SCHEMES OF AGRICULTURAL CROPS FOR CROP ROTATIONS ON EROSION HAZARD AGROLANDSCAPES OF CENTRAL BLACK EARTH REGION

Турусов В.И.¹, Гармашов В.М.², Богатых О.А.³, Дронова Н.В.⁴,  Михина Т.И. ⁵

¹Член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, директор ФГБНУ «НИИСХ ЦЧП», ² Кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий отделом адаптивно-ландшафтных систем земледелия, ³Кандидат сельскохозяйственных наук, зам. зав. отделом, ⁴Кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, ⁵Научный сотрудник, Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева

СХЕМЫ ЧЕРЕДОВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ДЛЯ СЕВООБОРОТОВ ЭРОЗИОННО-ОПАСНЫХ АГРОЛАНДШАФТОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

Аннотация

Широкое распространение склонового рельефа и высокая распаханность территории являются одними из основных факторов деградации и эрозии почвы, что приводит к падению плодородия их и снижению урожайности сельскохозяйственных культур на 20-50%. При этом одним из главных способов защиты почв от эрозии должно быть отведено научно обоснованным севооборотам, с правильным набором культур и их размещением в агроландшафте. Другим важным приемом повышения почвозащитной роли севооборота на эродированных землях является полосное размещение культур, что позволяет значительно сократить эрозионные процессы, исключить обработку почвы вдоль склона и создать условия более эффективного использования земель и плодородия почвы.

Ключевые слова: эрозионно-опасные агроландшафты, склоновые земли, плодородие почв, почвозащитные севообороты.

Turusov V.I.¹, Garmashov V.M.², Bogatykh O.A.³, Dronova N.V.⁴, Mikhina T.I.⁵

¹Corresponding Member of RAS, Doctor of Agricultural Sciences, Director of the FGBNU SRAI СCHZ, ²PhD in Agriculture, Head of the Department of adaptive-landscape systems of agriculture, ³PhD in Agriculture, Deputy Head of Laboratory of Ecological and landscape rotations, ⁴PhD in Agriculture, Senior Researcher, Laboratory of Ecological and landscape rotations, ⁵Researcher, Laboratory of Ecological and landscape rotations, Scientific Research Institute of Agriculture of Central Black Earth Region named after V.V. Dokuchaev

SCHEMES OF AGRICULTURAL CROPS FOR CROP ROTATIONS ON EROSION HAZARD AGROLANDSCAPES OF CENTRAL BLACK EARTH REGION

Abstract

Wide spread of topography slopes and high cultivated lands are the main factors of degradation and soil erosion, which leads to a drop in their fertility and reduced crop yields by 20-50%.  One of the main ways to protecting soils from erosion should be given to scientific rotations, with the right set of cultures and their placement in agricultural landscapes. Another important technique of increasing the conservation role of crop rotation on the eroded lands is lane occupancy crops that let significantly reduce erosion processes, eliminate tillage along the slope and to create the conditions for more efficient use of land and soil fertility.

Keywords: erosion threatening landscapes, land slope, soil fertility, soil conservation crop rotations.

На территории ЦЧР эрозия почв является одним из основных факторов деградации почвы, что обусловлено как природными условиями, так и антропогенным воздействием (широкое распространение склонового рельефа и высокая распаханность территории). Склоновые земли здесь занимают свыше 52,6% площади, из них с уклоном более 3⁰ – 18,0%. Высокая расчлененность (0,5-1,5 км/км²) и слабая облесенность (12%) территории, при этом распаханность достигает 80 %. Наличие уклонов рельефа в сочетании с тяжелым гранулометрическим составом почв и выпадением интенсивных ливневых осадков и быстрое снеготаяние, обусловленное интенсивным нарастанием температур в весенний период, в значительной степени способствуют развитию водной эрозии и представляют существенную эрозионную опасность.

Падение плодородия эродированных почв приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур: на слабосмытых почвах до 20%, среднесмытых - 20-40% и сильносмытых – более 50% [1].

В настоящее время площадь эродированных почв сельскохозяйственных угодий в целом по Центрально-Черноземному региону составляет 28,1%, пашни - 23,8%. По данным последних почвенных обследований площади эродированных почв в ЦЧР не уменьшаются [1].

Исследования НИУ зоны и производственный опыт показывают, что в системе мероприятий по защите почв от эрозии одно из главных мест должно быть отведено научно обоснованным севооборотам, с правильным набором культур и их размещением в агроландшафте [2].

