CC BY
74
3. Новиков Н.А. Вопросы радиационного мониторинга на объектах ветнадзора / Н.А. Новиков, О.И. Антонова, П.А. Рейнер,
Н.Т. Кириленко // Незаразные болезни животных: матер. Междунар. науч. конф., посвящ. 70-летию образования зооинже-нерного факультета. 30-31 мая 2000 г. Казань, 2000. С. 232-233.
4. Экологические и радиобиологические последствия Чернобыльской катастрофы для животноводства и пути их преодоления /
Под ред. Р.Г. Ильязова. Казань: ФЭН, 2002. 330 с.
5. Воронецкий Н.Н. Копытные (зубр, кабан, косуля, благородный олень, лось) и хищники (волк, рысь, лисица) Полесского ГРЭЗ / Н.Н. Воронецкий, В.Е. Тышкевич // 10 лет Полесскому госуд. радиоэколог. за-повед.: сб. ст. / Под ред. Парфенова
B.И. Минск: Изд-во Н.Б. Киреева, 1998.
C. 151-159.
+ + +
УДК 631.432.22:633.1:631.559 В.В. Вольнов,
Е.А. Сухарьков, А.В. Бойко
ВЛИЯНИЕ ЛЕСНЫХ ПОЛОС НА УВЛАЖНЕНИЕ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
В Алтайском крае создано около 200 тыс. га лесных полос [1]. Лесные полосы являются важнейшим средством оптимизации агроландшафтов [2] и решают многие задачи. Среди них — увлажнение почвы за счет осадков зимнего периода. Однако эффект их использования во многом зависит от вида насаждений, конструкции и характера размещения их на площади.
В задачу исследований входило определение снегозадерживающей эффективности лесных полос разной конструкции, характера размещения на пахотных землях и изучение их влияния на водный режим почвы и продуктивность зерновых культур.
Объекты и методика исследований
Исследования проводились на лесомелиоративном стационаре, организованном в 1972 году на территории ОПХ им. В.В. Докучаева АНИИСХ. Лесные полосы представляют собой систему 1-, 2-, 3-, 4-, 5-рядных полос ажурно-продуваемой конструкции из березы высотой 15-17 м, 6-рядных лесонасаждений из клена плотной конструкции, посаженных через 200 м перпендикулярно господствующим юго-западным ветрам на равнине с уклоном до 1о, а также на стационаре контурно-мелиоративного земледелия, организованного в 1975 г. Здесь лесные полосы представляют собой систему однорядных полос на склоне крутизной 2-4о, совмещенных с противоэрозионными гидротехническими сооружениями (ПГС).
Конструкция лесных полос — ажурная из березы, расположенных через 65-70 м. Контролем служил открытый участок без лесных полос.
Учет урожая полевых культур и гидрометеорологических факторов на межполосном пространстве осуществлялся по микроклиматическим зонам.
Первая зона располагается на заветренной стороне лесных полос и занимает пространство до окончания снежного шлейфа (обычно от 40 до 60 м). Она характеризуется максимальным снижением скорости ветра и повышенным увлажнением почвы.
Вторая зона примыкает к первой со стороны поля и занимает пространство от конца снежного шлейфа до начала нового шлейфа с наветренной стороны следующей лесополосы.
Зона третья располагается с наветренной стороны противоположной полосы. Протяженность ее определяется также длиной снежного шлейфа, которая простирается до 20-25 м.
Снегомерные линии протяженностью не менее 1500 м прокладывались строго в направлении юго-западных ветров. Замер высоты снега производили через 10 м.
Влажность почвы определялась термостатно-весовым методом до глубины 1 м в четыре срока: поздно осенью, ранней весной после схода снега, после посева и после уборки полевых культур; урожайность — методом взятия пробных снопов в 9-кратной повторности.
Результаты исследований
Наши исследования показывают, что лесные полосы тридцатилетнего возраста, посаженные через 200 м, делят территорию пашни на отдельные снегосборные участки.
Однорядные, двурядные лесные полосы образуют зону повышенного переноса снега в заветренной части лесной полосы на расстояние 20 м, далее формируется зона активного снегоотложения с высотой снега 5080 см. Протяженность ее достигает 140 м. Трех-, пятирядные лесные полосы начинают формировать снежный шлейф сразу после лесополосы длиной 90 м. Зона выдувания снега перечисленных вариантов лесных полос колеблется в пределах также 90 м. Наветренная зона, где высота снежного покрова несколько выше, чем в зоне выдувания, не превышает длину в 20-30 м. Высота снежного покрова в 1-5-рядных системах лесных насаждений превышает высоту снежного покрова, замеренную на контрольных полях (без лесных полос). Исключение составляют полосы плотной конструкции. На расстоянии 10 м заветренной ее стороны ежегодно накапливаются большие сугробы снега, дости-
гающие 1,5-2,0 м. На расстоянии 20 м от полосы высота сугроба резко уменьшается до 80-90 см, а на расстоянии 30 м — до 5060 см. Далее до 80 м высота снега постепенно уменьшается и переходит до уровня высоты снега, полученной на контроле. Перед очередной лесной полосой с 20 м снег накапливается до 1 м и более.
