Противоэрозионный комплекс на ландшафтной основе в техногенно нарушенных территориях

Введение. В условиях Ульяновской области одновременно с засухами эрозионные процессы создают критическую агроэкологическую ситуацию в природопользовании, резко снижают стабильность зернового производства области. Поэтому, придавая системам земледелия адаптивность и системный подход, необходимо тесно увязывать их с рельефом и ландшафтом местности, особенностями проявления засухи и эрозии почв. Этим требованиям отвечают адаптивноландшафтные системы земледелия, в которых во взаимодействии рационально используются не только пахотные земли, но и леса, луга, пастбища, защитные насаждения, мелиоративно-хозяйственные сооружения [7].

Адаптивность предусматривает соответствие проводимых агротехнических мероприятий особенностям возделываемых культур и экологическим требованиям данного типа агроландшафта.

До последнего времени при разработке систем земледелия основная задача заключалась в достижении заданного уровня урожайности путем удовлетворения биологических потребностей сельскохозяйственных культур. На новом этапе разработки и совершенствования систем земледелия цель максимального производства остается, но достигается она на основе сбалансированного использования ресурсного потенциала без ущерба для окружающей среды, при снижении затрат и повышении устойчивости производства куль- тур. Отсюда и возникает необходимость построения систем земледелия на агроланд-шафтной основе.

Материалы и методы. Разработка и изучение адаптивно-ландшафтных систем земледелия проводилось в ФГУП «Новоникулинское» Цильнинского района Ульяновской области в созданном противоэрозион-ном комплексе на ландшафтной основе. Землепользование хозяйства расположено в верховьях бассейна реки Бирюч, и ее притоки делят поверхность на увалистые водоразделы, вытянутые с юго-запада на северо-восток. Левобережная часть этих оврагов расчленена многочисленными отвершками и промоинами, имеющими действующий, активный характер. Почвы хозяйства представлены преимущественно обыкновенными, типичными и выщелоченными черноземами глинистого и тяжелосуглинистого механического состава. Оценка сельскохозяйственных угодий составляет 69 баллов, в районе – 74 балла, пашни, соответственно, 80 и 82 балла.

Разработанный и внедренный в ОПХ «Новоникулинское» за период с 1968 по 1975 годы противоэрозионный комплекс на ландшафтной основе включает в себя организационные, агротехнические, лесомелиоративные, водохозяйственные и гидротехнические мероприятия. Все они направлены не только на ликвидацию последствий эрозии почв, но и на ее предупреждение. Организационные и агротехнические приемы борьбы с эрозией почв могут широко внедряться в производство, так как они не требуют больших затрат и быстро окупаются.

Методической основой разработки и совершенствования адаптивно-ландшафтных систем земледелия является агроэкологическая оценка земель, их типизация и классификация [1]. Оценка земель сообразуется с системой агроэкологической оценки сельскохозяйственных культур, требования которых сопоставляются с агроэкологическими параметрами земель [8]. В основу типологии положен агроэкологический тип земель, т.е. территория, однородная по условиям возделывания сельскохозяйственных культур или близких по экологическим требованиям культур [5].

Проведенные нами исследования по изучению эффективности различных противо-эрозионных мероприятий показали, что применение агротехнических мероприятий на склоновых землях в значительной степени сокращает сток талых вод и предохраняет почву от разрушения. Однако одними агротехническими приемами проблему эрозии почв практически решить невозможно.

Противоэрозионные мероприятия должны иметь комплексный характер с обязательным включением агротехнических приемов (направление пахоты, водозадерживающие приемы обработки почв), залужения склонов, лесомелиоративных и инженерно-технических приемов. Комплексное противоэрозион-ное воздействие должно осуществляться на эродированный водосбор в целом, а не на отдельные участки, путем применения согласованных и взаимосвязанных мероприятий на основе соответствующей организации территории. Изучение эффективности противоэро-зионных мероприятий проводилось по методике Г.П. Сурмача [6].

Результаты и обсуждение. Созданная система лесных защитных насаждений в ОПХ «Новоникулинское» оказывает положительное влияние на дополнительное накопление и равномерное распределение снежного покрова, снижение поверхностного стока и смыва почвы на прилегающих полях, что, в свою очередь, обеспечивает увеличение запа- сов продуктивной влаги в метровом слое почвы на 30,5 % и повышение урожайности зерна яровой пшеницы от 1,8 до 8,8 ц/га, ячменя – от 1,9 до 5,2 ц/га; зеленой массы кукурузы – на 128 ц/га.

