Лесонасаждения и урожай сельскохозяйственных культур на склонах

 

В отличие от равнинных территорий почвенный покров склонов характеризуется значительной пестротой плодородия и смытости. которая даже на одном склоне может изменяться от слабой до сильной. Это затрудняет определение характера влияния лесной полосы на урожай конкретной культуры. В целях получения объективных данных ВНИАЛМИ разработал специальную методику. Ввиду того, что границы контуров разной степени смытости нередко совпадают с горизонталями местности, учет урожая целесообразно проводить от горизонталей, расположенных на различном расстоянии от лесной полосы на защищенных участках, а на открытых —от тех же горизонталей в пределах толя. Такое решение вопроса дает достаточно точный результат, но затрудняется сложностью подбора объектов исследований. Иной подход заключается в одновременном определении урожая и степени смытости почв в каждом пункте учета и последующем приведении урожая к единому, базисному. Для учета влияния степени смытости почв на урожай используют соответствующие коэффициенты. Математически доказанную (существенную) зону мелиоративного влияния лесной полосы определяют графическим методом, принимая ее равной расстоянию от лесной полосы, на котором урожай сельскохозяйственных культур выше суммы урожая на контроле и наименьшей существенной разности при заданном уровне точности.

Исследованиями охвачены годы с относительно благоприятными (1976, 1977, 1978) и крайне неблагоприятными (1979, 1981) погодными условиями. В относительно благоприятные годы лесные насаждения на склонах также оказались достаточно эффективными. Во всех почвенных подзонах они по сравнению с незащищенными полями обеспечили повышение урожая на 15-35%, а математически подтвержденная существенная зона мелиоративного влияния простиралась на 8-15 Н. В острозасушливый 1979 г., несмотря на очень высокие весенние влагозапасы, был получен крайне низкий урожай как озимых, так и яровых культур, многолетних трав. Лесные полосы в этих условиях обеспечили высокие относительные прибавки урожая в сравнительно широкой зоне влияния. Математически достоверные (при 5 %-ном уровне точности) зоны влияния лесных полос вверх и вниз по склону в условиях крайне засушливого 1981 г. приведены в табл. 33. Эти данные показывают, что зона влияния полос вниз по склону несколько больше, чем вверх. Если в первом случае она составляет 10,5 (7,5-13) Я, то во втором 6 (0-8,5) Я. Характерно, что зоны влияния уменьшаются с продвижением на юг от обыкновенных черноземов к светло-каштановым почвам, поскольку высоты насаждений снижаются с ухудшением условий местопроизрастания. Очевидно, лесные полосы в благоприятных для них условиях более эффективны.

Анализируя полученные материалы о дальности влияния лесных полос, нельзя не заметить сильного варьирования этих показателей от 0 до 13-20 Я. Это явление вызвано различным расположением лесных полос (размещаемых поперек склона) относительно вредоносных ветров и крутизной поверхности поля. Влияние лесных полос на ветровой режим на склонах проявляется на меньшее расстояние, чем в равнинных условиях, причем с увеличением крутизны склона дальность влияния заметно снижается. При высоте лесной полосы 10 м дальность влияния на равнине составит 20 Я, на склоне крутизной 2° - 11,8 Я, 5° - 7,3 Я, 10° - 4,4 Я.

Влияние направления вредоносного ветра относительно лесной полосы можно охарактеризовать формулой Дэ =ДВ cos а, где Дэ — дальность влияния лесных полос на склоне, Я; Дв — дальность влияния лесных полос на равнине, Я; а — угол отклонения вредоносного ветра от перпендикуляра к направлению лесной полосы.

Расчетная дальность влияния противо-эрозионных лесных полос может определяться по формуле Дэ = (cos аДвК-л)1Кп, где Ка-Вс1Вр — коэффициент, учитывающий влияние крутизны склона (Вс — дальность влияния на склоне данной крутизны; Bp — дальность влияния на равнине); Кп — коэффициент, учитывающий изборожденность склонов ложбинами; К = 1...2 (на безложбинном склоне К= 1).

Для характеристики фактической защиты поля лесными полосами рассчитывается коэффициент лесомелиоративной защищенности К3, являющийся отношением площади защищенной лесополосами части к общей площади поля.

Теоретические и экспериментальные исследования влияния водорегулирующих лесных полос на изменение ветрового режима и урожай позволили выделить три основных типа. Первый, когда направление вредоносного ветра и направление линии стока совпадают или отклоняются не более чем на 15°. В этом случае мелиоративный эффект лесных полос максимальный (зона влияния простирается на 15-20 Я). Максимальный урожай наблюдается обычно на расстоянии 5 Я. Второй тип наблюдается, когда направление вредоносного ветра отклоняется от линии стока на 16-75°. Это характерно для лесных полос, размещаемых примерно по горизонталям местности. Они в максимальной степени регулируют сток и умеренно защищают поля от ветра. Дальность ветроломного влияния таких лесных полос меньше и составляет 5-10 Я, а максимальный урожай наблюдается вблизи полос (2 Я). Третий этап влияния характерен тем, что направление вредоносного ветра и лесной полосы совпадают или отклоняются до 15°. В этом случае математически достоверная зона ветроломного влияния лесных полос отсутствует. Подобный тип влияния встречается редко и в основном характерен для склонов крупных долин и рек, где наблюдается долинное направление ветров. Поскольку направление вредоносных ветров нестабильно во времени, одна и та же лесная полоса в различные годы будет иметь различную дальность влияния. В то же время лесные полосы, расположенные примерно по горизонталям местности (при контурном земледелии), будут эффективны ежегодно за счет их кривизны.