Современные адаптивно-ландшафтные системы земледелия, основой которых является высокая степень адаптации к условиям агроландшафта, требуют разработки основных элементов земледелия с учетом группирования земель, а подбор культур, выращиваемых в севооборотах, производить на основе их агроэкологических требований к условиям произрастания [3].

Следовательно, целью наших исследований было совершенствование подходов к формированию набора культур и севооборотов для эрозионно-опасных агроландшафтов.

На основании ранее проводимых исследований в многолетних стационарных опытах было установлено, что почвозащитная функция посевов различных культур зависит от плотности их травостоя и продолжительности пребывания этих культур на поле. Поэтому основные сельскохозяйственные культуры по почвозащитной способности можно разделить на три основные группы: культуры со слабой почвозащитной способностью от водной и ветровой эрозии – поля чистого пара и пропашные; со средней почвозащитной способностью – яровые зерновые культуры, однолетние травы; с высокой почвозащитной способностью - многолетние травы и озимые зерновые культуры.

Последняя группа культур и должна составлять основу почвозащитных севооборотов. А их соотношение с другими группами культур в структуре севооборота должно определяться крутизной уклона рельефа и интенсивностью эрозионных процессов на территории агроландшафта. Полей черного пара не должно быть даже на землепользованиях с уклоном более 2⁰.

Анализ многолетних данных почвозащитной роли различных сельскохозяйственных культур дает возможность рационально размещать их на склонах различной крутизны и степени смытости, добиваясь при этом высокого почвозащитного и почвовосстанавливающего эффекта.

Значительное снижение урожайности сахарной свеклы (до 80%) на смытых почвах и низкая почвоохранная роль этой культуры не позволяет включать ее в севообороты, размещаемые на склонах свыше 2⁰. Подсолнечник и кукурузу на зерно можно выращивать на склонах крутизной до 3⁰. Кукурузу на силос в условиях региона можно размещать на слабосмытых склонах крутизной до 5⁰.

На землях со слабосмытыми почвами, расположенными на склонах крутизной 3-5⁰, требования к почвозащитной роли севооборота возрастают. В этих условиях в севооборотах исключается выращивание пропашных культур и увеличивается насыщение севооборотов зерновыми сплошного посева, а для воспроизводства плодородия почвы вводятся многолетние травы. На таких землях должны размещаться зерновые и зернотравяные севообороты. Доля зерновых и зернобобовых культур в зернотравяных севооборотах должна составлять 60-80%, многолетних трав – 20-40% в зависимости от крутизны склона и плодородия почвы.

Склоны с крутизной более 5⁰, и все сильносмытые почвы необходимо отводить под постоянное залужение.

В таблице 1 представлены оптимальные параметры эффективного использования природно-ресурсного потенциала эрозионно-опасных групп земель в сельскохозяйственных агроландшафтах.

Таблица 1 - Оптимальные параметры эффективного использования природно-ресурсного потенциала эрозионно-опасных групп земель сельскохозяйственных агроландшафтах

Эродированность почв	Крутизна склона	Севообороты	Соотношение между основными культурами, %
Эрозионно-опасные	2-30	Полевые зернопропашные и зерновые почвозащитные	Культуры сплошного сева от 40-55 %
Слабосмытые	3-50	Умеренно почвоохранные зернотравяные	Культуры сплошного сева 60-70; многолетние травы 20-30%
Среднесмытые	Свыше 50	Травяно-зерновые и/или постоянное залужение	Многолетние травы 75-80%, зерновые (оз. Рожь, овес) 20-25% и/или многолетние травы до 100

 

Для склоновых земель с различным уклоном в рельефе и интенсивностью эрозионных процессов чередование культур может быть различным. Наиболее рациональные севообороты для эрозионно-опасных агроландшафтов в почвенно-климатических условиях юго-востока ЦЧЗ представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Наиболее рациональные севообороты для эрозионно-опасных агроландшафтов

Виды севооборотов и их основные звенья
Зернопропашной	Зернопаротравянопропашной	Зерновой	Почвозащитный кормовой
Склоны 2-3о		Склоновые земли с крутизной 3-5о
1. Зернобобовые 2. Озимые зерновые 3. Подсолнечник 4. Яровые зерновые (ячмень, яровая пшеница) 5. Кукуруза на зерно 6. Овес, рапс	1. Черный пар (50% чистый + 50% нут)* 2. Озимые зерновые 3. Кукуруза на зерно 4. Ячмень + многолетние травы 5. Многолетние травы 6. Озимые зерновые 7. Просо	1. Сидеральный пар 2. Озимые зерновые 3. Просо 4. Овес 5. Ячмень+ донник на сидерат	1. Озимые зерновые 2. Кукуруза 3. Ячмень + многолетние травы 4. Многолетние травы 5. Многолетние травы