На втором этапе исследований в проти-воэрозионном комплексе выполнена классификация почв по типам агроландшафтов [2; 3]. Выделены следующие типы агроландшафтов: плакорно-равнинный полевой, склоново-ложбинный почвозащитный, склоновоовражный контурно-мелиоративный, овражно-крутосклоновый лесолуговой и пойменноводоохранный кормовой (табл. 1). Для возделывания сельскохозяйственных культур наиболее пригодны первые три типа агроландшафтов. В первом типе агроландшафта с более плодородными землями размещаются отзывчивые на плодородие культуры (сахарная и кормовая свекла, гречиха, кукуруза, картофель, озимая и яровая пшеница).

Здесь допустимы 6–7-польные севообороты с чистым паром. Во второй и третий тип агроландшафтов вошли относительно бедные, смытые и более пестрые по плодородию земли. Здесь размещены 4–5-польные севообороты с занятым и сидеральным паром и с 1–2 полями многолетних трав. В них применяется почвозащитная система основной и предпосевной обработки. Из культур возделывания – озимая рожь, овес, ячмень, горох, подсолнечник, однолетние и многолетние травы.

В склоново-овражном типе агроландшафта (склон 3–5°) кроме размещения системы лесных полос требуется провести ряд дополнительных противоэрозионных мероприятий, включающих в себя водозадерживающие земляные валы в нижней части водосбора и напашные валы-террасы, позволяющие предотвратить смыв почвы с водосбора в количестве 3,6 т/г.

Для усиления противоэрозионной устойчивости на склоново-ложбинном типе агроландшафта необходимо формировать рубежи второго порядка из валов-террас. Буферные полосы из сеяных трав, размещенных по парам, предотвращают смыв почвы до 2,6 т/га.

Таблица 1

Классификация почв по типам агроландшафтов в ФГУП «Новоникулинское»

Типы агроландшафтов	Агролесомелиоративное устройство	K[ s я 5 ч е	(г 5 *	в 3 в s н я § а S		« В Ф т
Плакорно-равнинный	Полезащитные лесополосы поперек господствующих ветров	6457	До 1 т	75	До 1	>0,35
Склоноволожбинный	Водорегулирующие лесополосы поперек склонов с обвалов	3522	1–3	60	1–3	0,35–0,25
Склоновоовражный	Стокорегулирующие лесополосы с валами-канавами. Строительство земляных валов	2034	3–5	45	3–5	0,25–0,15
Балочноовражный	Стокорегулирующие лесополосы с валами-канавами. Укрепление вершин валами и сооружениями	1236	5–10	35	5–7	<0,15
Крутосклоновый лесо-луговой	Контурное размещение лесополос. Сплошное облесение. Строительство гидросооружений и прудов	396	>-10	20	>7
Пойменноводоохранный	Водоохранные и колковые насаждения	649	–	10	–	–

В межполосном пространстве на каждом типе агроландшафта наблюдалось закономерное снижение гумуса от лесной полосы к середине поля. Наименьшее содержание гумуса на плакорно-равнинном типе агроландшафта отмечалось на расстоянии 240 м от лесной полосы и составило 7,6 %. На втором поле, на склоново-ложбинном типе агроландшафта, меньше всего гумуса было на расстоянии 220 м от лесной полосы (8,2 %) и в склоново-овражном типе на расстоянии 190 м (7,5 %). Максимальное содержание гумуса в почве находилось на расстоянии 115–145 м от лесополос, в зависимости от типа агроландшафта.

Разработанные модели адаптивно-ландшафтных систем земледелия прошли обстоятельную производственную проверку в почвозащитном комплексе ОПХ «Новоникулинское» и широко применяются в хозяйствах Ульяновской области и других соседних областях Среднего Поволжья [4]. Они должны корректироваться с учетом социально-эконо- мических, почвенных и климатических условий. Внедрение противоэрозионного комплекса на ландшафтной основе в хозяйстве полностью предотвратило развитие эрозионных процессов и приостановило процесс деградации почв. Так, содержание гумуса в средней и нижней части склона в 2008 г. увеличилось по сравнению с 1971 г. на 0,2–0,4 %. Также возросло содержание подвижного фосфора на 0,5–0,7 и обменного калия – на 5,9 мг на 100 г почвы.

