Научный журнал

Успехи современного естествознания

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Проездов П.Н. 1 Есков Д.В. 1 Дормидонтова Н.В. 1 Розанов А.В. 1 Маштаков Д.А. 1

---

1 Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова

Целью исследования явилось установление закономерностей увеличения продуктивности эродированных пастбищ посредством использования защитных лесных насаждений и минеральных удобрений. Объект исследования расположен на склоне северной экспозиции крутизной 5 ° в степной зоне Приволжской возвышенности, создан для защиты почв от эрозии. Полевые наблюдения, обработка опытных данных проводились согласно методике ВНИАЛМИ (1985), Б.А. Доспехова (1985) с использованием типовых компьютерных программ MS Excel. В среднесухие 2018 и 2019 гг. влияние азотно-фосфорных удобрений на продуктивность трав уступает по значимости воздействию защитных лесных насаждений, что связано с дефицитом влаги в почве. Урожай трав пастбищ составил в среднем за 2018–2019 гг. 1,65 т/га, а с применением защитных насаждений и удобрений – 2,42 т/га, или больше на 46,7 %. Обоим среднесухим годам исследования предшествовали многоснежные зимы с высотой снега более 70 см, что предопределило относительно высокую продуктивность трав пастбищ 1-го укоса. В среднесухие годы (ГТК = 0,35–0,40) наибольшая прибавка продуктивности трав формируется под влиянием лесных полос и кустарниковых кулис – до 69,0 %, удобрений – до 11,9 %. В годы с дефицитом влаги роль осадков в водопотреблении трав не превышала 10,8 %. При совместном воздействии лесных полос, кустарниковых кулис и удобрений коэффициент водопотребления уменьшился на 33,3 % по сравнению с открытыми ландшафтами. Для среднесухих вегетационных периодов водопотребление и продуктивность трав пастбищ на 83–97 % связаны с лесомелиоративными и агрохимическими приемами. В результате проведенной работы определено, что на эродированных склонах крутизной 5 ° целесообразны применение лесных полос ажурной конструкции через 300 м, кустарниковых кулис через 50 м и применение азотных и фосфорных удобрений дозой по 60 кг/га.

Статья в формате PDF

0 KB

Поволжье

степь

пастбище

урожайность

лесные насаждения

удобрения

регрессия

1. Кулик К.Н., Дубенок Н.Н., Рулев А.С., Пугачева А.М. ВНИАЛМИ – лидер агролесомелиоративной науки России: современная концепция защитного лесоразведения // Вестник Волгоградского государственного универсистета. Серия 11: Естественные науки. 2015. № 3 (13). С. 108–114.

2. Полуэктов Е.В., Балакай Г.Т. Влияние защитных лесных полос на урожайность сельскохозяйственных культур // Экологические проблемы развития агроландшафтов и способы повышения их продуктивности: сб. ст. по материалам Международной научно-экологической конференции. Краснодар, 2018. С. 504–507.

3. Проездов П.Н., Маштаков Д.А., Розанов А.В., Удалова О.Г. Закономерности водопотребления трав пастбищ под влиянием агротехнических и лесных мелиораций в степи Приволжской возвышенности // Вестник Саратовского госагроуниверситета им Н.И. Вавилова. 2014. №4. С. 22–24.

4. Дормидонтова Н.В., Есков Д.В., Розанов А.В. Математическое моделирование воздействия защитных лесных насаждений на продуктивность пастбищ в степи Приволжской Возвышенности // Информационные технологии в моделировании и управлении: подходы, методы, решения: материалы II Всероссийской научной конференции с международным участием. Тольятти. 2019. С. 149–154.

5. Пронько В.В., Чуб М.П., Ярошенко Т.М., Климова Н.Ф., Журавлёв Д.Ю. Отзывчивость сельскохозяйственных культур на минеральные удобрения в различных гидротермических условиях степного Поволжья // Аграрный научный журнал. 2017. № 9. С. 27–32.

6. Liu T.X., Zhang S.W. Agroforestry Systems in Northern Temperate Zone and Productive Perspectives // Advanced Materials Research. 2011. Vol. 304. P. 253–258.

7. Павловский Е.С., Долгилевич М.И. Методика системных исследований лесоаграрных ландшафтов. М.: ВАСХНИЛ, 1985. 112 с.

8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. 416 с.

Лесные насаждения – экологический каркас агроландшафтов, что является одним из ведущих положений концепции защитного лесоразведения [1]. Системы лесных полос благоприятно воздействуют на микроклиматические показатели прилегающих территорий, увеличивая влажность воздуха и снижая дефицит водного баланса с усилением влияния в засушливые годы [1, 2]. Результат воздействия защитных насаждений – повышение продуктивности сельскохозяйственных угодий. Урожайность сельскохозяйственных культур севооборотов увеличивается под защитой лесных полос в зависимости от увлажнения вегетационного периода на 10–50 %, причем с большим превышением – в сухие годы [2, 3]. Травы пастбищных угодий на склонах крутизной 5 ° также имеют тенденцию к увеличению под влиянием лесных полос, кустарниковых кулис и мульчированного щелевания на 15–65 % [3, 4]. Наибольший эффект дает совместное воздействие на продуктивность угодий защитных лесных насаждений и удобрений. В среднесухие 2018 и 2019 гг. удобрения вкупе с насаждениями повысили продуктивность трав эродированных пастбищ до 73 % [4]. Наряду с лесными полосами повышению урожайности культур севооборотов способствуют минеральные удобрения [5]. Например, системы агролесоводства повышают продуктивность пустынных и полупустынных ландшафтов в северной части Китайской Народной Республики, включая территории пустыни Гоби [6].

