Система полезащитных лесных полос как средство преобразования годового водного баланса полей

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 631.432.631.0.266

СИСТЕМА ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС КАК СРЕДСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ГОДОВОГО ВОДНОГО БАЛАНСА ПОЛЕЙ

М.М. Лазарев, доктор сельскохозяйственных наук

Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации РАСХН, г.

Волгоград

В работе изложены результаты создания систем полезащитных лесных полос (СПЗЛП) в засушливых районах Российской Федерации которые позволяют увеличить приходную часть годового водного баланса полей в среднем на 22 %, сократить поверхностный сток талых вод в 3-4 раза и испарение влаги во вневегетационный период на 25-39 %, усилить приток пресных вод в почву на 165-175 %. Благодаря этому, влагообеспеченность культур возрастает в среднем на 65 %, открывается возможность остановить вторичное засоление орошаемых земель, в несколько раз увеличить в большинстве случаев запасы чистой воды.

Ключевые слова: системы полезащитных лесных полос, годовой водный баланс полей, вторичное засоление орошаемых земель, ресурсы чистой воды.

В настоящее время отсутствует четкое представление о воздействии защитных лесных насаждений на гидрологические условия вегетации сельхозкультур, когда они присутствуют в агроландшафтах в завершенном виде, то есть в виде СПЗЛП. Выяснить этот вопрос можно только путем рассмотрения их влияния на весь комплекс годового водного баланса полей. Это послужило основанием для проведения многолетних исследований в СПЗЛП Сальской (ООО «Гигант» Сальского района Ростовской обл.), Деминской (ООО «Деминское» Новоаннинского района Волградской обл.), Тимашевской (Тимашевский опорный пункт ВНИАЛМИ в Самарской обл.) и Рубцовской (ООО «Рубцовское» Рубцовского района Алтайского края). Все системы расположены на черноземах. Первые три из них защищают богарные земли с уровнем грунтовых вод соответственно на глубине более 10, 3,5 и 3 м. Рубцовская система создана на орошаемых полях. Показатели, характеризующие системы, содержатся в табл. 1.

Таблица 1 - Характеристика СПЗЛП

СПЗЛП Защищаемая площадь пашни, тыс. га Ширина межполосных полей, м Средняя высота лесных полос, м Защищенность полей, % Облесенность полей, %

Сальская 46 250-500 13-15 90-100 2,9

Деминская 25 450-500 15-18 100 3,6

Тимашевская 0,2 160 14-16 100 7,0

Рубцовская 12 550-650 18-20 90-100 2,4

Задача исследований решалась путем выяснения влияния СПЗЛП на водный баланс полей.

Влияние СПЗЛП на распределение атмосферных осадков определялось сравнением многолетних данных метеостанций и пунктов, расположенных в системах и на близлежащих открытых территориях со стороны господствующей

№ 2 (34), 2014

западной циркуляции воздушных масс. Воздействие систем на массу снега, расход влаги на транспирацию растений и физическое испарение с почвы устанавливалось по методике ВНИАЛМИ [5] с применением дождемеров и испарителей. Расход почвенной влаги на транспирацию определяется по данным [1-3, 7] с учетом процента облесенности полей. Если облесенность, например, 3 %, то расход влаги сельхозкультурами сокращался на 3 %, а лесными полосами - на 97 % в соответствии с занимаемой ими площадью на пашни. Количество влаги, поступающей в почвогрунт, рассчитывалось путем вычитания из приходной части баланса его расходной части.

Результаты исследования воздействия систем лесных полос на годовой водный баланс полей, в которых впервые отражены расходы почвенной влаги на транспирацию не только сельскохозяйственными культурами, но и лесными полосами, показывают, что в богарных орошаемых условиях у них в значительной мере преобладает обводняющее влияние в связи с тем, что, увеличивая приходную часть баланса, они сокращают поверхностный сток талых вод и физического испарения их почвы, резко усиливают поток пресных вод в почвогрунт (табл. 2 а, б).

