Полосное размещение сельскохозяйственных культур

Сложность разработки и освоения почвозащитных севооборотов в Бурятии состоит в том, что в силу особенностей почвенно-климатических условий здесь ограничен набор возделываемых сельскохозяйственных культур в полевых севооборотах, особенно на малогумусных легких почвах. Так, основную долю в структуре посевных площадей занимают зерновые культуры - более 55-60%, из зерновых, как уже отмечали, в основном возделывается яровая пшеница как имеющая наибольший спрос на рынке. Площади кормовых культур составляют менее 15-20%, где большая часть опять-таки приходится на зерносмеси или овес на сено и сенаж. Многолетние же травы на богарной эродированной пашне практически нигде не возделываются.
Наиболее характерными схемами севооборотов являются схемы, начинающиеся с поля чистого пара или занятого пара, где в качестве парозанимающей культуры возделывается донник под покров яровой пшеницы или овса и ячменя. Севообороты на легкосуглинистых почвах состоят из 2-3 полей с чередованием: пар чистый - пшеница + донник - донник (занятый пар) - пшеница или овес; пар чистый - пшеница - овес; 4-польные с чередованием: пар чистый - пшеница - овес на зерно - зерносмеси или овес на сено и сенажи; пар чистый - пшеница + донник - пар занятый - пшеница и т.д.
Организацию противоэрозионной (дефляционной) устойчивости севооборотов на эродированной пашне можно представить в виде следующей схемы (табл. 227).

Эффективность представленной схемы защиты почв от дефляции существенно возрастает при полосном размещении посевов и пара, когда само расположение полей в пространстве становится серьезной преградой развития ветровой эрозии.
Практика хозяйств Северного Казахстана, Кулунды и некоторых других регионов России, а также США и Канады показывает, что в основу почвозащитных севооборотов рекомендуется принять возделывание многолетних трав. В этих севооборотах все эродированные поля разрезаются на полосы соответствующей ширины, и многолетние травы возделываются столько лет, сколько включаются в севооборот однолетние культуры с паром. Например, житняк возделывается на одном поле 5-7 лет.
В наших же условиях нет широкого производственного опыта по выращиванию многолетних трав в почвозащитных севооборотах. Полевые же опыты, проведенные нами в совхозах «Удинский» Хоринского района и «Аргадинский» Курумканского района, показывают, что возделывание житняка в полевом севообороте при полосном размещении посевов на эродированных почвах в некоторой степени способствует их защите от ветровой эрозии. В течение четырех лет (1967-1970 гг.) на опытных полях в совхозе «Удинский» при ширине полос 50 метров не наблюдался перенос мелкозема ветром за пределы поля, а лишь отмечалось некоторое перемещение почвы с полос, лишенных растительного покрова, в посевах житняка и стерневые полосы.
На опытах в совхозе «Аргадинский» в среднем за два года (1974-1975 гг.) вынос почвы с посевов житняка составил на один пылеуловитель при ширине полосы 25 см - 53,0 г, 50 м - 74,4 г, 100 м - 101,5 г, а с опытного бесполосного поля вынесено 237,2 г почвы за 1 час экспозиции. Однако нужно заметить, что в некоторые годы почти невозможно получить нормальные всходы житняка, так как глубина заделки семян его не должна превышать 3-4 см, иначе они не пробьются на дневную поверхность почвы. А верхний пятисантиметровый слой почвы редко бывает длительное время (на период прорастания всходов) влажным, так как при высокой температуре поверхности почвы днем (до 60°) почвенная влага с поверхностных слоев ее быстро испаряется, и всходы трав не успевают укорениться. Поэтому, как правило, полевая всхожесть многолетних трав на богарных участках очень низкая, и посевы заглушаются сорняками. В результате этого продуктивность житняка на этих почвах небольшая, и травостой настолько редок, что часто была нецелесообразной его уборка на сено.
Очень важное значение при полосном размещении имеет правильное установление ширины полос. Многие исследования, проведенные в Павлодарской и Актюбинской областях Северного Казахстана, показали, что ширина полос в зависимости от местности и механического состава почв должна быть разной. Например, в Павлодарской области на супесчаных почвах наиболее эффективной шириной полос является 50 м, а на легкосуглинистых почвах - 100 м, в Актюбинской области при использовании плоскорезной системы обработки почвы ширина полос рекомендуется 100 метров.
В Бурятии в начале освоения полосных севооборотов ширина полос составляла повсеместно 100 метров, и практика показала, что такая ширина полос оказалась недостаточно эффективной в защите почв от выдувания ветром.
Поэтому нами в 1970-1973 годах на эродированных легкосуглинистых почвах совхоза «Селенгинский», а также в совхозе «Аргадинский» проводились опыты по изучению эффективности различной ширины полос в борьбе с ветровой эрозией почвы и влияния их на урожайность зерновых культур в полевых севооборотах. Сравнивалось размещение пара и зерновых культур шириной полос 25, 50 и 100 метров при чередовании культур: пар - пшеница - овес на зерно; пар - многолетние травы - пшеница - многолетние травы.