Цель исследования: повышение продуктивности эродированных пастбищ при использовании защитных лесных насаждений и минеральных удобрений.

Материалы и методы исследования

Исследования в полевых условиях проводились на объекте, созданном в степи Приволжской возвышенности в 1983 г. (рис. 1). Наблюдения проводились по трехфакторной схеме, в них учитывались доза удобрений, вид защитных лесных насаждений и расстояние от лесной полосы. Лесная полоса имела ширину 15 м, была ажурной конструкции с валом-канавой в нижней опушке. Главная порода – береза повислая (Betula pendula), сопутствующая – вяз приземистый (Ulmus pumila), кустарник в верхней опушке – смородина золотистая (Ribes aureum). Противоэрозионный объект включает также три двухрядные кустарниковые кулисы через 50 м из непоедаемого кустарника – бузины красной (Sambucus racemosa). С целью омоложения кустарник дважды «сажался на пень». Из минеральных удобрений испытывались азот и фосфор, калий не вносился из-за его высокого содержания в почве [3, 4].

Опыты проводились в соответствии с методиками ВНИАЛМИ [7] и Б.А. Доспехова [8]. Для дисперсионного и регрессионно-корреляционного анализа использовали типовую компьютерную программу Statistica с построением поверхностей откликов.

Результаты исследования и их обсуждение

Экспериментальные данные, приведенные в табл. 1, использованы для построения множественной регрессии, учитывающей воздействие на продуктивность расстояния Н от лесной полосы (ЛП), дозы удобрений U, степени защищенности угодий защитными насаждениями Вл, а также степень их взаимного влияния:

Y = а0 + а1H + а2U + а3Bл + а4НU +

+ а5HBл + а6UBл + а7HUBл, (1)

К = а0 + а1H + а2U + а3Bл + а4НU +

+ а5HBл + а6UBл + а7HUBл, (2)

где Y – продуктивность трав пастбища, т/га; К – коэффициент водопотребления трав, м3/т; H – расстояние от лесной полосы (ЛП), измеряемое в единицах защитной высоты ЛП (Н = 7м); U – доза удобрений, кг/га; Bл – степень защищенности угодий защитными насаждениями (Bл = 0,1–0,8); а0 – а7 – коэффициенты множественной регрессии.

Поверхности откликов для предложенных регрессионных моделей (1, 2) представляют собой сложные многомерные многообразия. Соответствующие поверхности на плоскости изобразить невозможно. Поэтому для отображения их основных особенностей построены отдельные трехмерные сечения (рис. 2, 3, 4).

Анализ показал, что наибольшее влияние на водопотребление и продуктивность трав Y в рассматриваемых условиях оказывают доза удобрений U и степень защищенности угодий защитными насаждениями Bл (рис. 2, 3). На это указывают уменьшение коэффициента детерминации и значительное увеличение среднего абсолютного отклонения и средней абсолютной ошибки в процентах при исключении соответствующего фактора из модели данных. Третьим по значимости фактором является расстояние от лесной полосы Н.

Более детальное исследование позволило установить, что из факторов второго порядка наибольшее влияние на продуктивность Y оказывает произведение BлU, которое характеризует взаимное влияние степени защищенности угодий защитными насаждениями Bл и удобрений U. Влияние произведения U*Bл*Н, т.е. фактора третьего порядка малости по отношению к параметрам U, Bл, Н, оказывается на два порядка меньше, чем факторов второго порядка малости, и им можно пренебречь.

Следовательно, для практических применений целесообразно использовать более простую математическую модель:

Y = а0 + а1 U + а2 Bл + а3 BлU, (3)

К = а0 + а1 U + а2 Bл + а3 BлU, (4)

которая с 95 %-ной надежностью описывает влияние защитных лесных насаждений и удобрений на продуктивность пастбищ в степи Приволжской возвышенности.

Заключение

В среднесухие годы важная роль в повышении продуктивности трав пастбищ принадлежит защитным лесным насаждениям по сравнению с применяемыми минеральными удобрениями. В среднем влияние защитных насаждений на прибавку продуктивности трав составляет 38,8 %, удобрений – 5,6 %. Увеличение водопотребления и продуктивности пастбищных угодий на 83–97 % связано с лесомелиоративными противоэрозионными приемами и дозой туков. На пастбищных склонах 5 ° рекомендуются размещение лесных полос через 300 м с кустарниковыми кулисами через 50 м и внесение минеральных удобрений (азота и фосфора дозой по 60 кг/га).

Библиографическая ссылка