Примечание:* полосное размещение (чередование полос пара и бобовой культуры)  

Набор культур в севообороте зависит от специализации хозяйства и агроэкологических условий территории. На склонах 3-5⁰: 1 – однолетние травы, 2- озимая рожь, 3 – яровые зерновые +многолетние травы, многолетние травы, 5 – озимая пшеница. На более смытых почвах: 1 – однолетние травы +многолетние травы; 2,3 – многолетние травы, 4 – озимая рожь. Для получения устойчивых урожаев многолетних трав лучше высевать бобово-злаковые травосмеси. В чистом виде бобовые высевать не рекомендуется, так как на склонах в зимний период они часто выпадают.

Для средне- и сильносмытых земель, расположенных на склонах от 3 до 5⁰ эффективен почвозащитный севооборот с 50%-тами многолетних трав и 50% зерновых культур. Схемы чередования культур в почвозащитных севооборотах могут быть такими:

1. Трехпольные севообороты: 1 яровые зерновые с подсевом многолетних трав; 2, 3 – многолетние травы.
2. Четырехпольные севообороты: 1 яровые зерновые с подсевом многолетних трав; 2, 3 – многолетние травы, 4 озимые культуры.
3. Шестипольные севообороты: 1 горохоовсяная смесь с подсевом многолетних трав; 2, 3, 4 – многолетние травы, 5 озимые культуры – яровые зерновые.

Приведенные выше схемы севооборотов наиболее типичны для эрозионно-опасных агроландшафтов региона. На их основе могут быть созданы аналогичные модификации севооборотов, более адаптированные для решения почвоохранных и агрономических задач в конкретных условиях агроландшафта.

Литература

1. Соловиченко В.Д. Эродированность почвенного покрова Центрально-Черноземного региона / Почвоведение в России: вызовы современности, основные направления развития: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием к 85-летию Почвенного института им. В.В. Докучаева. – М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 2012. – 952 с.
2. Рымарь В.Т. Оптимизация структуры посевов и севооборотов в эколого-ландшафтном земледелии Воронежской области (Рекомендации) /В.Т. Рымарь, В.И. Турусов, В.А. Кумицкая, Т.И. Михина, Е.В. Недоцук, О.А. Абанина, Т.И. Дьячкова, А.П. Киценко, О.В. Турусов - Воронеж: «Истоки», 2008. – 30 с.
3. Кирюшин В.И. Теория адаптивно-ландшафтного земледелия и проектирование агроландшафтов. – М.: КолосС, 2011. – 443 с.

References

1. Solovichenko V.D. Jerodirovannost' pochvennogo pokrova Central'no-Chernozemnogo regiona [Erosion of the soil cover of the Central Black Earth Region] / Pochvovedenie v Rossii: vyzovy sovremennosti, osnovnye napravlenija razvitija: Materialy Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem k 85-letiju Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva [Soil Science in Russia: the challenges of today, the main directions of development: Proceedings of the All-Russian scientific-practical conference with international participation to the 85^th anniversary of the Soil Institute named by V.V. Dokuchaev]. – M.: Pochv. in-t im. V.V. Dokuchaeva Rossel'hozakademii, 2012. – 952 s. [in Russian]
2. Rymar' V.T. Optimizacija struktury posevov i sevooborotov v jekologo-landshaftnom zemledelii Voronezhskoj oblasti (Rekomendacii) [Optimization structure of sowings and crop rotations in eco-landscape agriculture in Voronezh Region (Recommendations)] /V.T. Rymar', V.I. Turusov, V.A. Kumickaja, T.I. Mihina, E.V. Nedocuk, O.A. Abanina, T.I. D'jachkova, A.P. Kicenko, O.V. Turusov - Voronezh: «Istoki», 2008. – 30 s. [in Russian]
3. Kirjushin V.I. Teorija adaptivno-landshaftnogo zemledelija i proektirovanie agrolandshaftov [The theory of adaptive-landscape agriculture and design agricultural landscapes]. – M.: KolosS, 2011. – 443 s. [in Russian]