Известно, что полосное размещение посевов уменьшает развитие ветровой эрозии почв; во-первых, благодаря уменьшению пылесборной площади, вследствие чего ограничивается количество передвигающихся скачкообразно частиц (0,5-0,1 мм), то есть резко снижается так называемый лавинный эффект; во-вторых, посевы зерновых культур или пожнивные их остатки, а также многолетние травы способны удерживать (поглощать) перемещаемые почвенные частицы; в-третьих, травостой многолетних трав и стерня зерновых культур, создавая шереховатую поверхность, значительно снижает скорость ветра у поверхности почвы, и этим самым предотвращает дальнейшее развитие дефляции.
В результате изучения влияния стерневых полос на изменение скорости ветра нами установлено, что скорость на высоте 20 сантиметров от поверхности оголенной почвы (пар) снижается в 2 раза по сравнению со скоростью на высоте флюгера (10 м) и в 3-4 раза, где оставлена стерня зерновых культур. Стерня зерновых культур оказывает влияние на изменение скорости ветра на расстоянии до 20-25 метров от полосы. Кроме того, расстояние, на которое снижается скорость ветра от защитной полосы, зависит от высоты растений на этой полосе, и чем выше она, тем шире защищаемая зона. Это положение имеет существенное значение при определении ширины защищаемых полос, так как воздушный поток насыщается мелкоземом лишь на определенном расстоянии от этой полосы. Наши наблюдения за выносом мелкозема подтверждают указанные закономерности, и величина переноса почвенного материала ветром снижается с уменьшением ширины полосы. Так, при сокращении ширины полосы со 100 до 50 метров снижается вынос мелкозема почти в два раза, до 25 метров - в три раза.
Нужно отметить, что естественные сухостепные травы вследствие низкого их роста (пастбища) менее эффективны в защите почв от выдувания по сравнению со стерней. Например, с полосы пара шириной 100 м, защищенной естественной растительностью, вынесено на 74 процента больше мелкозема, чем с участка защищенного стерневой полосой, а при ширине эродирующего поля 25-50 метров соответственно на 35-40 процентов усиливается дефляция.
Следовательно, при полосном размещении посевов важное значение в борьбе с ветровой эрозией почв имеет высота растений или стерни на защитных полосах. В данном случае оказалась более эффективной в снижении пылевоздушного потока стерня зерновых культур по сравнению с естественной сухостепной растительностью.
На почвах легкого механического состава согласно «Рекомендациям по защите почв от ветровой эрозии» обработку почвы в полосах следует проводить противоэрозионными орудиями с максимальным сохранением стерни на поверхности почвы. Однако по нашим исследованиям многократная противоэрозионная обработка пара за лето недостаточно защищает почву от ветровой эрозии в осенне-зимние и весенние (в год посева) периоды.
Совершенно по-другому, как отмечали выше, складывается ветроустойчивость поверхности почвы при плоскорезных обработках под вторую и последующие культуры пара, в частности под овес, ячмень на зерно или сенаж, когда остаются достаточное количество стерни на поверхности почвы и рифленость ее поверхности после прохода от сеялки СЗС-2,1.
Размещение посевов зерновых культур в полевом севообороте на полосах шириной 25-50 метров во все годы наблюдений устойчиво и существенно повышает урожайность пшеницы и овса. Так, урожай пшеницы в среднем за три года при ширине полос 50 и 25 м оказался на 2,2-2,7 ц с 1 га больше, чем при ширине 100 м, а прибавка в урожай овса составила 1,8-1,6 ц. с 1 га (табл. 228).
Существенной разницы в урожайности пшеницы и овса на полосах 50 и 25 метров в опытах не обнаружено, но вынос мелкозема ветром с последних полос был гораздо меньше. Сравнительно лучший рост и развитие зерновых культур на узких полосах происходят, по-видимому, благодаря снижению выноса ветром частиц за пределы поля и уменьшению повреждения и гибели всходов от засекания и заноса почвенными частицами. Например, подсчеты, проведенные М.Ж. Шагдаровым, показали, что на 100-метровых полосах густота стояния растений пшеницы и овса уменьшается на 35-48% по сравнению с полосами шириной 50-25 метров. Подобные наблюдения проводились Г.Г. Берестовским, когда при удалении границы поля с 50 до 100 м количество всходов на единице площади снижается от 10 до 90%.

