрозия почв под влиянием лесных полос и кустарниковых кулис в 2015-2017 гг.

Варианты опыта (крутизна склона 4О)	Запасы воды в снеге, мм	Весенняя эрозия, т/га	Осадки ливневые со стоком, мм	Ливневая эрозия, т/га	Эрозия* почв весенняя и ливневая, т/га
Пастбище (Пб) открытое (контроль)	103	0,51	87	1,22	1,73
Пб +лесные полосы (ЛП) с валами-канавами (ВК)	131	0,12	87	0,27	0,40
Пб+кустарниковые кулисы (КК) с ВК	119	0,24	87	0,51	0,76
Пб+ЛП+КК с ВК	144	0,02	87	0,10	0,12
В среднем ЛП и КК	125	0,18	87	0,39	0,57

*Допустимая эрозия почв – 0,3 т/га;

Заключение. На черноземе южном степи Приволжской возвышенности противо-эрозионные мероприятия должны применяться комплексно и дифференцированно по элементам рельефа от водораздела до гидрографической сети включительно и учитываться на всех этапах рекультивации земель.

Прогнозный расчет показал, что более чем на половине оврагов возможен повторный размыв почвогрунта, приводящий к заилению лесных полос. Необходимо применять на чернозёме южном склонового 3-5о агроландшафта биологический этапы рекультиваций пастбищных угодий.