Интенсивность эрозионных процессов в период весеннего снеготаяния и ливневых осадков

Для определения интенсивности эрозии в период весеннего снеготаяния проводилась снегомерная съемка, включающая определение высоты и плотности снега, на стационарах «Стоковые площадки» и «Межаны», стоковой площадке в СПК «МАПЭ» (прилож. 2).

В 2006 году устойчивый снежный покров наблюдался до конца марта. В центральной почвенно-экологической провинции на склонах южной экспозиции высота снежного покрова колебалась от 24 см до 52 см. Плотность снега составляла 0,22-0,43 г/см³. Наибольшие запасы воды в снеге отмечены на намытых почвах (108-161 мм).

В 2007 году весна была очень ранняя. Интенсивное снеготаяние началось в конце февраля. Отметим, что снегомерная съемка в центральной и северной ПЭР проводилась с разбежкой в два дня, при этом высота снега на стационаре «Межаны» практически в два раза меньше (9-14 см), чем на стационаре «Стоковые площадки» (16-25 см). Плотность снега в северной ПЭР была значительно выше и составляла 0,37-0,52 г/см³, в центральной – 0,29-0,46 г/см³. Запасы воды в снеге приблизительно одинаковые на обоих стационарах.

В 2008 г. в начале марта снег отсутствовал.

В 2009 г. высота снежного покрова на стационаре «Стоковые площадки» была выше на склоне северной экспозиции и составила 17-27 см, на южных склонах – 10-21 см. Плотность снега была приблизительно одинаковой на всех стоковых площадках – 0,32-0,39 кг_*м^-3. На стационаре «Межаны» мощность снежного покрова ниже на участке, где возделывается озимая пшеница, и составила 5-9 см, а при возделывании многолетних трав – 6-14 см. Снег был плотнее на участке с озимыми зерновыми – 0,43-0,60 кг_*м^-3. На стационарной площадке «МАПЭ» на неэродированной почве снег отсутствовал. На эродированных разновидностях его высота составила 6 см, а плотность – 0,45-0,56 кг_*м^-3_.

В 2010 г. на стационаре «Стоковые площадки» высота снега на склоне северной экспозиции составила 19-33 см, что на 3-14 см меньше, чем на южных склонах. Менее плотный снег на южных склонах – 0,32-0,39 кг_*м^-3. На северном склоне плотность снега была на уровне 0,39-0,41 кг_*м^-3. На стационаре «Межаны» мощность снежного покрова выше на участке, где возделываются многолетние травы 3 г.п., и составила 21-43 см, а по зяби – 19-40 см. Снег плотнее на зяби – 0,32-0,35 кг_*м^-3. На стационарной площадке в СПК «МАПЭ» Мядельского района высота снега на неэродированной почве была 16 см, на эродированных разновидностях – 24-28 см. Плотность снежного покрова изменялась от 0,28 до 0,42 кг_*м^-3.

По результатам снегомерной съемки рассчитан прогнозируемый слой поверхностного стока в период весеннего снеготаяния (табл. 1).

Как следует из приведенных данных, величина склонового весеннего стока практически не зависит от возделываемых культур и экспозиции склона.

По нашим расчетам, на стационаре «Стоковые площадки» в 2006 и 2010 гг. ожидался приблизительно одинаковый слой весеннего склонового стока – на уровне 36-47 мм. А в 2007 и 2009 гг. прогнозировался менее интенсивный слой стока – в пределах 22-31 мм. На стационаре «Межаны» самый высокий слой стока ожидался в 2006 г. – 61-62 мм, а самый низкий (16-18 мм) – в 2009 г. В СПК «МАПЭ» слой поверхностного весеннего стока приблизительно одинаковый во все годы наблюдений – приблизительно 30 мм.

Таблица 1 – Расчетный слой склонового весеннего стока, мм

Полученные данные о прогнозируемом слое весеннего стока учтены при расчете смыва почвы по методике МГУ им. М.В. Ломоносова. Для фактического учета интенсивности эрозионных процессов использована методика определения смыва почвы (Курск, 1989 г.). Этот метод применяется непосредственно после окончания снеготаяния или выпадения ливневых осадков (рис. 12).

Рис. 12 – Проявление водно-эрозионных процессов на стационаре «Стоковые площадки» в период весеннего снеготаяния

Наблюдения за процессами эрозии в период летних дождей показали, что смыв почвы в указанный период практически отсутствовал, так как возделывались культуры, обладающие большой продолжительностью проективного покрытия и высокой почвозащитной способностью, препятствующие развитию эрозионных процессов. Первое место среди них занимают многолетние травосмеси, почвозащитная роль которых начинает проявляться с первого года использования и с возрастом увеличивается. На втором месте стоят хорошо раскустившиеся с осени озимые зерновые, отличающиеся большим периодом почвозащитного действия, который обусловлен временем вегетации и послеуборочным влиянием стерневых остатков [19].

Фактические и рассчитанные данные по смыву почвы по годам исследований приведены в прилож. 3. В. Судить о смыве твердой фазы, а также потерях гумуса и макроэлементов с процессами водной эрозии в среднем за годы исследований можно по данным табл. 2.

Таблица 2 – Потери гумуса и макроэлементов с процессами водной эрозии (в среднем за 2006-2010 гг.)

Количественные показатели потерь элементов питания растений со смытой почвой зависели от типа севооборота. На стационаре «Стоковые площадки» в среднем за 2006-2010 с твердым стоком смыто до 25,4 кг/га гумуса, азота – 1,0-2,5 кг/га, фосфора – до 0,8 кг/га и до 1,2 кг/га калия. Наибольшие потери наблюдались под культурами зернотравяного севооборота.

На стационаре «Межаны» потери гумуса составили 19,5-29,4 кг/га, макроэлементов: N – 1,6-2,0 кг/га; P₂O₅ – 0,3-0,7; K₂О – 0,2-0,4 кг/га, в зависимости от севооборота и системы удобрения. Наименьшие потери отмечен в кормовом севообороте в варианте NPK + навоз.

Наибольшие потери гумуса и элементов питания растений наблюдались в СПК «МАПЭ», т.к. в 2009-2010 годы, метеорологические которых благоприятны для развития водно-эрозионных процессов, возделывались яровые зерновые, обладающие низкой противоэрозионной способностью.

В конце марта - начале апреля в местах концентрации жидкого стока, поступающего с водосбора озер Рака, Рожево и Мизеришки (стационар «Браслав») отбирались пробы воды. Выполненный анализ стоковых вод показал, что в период снеготаяния в среднем 2007-2010 гг. в жидком стоке на зяби больше всего содержалось нитратного азота, магния, кальция и калия (табл. 3).

Концентрация азота за время наблюдений составила 2,2-25,7 мг/л, MgO – 6,2-12,5, CaO – 3,2-5,5, K₂O – 1,6-3,2 мг/л. Меньше всего с жидким стоком смывалось фосфора и гумуса. Концентрация взвешенных частиц почвы составляла 1,15-17,40 г/л.

Таблица 3 – Содержание питательных веществ в жидком стоке при весеннем снеготаянии (зябь) на элементарном водосборе озер Рака, Рожево и Мизеришки (среднее за 2007-2010 гг.)

Примечание: 1 – о. Рака; 2 – о. Рожево; 3 – о. Мизеришки