В отношении влияния других факторов (запасов влаги и питательных веществ в почве) на продуктивность зерновых культур на полосах различной ширины мы склонны считать, что они не имели решающего значения в данном случае. Например, трехлетние наблюдения за динамикой влажности почвы на полосах различной ширины и при разных способах обработки почвы не обнаружено устойчивой разницы между ними по влагосодержанию и питательным веществам в почве. Так, влажность почвы в слое 0-60 см весной (перед посевом) по пару в среднем затри года (1971-1973 гг.) составила: на полосах шириною 100 м - 8,3%, 50 м - 8,4% и 25 м - 7,8% от сухой почвы. А по весенним обработкам жнивья при ширине полос 100 м содержалось влаги в почве в слое 0-60 см, по отвальной обработке 6,2%, по плоскорезной - 5,6%, а на полосах шириной 50 и 25 м по отвальной обработке, соответственно, 6,4 и 6,3% от сухой почвы. По мобилизации доступных форм питательных веществ (азота и фосфора) также не наблюдалось определенной закономерности.
Таким образом, для эффективной защиты легких почв от ветровой эрозии и получения сравнительно устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур при полосном размещении посевов не следует допускать ширину полосы более 50 м, полосы шириною 25 м нарезать лишь на ветроударных склонах и на супесчаных почвах.
При полосном размещении посевов в условиях республики необходимо также учесть изменение направления эрозионно опасных ветров. В силу гористости рельефа и большой амплитуды колебания дневных и ночных температур воздуха здесь наблюдается достаточно напряженная местная циркуляция атмосферы - горно-долинные ветры, направление которых в некоторых котловинах несколько отличается от направления континентальных ветров (зимний и ранне-весенний). Например, в Баргузинской котловине континентальные ветра дуют в северо-западном направлении, а горно-долинные - в различных направлениях, чаще в северо-восточном и северо-южном и т.д. Поэтому при расположении полос необходимо учесть это обстоятельство.
До 1975 года на Куйтунах (Баргузинский и Курумканский районы) полосное размещение посевов было произведено поперек долины. Это способствовало снижению ветровой эрозии почв в зимний и ранне-весенний периоды на полосах пара и зяби.
Однако практика показала, что при наступлении теплых дней (в апреле, мае) чаще проявляются ветры северо-восточные и северо-южные, которые часто вызывают пыльные бури. Поэтому нами на полях совхоза «Дыренский» были проведены производственные опыты по изучению эффективности полос с различными направлениями на уменьшение ветровой эрозии почв. Так, на поле №3 полосы были нарезаны вдоль долины шириною 50 м, а на поле №4 - поперек долины, где чередовались пар и пшеница.
Наблюдение за влажностью почвы показало, что запасы ее к моменту посева были почти одинаковыми на обоих полях. Определение выноса мелкозема весной (13 мая) показало, что на полосах, направленных вдоль долины, существенно меньше происходило эрозионных процессов. Так, с полос, направленных поперек долины (основное направление), вынесено ветром мелкозема с 1 га 14,7 т, вдоль долины - 13,3 т. Урожай пшеницы на поле №2 составил 7,4 ц с 1 га, а на поле №4 - 6,8 ц, то есть с полос, направленных вдоль долины, урожайность пшеницы была лучше, чем с полос, направленных поперек.
Исходя из этого, на Куйтунах, где пашня расположена на одном массиве, стали внедрять полосное размещение посевов в различных направлениях, то есть на одном поле полосы нарезали поперек долины, а на другом - вдоль долины.
Шахматное размещение полос следует применять на больших массивах (один или несколько севооборотов), где меняется направление эрозионно опасных ветров. По нашим наблюдениям, это в значительной мере снижает опасность проявления пыльных бурь.
На полях, расположенных на склонах различной экспозиции или на ровном рельефе, где имеются естественные границы, также следует учитывать изменение направления эрозионно опасных ветров, а ширину полос необходимо соответственно уменьшить. Расчет ширины полос можно произвести по формуле (I), предложенной B.C. Чепилом:

где w - ширина полосы, в м;
А - угол отклонения господствующего направления ветра;
V - наиболее часто встречающаяся скорость ветра во время пыльных бурь на высоте флюгера, м/сек;
H - наиболее часто встречающаяся скорость ветра во время пыльных бурь на высоте флюгера, м/сек;
h - высота стерни или травы на защитной полосе;
0,1 H - расстояние от наветренной стороны поля до точки, где перенос достигает допустимого значения - 0,362 кг/час. Для легких почв Бурятии за значение H принято усредненное число, равное 50-55 м, которое экспериментально найдено М.Ж. Шагдаровым и Н.М. Урбазаевым.
Таким образом, на легких почвах и ветроударных склонах Бурятии в основу почвозащитных севооборотов может быть положено размещение сельскохозяйственных культур и пара, и в отличие от других зон страны здесь многолетние травы не могут служить защитным звеном в севооборотах. Полосное размещение посевов в целях борьбы с ветровой эрозией почв наиболее актуально и может широко применяться в условиях небольших фермерских хозяйств, специализирующихся на производстве продовольственного зерна, где пшеница возделывается только по парам.