Таким образом, на вариантах лесных насаждений в заветренной зоне наблюдается более высокое накопление снега. Запасы влаги в снеге здесь достигают 155-183 мм, а в системе лесных полос плотной конструкции — 190 мм и выше, что превышает величину выпавших осадков за зимний период. Коэффициент снегоотложения составляет 1,03-1,26. Наиболее ровно распределяет снежный покров в междурядном пространстве система однорядных лесных насаждений. Она способна задерживать снег на полях в количестве 90% от выпавшего. Двухпятирядные системы лесных насаждений, а особенно лесные полосы плотной конструкции, уступают однорядным по этим показателям. В целом лесные полосы увеличивают снегозадерживающую способность стерневого фона на 65-75% (табл. 1).
Таблица 1
Влияние лесных полос различной конструкции на распределение снега в межполосных пространствах (среднее за 2003-2005 гг.)
Элементы рельефа, организация территории Конструкция л/п Зоны переноса снега Протяженность зоны переноса, м Высота снежного покрова, см Запасы воды в снеге, мм Коэффициент снегоотложе- ния
Равнина (контроль) без л/п - 700 15 36 0,25
Склон северо-запад- 1 8 61 152 0,95
ной экспозиции, КМЗ, 1-рядная 2 46 43 107 0,66
угол подхода ветра к через 3 6 52 130 0,81
л/п 80°, между л/п 65-70 м 65-70 м среднее 52 130 0,81
1 140 62 155 1,03
2 40 46 115 0,76
1-рядная 3 20 54 135 0,90
среднее - 54 135 0,90
1 100 58 145 0,96
2 80 40 100 0,66
2-рядная 3 20 46 115 0,76
среднее - 58 120 0,79
1 90 63 157 1,05
Равнина, прямолиней- 3-рядная 2 3 90 20 39 49 97 122 0,65 0,82
но-прямоугольная, угол подхода ветра к среднее 50 125 0,84
1 90 66 165 1,10
л/п 90 , с расстояни- 2 90 43 107 0,72
ем между л/п 200 м 4-рядная 3 20 50 125 0,83
среднее - 53 132 0,88
5-рядная 1 2 3 среднее 90 90 20 74 36 48 53 185 90 120 132 1,23 0,60 0,80 0,88
плотная 1 2 3 среднее 60 120 20 76 22 78 59 190 55 195 147 0,20 0,36 1,30 0,62
На склонах, обустроенных контурномелиоративным способом, однорядные лесные полосы, посаженные по границам полос-контуров, совмещенные с ПГС, накапливают до 130 мм зимних осадков (коэффициент снегоотложения — 0,81). Здесь также заметно неравномерное распределение снега. В центральной части полосы-контура высота снега составила 43 см, в заветренной и наветренной зонах влияние лесных полос — 61 и 52 см. Неравномерное распределение связано с углом подхода направления основного ветра к лесной полосе. С помощью лесных полос на склоновых землях, особенно ветроударных, где очень мало задерживается снега, удается задержать до 80-90% выпавших осадков за зимний период.
Водный режим почвы в зоне влияния лесных полос представлен в таблице 2.
После уборки сельскохозяйственных культур запасы влаги метрового слоя почвы колебались в пределах 69-90 мм. Обращает внимание на себя несколько повышенный фон увлажнения в заветренных и наветренных зонах (I, III), что связано с расходом влаги на испарение и транспирацию ее растениями в более благоприятном микроклимате относительно центра поля.
Перед уходом в зиму запасы влаги увеличились на 10-15 мм и несколько выровнялись по вариантам опыта.
Таблица 2
Запасы продуктивной влаги в слое 0-100 см почвы в зависимости от конструкции лесных полос и экологических зон, мм (среднее за 2003-2005 гг.)