В результате внедрения комплекса про-тивоэрозионных мероприятий полностью прекращено наступление оврагов на пахотные земли и сведена к минимуму водная эрозия. Применение агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий на зарегулированных водосборах сократило поверхностный сток в 4,6 раза и уменьшило смыв почвы в 3 раза.

За 40-летний период функционирования комплекса в нем полностью приостановлены процессы эрозии и оврагообразования. Заов-раженные и заболоченные земли постепенно стали осваиваться под сенокосы и пастбища. Значительно улучшились агрофизические свойства почв, повысилась их влагоемкость, заметно улучшился микроклимат полей.

Площадь земель, не подверженная эрозии, увеличилась за период с 1968 по 2008 гг. в 2 раза, потенциальная предрасположенность к водной эрозии снизилась с 1953 га до 330 га, совместная ветровая и водная эрозия прекратилась полностью (табл. 2).

Таблица 2

Категории земель	1968 г.		2008 г.
	Площадь, га	%	Площадь, га	%
Всего земли	14 694	–	14 694	–
в том числе:
пашни	11 630	79,1	11 373	77,4
многолетние насаждения	35	0,2	350	2,4
Земли, не подверженные эрозии	2692	18,3	5189	35,3
Потенциальная предрасположенность к:
водной эрозии	1953	13,3	330	2,3
ветровой эрозии	1044	7,1	–	–
совместной эрозии	768	5,2	–	–
Слабоэродированные	3522	24,0	3522	24,0
Среднеэродированные	2034	13,8	2034	13,8
Сильноэродированные	1231	8,4	1231	8,4

Эффективность элементов противоэрозионного комплекса в ОПХ «Новоникулинское»

Все это положительно сказалось на экологической обстановке и гидрологическом режиме территории. В результате продуктивность сельхозугодий возросла за этот период более чем на 40 %.

Так, за первые пять лет освоения (1973–1977 гг.) хозяйство дополнительно получило около 3,6 тыс. т зерна стоимостью 260 тыс. руб.

Затраты на создание комплекса составили 235 тыс. руб. (в ценах 1983 г.), т.е. полностью окупились.

Эффективность противоэрозионного комплекса в большей степени связана с осуществлением правильной организации территории, основанной на ландшафтном подходе и комплексном применении всех агролесомелиоративных мероприятий. Это позволяет дополнительно вовлечь неиспользованные природные ресурсы.

Таким образом, в результате разработки и реализации противоэрозионного комплекса на ландшафтной основе накоплен большой научно-практический опыт, который может служить эталоном для массового его освоения в хозяйствах, а также методической основой для проектирования моделей адаптивно-ландшафтных систем земледелия для условий лесостепи Среднего Поволжья.

• 1.    Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. – М. : Колос, 1979. – 416 с.

• 2.    Каштанов, А.Н. Ландшафтное земледелие / А.Н. Каштанов, А.П. Щербаков. – Курск, 1993. – 376 с.

• 3.    Кирюшкин, В.Н. Экологические основы земледелия / В.Н. Кирюшин. – М. : Колос, 1996. – 367 с.

• 4.    Немцев, С.Н. Методология проектирования и проекты базовых элементов адаптивноландшафтных систем земледелия и агротехнологий для товаропроизводителей различной специализации Ульяновской области / С.Н. Немцев, К.И. Карпович, А.Г. Галиакберов // Науч.-практи-ческое руководство на примере ОНО опытной станции по картофелю «Ульяновская» Ульяновского района Ульяновской области. – Ульяновск, 2008. – 120 с.

• 5.    Сорокина, Н.П. Агроэкологическая группировка и картографирование пахотных земель для обеспечения адаптивно-ландшафтного земледелия / Н.П. Сорокина // Методические рекомендации. – М. : РАСХН, 1995. – 76 с.

• 6.    Черкасов, Г.Н. Алгоритм проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия на региональном и локальном уровнях / Г.Н. Черкасов // Ресурсосберегающие технологии для земледелия и животноводства Владимирского ополья : сб. докл. Всероссийской науч.-практической конф. ГНУ ВНИИСХ Россельхозакадемии. – Суздаль, 2008. – С. 3–10.

• 7.    Черкасов, Г.Н. Методическое руководство по агроэкологической оценке земель, проектированию адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий / Г.Н. Черкасов. – Курск, 2005. – 340 с.

ANTI-EROSION COMPLEX ON THE BASIS OF LANDSCAPE IN TECHNOGENIC DISTURBED AREAS

Ulyanovsk State University