Россия
Изучено влияние состояния поверхности пашни на объемы эрозионного смыва почвы под действием весеннеталого стока. Наибольшую эрозионную опасность представляют необработанные пары (объем смыва максимальный - 5,4-16,6 м3/га), а также зябь, обработанная вдоль склона (3,2-14,6 м3/га). Озимые зерновые, размещенные вдоль склона, оказывают слабое почвозащитное действие (объем смыва 2,3-6,8 м3/га). Стерня яровых зерновых и озимые зерновые культуры, посеянные поперек склона, показывают минимальный объем смыва среди изучаемых агрофонов (0,3-2,2 м3/га).
водная эрозия, пашня, яровые и озимые зерновые, пар
Введение. В подтаежной зоне Западной Сибири земли сельскохозяйственного назначения в значительной степени подвержены водной эрозии. Установлено, что максимальный смыв почв пашни проявляется в период весеннего снеготаяния. Это подтверждается данными за более чем 35-летний период наблюдений [1]. Здесь весеннеталый смыв может достигать в отдельные годы 56 м3/га. Величина запаса воды в снеге, а также характер снеготаяния оказывают существенное влияние на интенсивность эрозии на пашне [2]. Не меньшее влияние оказывает состояние поверхности пашни в период весеннего снеготаяния – наличие или отсутствие растительности и растительных остатков, состояние пашни после осенней обработки, направление обработки почвы на склонах и пр.
Литературные данные, характеризующие интенсивность смыва на изучаемой территории, весьма разнообразны, в том числе и данные наших наблюдений. Возможно, это связано с особенностями выбранного метода учета эрозии, но также указывает и на высокую вариабельность эрозионных проявлений и обусловливает необходимость более тщательного и подробного изучения данного процесса, накопления больших массивов данных для обширных территорий, что будет способствовать более точному прогнозированию водной эрозии почв и потенциально повысит эффективность противоэрозионных мер.
Объекты и методы. Исследования проводили на пашне в пределах междуречья Томь-Басандайка-Тугояковка (Томская область, подтаежная зона). Для определения объема смыва использовали метод учета струйчатых размывов [3]. Измеряли объемы смыва пахотных почв под действием весеннеталого стока (конец апреля – начало мая) в период с 2019 по 2023 год на пару, по зяблевой вспашке, выполненной вдоль и поперек склона, под стерней яровых зерновых культур, посеянных поперек склона, озимыми зерновыми культурами, посеянными поперек и вдоль склона (далее – агрофоны).
Результаты. За период 2019-2023 гг. объемы смыва почвы на южных и северных склонах на разных агрофонах были различными. Средний смыв за период наблюдений - 0,9-3,8 м3/га на северных склонах и 1,0-4,9 м3/га на южных склонах. На южных склонах мы наблюдали максимальную интенсивность эрозии, если период снеготаяния был короткий, как, например, в 2020 году, когда средняя эрозия на южных склонах составляла 5,2 м3/га, а на северных она составила 3,4 м3/га. Также мы наблюдали, что интенсивность эрозии на южных склонах не всегда превышает северные склоны. Например, в 2022 году таяние снега на северных склонах затянулось, в то время как южные склоны были уже в большинстве сухие. В этот год, объем смывы с гектара на северных склонах мог существенно превышать смыв на южных склонах.
Рассмотрим подробнее влияние состояния поверхности пашни на объем смыва почвы.
Пары и зябь. На исследованной территории в годы наблюдений парующие поля и участки под зябью показывали максимальные среди рассматриваемых агрофонов средние значения объема эрозионного смыва - до 3,2-5,4 м3/га. На отдельных участках, где были сформированы водороины, объем смыва составил до 53,3 м3/га. Пары, которые ушли под снег без осенней обработки, показали наиболее высокую эрозионную опасность. Здесь отмечено формирование наиболее крупных водороин, наличие которых на пашне существенно повышало средние значения смыва до 6,3-16,6 м3/га на южных склонах и до 5,4-11,2 м3/га – на северных. Зяблевая вспашка обусловила сдерживание смыва в сравнении с необработанными парами. На участках склонов с водороинами на фоне зяби, обработанной поперек склона, он составил 1,2-6,2 м3/га, вдоль склона – 5,1-14,6 м3/га. Для северных склонов этот показатель составил 0,9-7,1 м3/га и 3,2-11,2 м3/га соответственно.