Рельеф, организация территории Рядность лесных полос Экологическая зона Уборка 1-5.09 Уход в зиму 25-30.10 Сход снега 15-20. 04 Всходы 1-5.06
I 81 89 202 152
1-рядная II III 77 79 88 88 190 199 146 154
I 86 97 222 153
2-рядная II III 70 83 86 90 182 207 145 150
I 90 102 223 169
Равнина, 3-рядная II III 71 83 92 92 188 220 143 158
прямолинейно- прямоугольная 4-рядная I II 79 70 86 86 221 180 158 138
III 78 89 200 162
I 82 85 224 148
5-рядная II III 69 76 79 88 170 208 124 143
I 81 112 237 169
плотная II 72 91 125 125
III 82 91 210 160
без л/п (контроль) 64 76 134 121
Склон С:З экспозиции крутизной 2-4°, контурно- 1-рядная через 60-75 м I II III 104 97 97 122 104 110 190 196 208 170 156 166
мелиоративная без л/п (контроль) 64 73 148 120
После схода снега величина весенней влагозарядки почвы находилась в прямой зависимости от запасов воды в снеге. В зонах активного снегонакопления (I, III зоны) запасы продуктивной влаги в системе 1-5рядных лесных полос достигали 200-224 мм, плотной конструкции — 237 мм. В центральной части (II зона) 1-5-рядных лесных полос они колебались в пределах 170-190 мм, а плотной конструкции на уровне контроля — 125-134 мм.
К началу июня (фаза полных всходов яровой пшеницы) запасы влаги в почве снизились до 138-169 мм с четкой дифференциацией по экологическим зонам. В центральной части межполосного пространства (II зона) запасы влаги во все годы были ниже на 15-22 мм, чем в заветренных и наветренных зонах влияния лесных полос. Аналогичная закономерность по запасам влаги в почве наблюдается и в системах лесных полос на склонах, размещенных контурно-мелиоративным способом. Практически все варианты лесных полос превосходили по запасам влаги контрольные участки (вариант без лесных насаждений).
Различное увлажнение в экологических зонах лесных насаждений повлияло и на урожайность яровой пшеницы и гороха (табл. 3).
Таблица 3
Урожайность гороха и яровой пшеницы в зависимости от конструкции лесных полос и экологических зон, ц/га
Конструкция Экологиче- Г орох, 2003 г. Яровая пшеница, 2004 г.
лесных полос (фактор А) ская зона (фактор В) по фактору В по фактору А по фактору В по фактору А
I 31,2 26,2
1-рядная III 24,6 26,8 27,5 22,3 24,5 24,3
I 29,3 25,3
2-рядная III 24.9 26.9 27,0 22,7 26,3 24,7
I 32,0 25,8
3-рядная III 25.6 29.6 27,8 21,4 25,1 24,1
I 30,3 26,3
4-рядная III 25.0 28.1 27,8 22,5 25,8 24,5
I 31,0 27,1
5-рядная III 27,3 29,2 29,1 21,7 24,3 24,4
I 33,9 26,9
Плотная III 23,9 26,2 28,0 22,1 25,1 24,4
Контроль (без л/п) - - 24,4 - 21,4
НСР05 3,0 4,1 1,8 2,9
В заветренной и наветренной зонах, где был более благоприятным для роста и развития микроклимат и более повышенное увлажнение почвы, чем в центральной части поля, урожайность гороха и яровой пшеницы была выше на 3,0-6,6 ц/га. Различий по урожайности гороха и яровой пшеницы между вариантами с 1-5-рядной и плотной конструкции не наблюдалось. Относительно контроля (без лесных полос) урожайность гороха и пшеницы в среднем была выше на 3,4 и 3,0 ц/га.
Об эффективности системы лесных насаждений на склонах, обустроенных контурномелиоративным способом, можно судить по ранее проведенным исследованиям.
До освоения системы урожайность яровой пшеницы на склоновых землях составляла в среднем 11,0 ц/га. После освоения (контурно-мелиоративная организация, комплекс агро-, гидро-, лесомероприятий) урожайность яровой пшеницы в среднем за 14 лет поднялась до 25,5 ц/га, при уровне урожайности зерновых ОПХ им. В.В. Докучаева за эти годы — 20,5 ц/га [3].
Заключение
Таким образом, лесные полосы ажурно-продуваемой конструкции позволяют решить проблему снежной мелиорации на по-
лях. За счет осадков зимнего периода прирост влаги в почве на облесенных полях достигает 71-120 мм. Урожайность зерновых и зернобобовых культур в системе полезащитных лесонасаждений увеличивается на 2,6-4,7 ц/га. Наиболее равномерно распределяет снег система однорядных лесных полос.
Библиографический список
1. Ишутин Я.Н. Лесоразведение в Кулун-динской степи / Я.Н. Ишутин. // Кулун-динская степь: прошлое, настоящее, будущее: матер. науч-практ. конф. / Под ред. Е.Г. Парамонова. Барнаул: Изд-во Алт. унта, 2003. 427 с.
2. Виноградов В.Н. Современные проблемы агролесомелиорации / В.Н. Виноградов // Лесное хозяйство. 1983. № 8.
3. Вольнов В.В. Особенности полезащитного лесоразведения на склонах при контурно-мелиоративной организации территории / В.В. Вольнов, Э.И. Болханцова // Современные проблемы сельского хозяйства и пути их решения: юбил. сб. науч. тр. / РАСхН. Сиб. отд-ние. Барнаул, 2000.
С. 73-81.