Таблица 2 - Годовой водный баланс полей с зерновыми культурами без лесных

полос (в числителе) и в СПЗЛП (в знаменателе) _а)_

СПЗЛП Сумма осадков, мм Средне-многолетняя урожайность культур, т./га Коэффициент водопотребления культур, мм

зимних за теплый период всего

атмосферных от орошения

Сальская 94/104 356/371 0/0 460/535 2,0/3,0 1,14/0,90

Деминская 106/191 295/315 0/0 401/506 1,5/2,2 1,19/0,92

Тимашевская 74/164 312/343 0/0 386/507 1,6/2,5 1,00/0,77

Рубцовская 110/200 185/220 300/280 595/700 3,0/3,5 1,00/0,90

Среднее 461/562

б)

СПЗЛП Водопотребление за вегетацию, мм Поверхностный сток талых вод, мм Испарение с почвы в невегетационный период, мм Поступление влаги в почвогрунт, мм

культур лесных полос

Сальская 228/262 58 24/7 166/102 32/134

Деминская 174/195 61 50/10 141/106 36/134

Тимашевская 160/179 140 49/12 135/98 42/78

Рубцовская 300/307 74 33/7 140/100 122/212

Среднее 216/236

№ 2 (34), 2014

Эффект влияния СПЗЛП на годовой водный баланс полей заключается, во-первых, в увеличении влагообеспеченности культур, равной у зерновых по расчетам автора 31-59 % [4]. Во-вторых, обладая уникальным свойством ежегодно формировать мощный поток талых вод в почву за счет сохранения снега и уменьшения глубины промерзания почв СПЗЛП выступают как высокоэффективное средство предотвращения вторичного засоления орошаемых земель. Если при закладке СПЗЛП оно уже было, то под их обводняющим влиянием почва постепенно рассоляется. Например, созданная на орошаемых землях Рубцовская система за 15 лет сократила промывкой талыми водами содержание солей в почве с 1,23 до 0,24 % или в 7 раз [7]. Не менее ценно также свойство СПЗЛП увеличивать в большинстве районов запасы чистой воды. Например, Деминская и Тимашевская системы, поднявшие уровень грунтовых вод благодаря резкому усилению их потока в почвогрунт с глубины 8-10 м до 33,5 м, увеличили запасы чистой воды в расчете на 100 га защищенных земель на 1,6-1,8 млн м3.

Из изложенного выше вытекает важный практический вывод о высокой эффективности создания СПЛП как сравнительно дешевого средства улучшения влагообеспеченности сельхозкультур, предотвращения вторичного засоления орошаемых земель, увеличения ресурсов чистой воды.

Библиографический список

1. Басов, Г.Ф. Итоги 60-летнего изучения гидрологической роли лесных полос и режима грунтовых вод Каменной степи [Текст]/Г.Ф. Басов // Тр. Ин -та леса АН СССР, 1954. - Т. 22. - С. 80.

2. Каргов, В.А. Лесные полосы и увлажнение полей [Текст] /В.А. Каргов. - М.: Лесная промышленность, 1971. - 114 с.

3. Комаров, А.В. Защитные Лесонасаждения в системе мер борьбы с засолением орошаемых земель Нижнего Поволжья [Текст]/А.В. Комаров // Сб. научн. тр. ВНИАЛМИ. - Волгоград, 1990. - С. 34.

4. Лазарев, М.М. Система полезащитных лесных полос как средство улучшения влагообеспеченности культур в засушливых районах [Текст] /М.М. Лазарев // Защитное лесоразведение, мелиорация земель и проблемы земледелия в Российской Федерации. -Волгоград: ВНИАЛМИ, 2008. - С. 146-149.

5. Методика по изучению влияния системы полезащитных лесных полос на микроклимат и урожайность сельскохозяйственных культур [Текст]. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 1973. - С. 55.

6. Панов В.И. Воднобалансовые исследования на опытных водосборах с различными ландшафтами в степной зоне Поволжья [Текст] /В.И. Панов// Сб. научн. тр. Поволжской АГЛОС. Вып. 9. Куйбышев: Книжн. из-во, 1978. - С. 38.

7. Степанов, А.М. Влияние системы лесонасаждений на гидрологический, солевой режим почвы и грунтовых вод на орошаемой территории [Текст] /А.М. Степанов, Е.М. Смертин // Экологическая роль защитных лесонасаждений в лесоаграрном ландшафте. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 1982. - С. 6.

E-mail: lazareva.l.s@mail.ru