Отдельно рассматриваются абсолютные максимумы, зафиксированные в 2020 году – 36,6 м3/га на южном склоне на фоне необработанного пара и в 2022 году - 53,3 м3/га на северном склоне на фоне зяблевой вспашки, выполненной вдоль склона.
Стерня яровых зерновых культур. Посеянные поперек склона яровые злаки хорошо защищали почву от размыва в годы наблюдений. На территории исследования это один из основных почвозащитных приемов, который используется наряду с обработкой почвы поперек склона или контурной обработкой. Средний смыв на таком агрофоне составлял 0,4-0,8 м3/га на северных склонах и 0,3-1,3 м3/га – на южных. Среди изучаемых агрофонов это наименьшие показатели среднего смыва. Объем смыва на участках с промоинами в разные годы наблюдений составил 1,7-5,8 м3/га на северных склонах и 1,2-6,9 м3/га – на южных склонах.
Озимые зерновые культуры (рожь, тритикале, пшеница). Размещение озимых зерновых культур вдоль и поперек склона оказывало различное влияние на формирование линейных форм эрозии и объемы смыва.
При размещении посевов вдоль склона на северных склонах развивались множественные мелкие ручейковые размывы, которые образовывались в междурядьях (рисунок 1а). Это очаговое явление, приуроченное к средним частям склонов ложбин. Объем смыва в отдельные годы составил от 2,8 до 6,6 м3/га. Здесь отмечены определенные сложности учета струйчатых размывов в связи с тем, что не всегда удавалось определить, сформирован ли в действительности ручейковый размыв в междурядье.
На южных склонах таких очагов с ручейковыми размывами наблюдалось существенно меньше, сами размывы были приурочены к верхним и средним частям склонов, более выражены, сливались в один по достижении ложбины и формировали водороину, которая как правило выходила за пределы поля вниз по склону (рисунок 1б). Средний смыв на южных склонах под озимыми, посеянными вдоль склона, составил в отдельные годы наблюдений от 2,3 до 6,8 м3/га.
Показатели объема смыва под озимыми культурами, размещенными поперек склона, были сопоставимы со значениями смыва на фоне стерни яровых зерновых или превышали их – 0,3-1,2 м3/га для северных склонов и 0,3-2,2 м3/га – для южных. Исключение составляли ложбины южных склонов, в которых промоины формировались во все годы наблюдений, как под стерней, так и под озимыми культурами, и характеризовались значительно большими объемами смыва, нежели фон.
Заключение. Полученные данные измерений объёмов смыва почвы весеннеталыми водами в период с 2019 по 2023 гг. показывает, что южные склоны более вариабельны по величинам смыва, чем северные, что, вероятно, связано с особенностями снеготаяния на склонах разных экспозиций. Наибольшую эрозионную опасность представляют необработанные пары, а также зябь, обработанная вдоль склона. Озимые зерновые, несмотря на высокий почвозащитный потенциал, будучи размещенными вдоль склона, оказывают слабое почвозащитное действие. Стерня яровых зерновых и озимые зерновые культуры, посеянные поперек склона, показывают минимальный объем смыва среди изучаемых агрофонов.
Научный руководитель – ведущий научный сотрудник СФНЦА РАН (Новосибирск), док.с.-х.наук, профессор В.К. Каличкин.
1. Евсеева Н.С., Петров А.И., Квасникова З.Н., Каширо М.А., Хон А.В. Эрозия почв при снеготаянии в агроландшафтах юга Томской области: факторы развития, интенсивность и динамика // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333. № 3. С. 196-205. DOI: https://doi.org/10.18799/24131830/2022/3/3407; EDN: https://elibrary.ru/GOVYDM
2. Евсеева Н.С. Современный морфолитогенез юго-востока Западно-Сибирской равнины. – Томск: Изд-во НТЛ, 2009. – 484 с. EDN: https://elibrary.ru/RYBDLN
3. Соболев С.С. Развитие эрозионных процессов на территории европейской части СССР и борьба с ними. М.;Л.: Изд-во АН СССР, 1948. C. 81-86.
