Зимняя агротехника

Задержание снега на полях

За холодный период года - с ноября по март - в засушливых районах Поволжья выпадает от 25 до 35% годовой суммы осадков. Потери их на испарение очень незначительны, и подавляющая часть используется на увлажнение почвы или же стекает. Применение снегозадержания и задержания талых вод позволяет полнее использовать зимние осадки для урожая.

При проведении работ по снегозадержанию на больших массивах возникает ряд вопросов, от решения которых в значительной мере зависит успех данного мероприятия. Наиболее существенное значение имеют организация территории, выбор мест заснежения в зависимости от метеорологических условий года и, наконец, сама техника проведения работ. Утвердился крайне неправильный взгляд на снегозадержание как на слишком простое мероприятие, выполнение которого не требует специальных навыков и знаний. В результате сельскохозяйственное производство, несмотря на широкий масштаб работ, не получает в полной мере того, что можно бы ожидать от рационального использования снега.

По нашим наблюдениям, в овраги и на пустыри уносится в среднем около 20% зимних осадков. Удержание их на поле, несомненно, значительно улучшает водный режим почвы. Но если даже все выпавшие осадки останутся на месте, в районах сухой и засушливой черноземной степи в большей части лет их все же недостаточно для промачивания корнеобитаемого слоя на всю глубину. Поэтому во всех случаях, когда это возможно и хозяйственно выгодно, наряду с удержанием снега на месте выпадения необходимо накапливать его на одних участках за счет уменьшения на других.

На выбранных участках можно накапливать снег, обычно сносимый в овраги. Установка преград на полях, прилегающих к оврагам, полосой до 500 м ширины позволяет перехватить весь переносимый снег. С меньшим ущербом для хозяйства могут быть поставлены в худшие условия увлажнения паровое поле, залежи, выгоны и неудобные земли. На полях, смежных с этими угодьями, и можно накапливать зимние осадки.

Опыт защиты железных дорог от заносов в районах Поволжья показывает, что при почти полном перехвате снега около лесонасаждений или щитов накапливаются сугробы, имеющие на каждом погонном метре 170-180 куб. м снега. Если этот запас распределить по полю ровным слоем высотой 25 см, то при средней высоте слоя 50 см (25 см обычная высота снега плюс 25 см накопленного препятствиями) можно создать вдоль препятствий полосу накопления шириной около 700 м.

Приемы задержания снега на полях основываются на том, что он откладывается в выемках и у различного рода препятствий. Происходит это во время снегопереносов. Значительные переносы бывают не так уж часто и, кроме того, более или менее равномерно в течение зимы. Поэтому с целью полного использования снежных дней требуется раньше начинать работы. Лучший срок - начало зимы или даже поздняя осень до установления снегового покрова. При более поздних сроках проведения работ вероятность заноса препятствий уменьшается.

Сугробы накапливаются у препятствий преимущественно при общей метели, сопровождающейся сильным ветром; при низовой метели, когда снег сильным ветром срывается с земли и поднимается на значительную высоту; при поземках. Чем больше уплотнен в верхних слоях снеговой покров, тем большая скорость ветра необходима для того, чтобы началась метель. Количество метелей и их интенсивность в значительной мере определяют высоту накопленного около препятствий снега.

В производственных условиях чаще всего используют препятствия, устроенные из снега, и реже - преграды из стеблей растений или защитных лесонасаждений. Нарезка задерживающих валиков из снега не всегда возможна. При неблагоприятной погоде и консистенции снега работа снегопахов может усилить его развевание и снос.

Длительная практика показывает, что поделка валиков приводит к вполне надежным результатам, если снег хорошо поддается механическому уплотнению. Этот прием используется при наличии уплотненных слоев (наст, корка). Полосное уплотнение дает хорошие результаты, если снег рыхлый и влажный. В других случаях гарантированное задержание обеспечивается только различными преградами на поле (стерня зерновых культур, оставленные после уборки посевов кукурузы или подсолнечника стебли, кулисы из пропашных культур, древесная и кустарниковая растительность и др.). Преимущество различного рода механических преград состоит в том, что они могут задерживать снег первых снегопадов. Что же касается валиков, то они могут быть сделаны лишь при достаточном снеговом покрове. И, естественно, при этом не будут задержаны первые зимние осадки. Например, применение снегопахов-обвалователей возможно на хорошо выровненной зяби при средней высоте снега не менее 10-12 см, а на зяби глыбистой - 15-18 см.

Задерживать первый снег желательно во всех засушливых районах на зяби под яровые культуры. Это необходимо делать также и на посевах озимых, когда нет опасности выпревания растений. Способы снегозадержания выбирают в зависимости от климатических условий, рельефа, целей данного приема и возможностей хозяйства.

Однако есть и общие положения, которыми следует руководствоваться. Известно, что сплошные и плотные препятствия собирают около себя недлинные, но крутые сугробы. Такие сугробы можно видеть у сплошных заборов, строений, плотных, непродуваемых лесных полос и т.д. У продуваемых же или решетчатых препятствий сугробы откладываются ровными длинными косами. Чтобы не было на поле больших скоплений снега и он распределялся равномерно, лучше всего использовать препятствия, у которых просветы составляют 60-70% рабочей поверхности. На наветренных частях склонов, где скорость ветра особенно велика, площадь просветов уменьшают до 50%.

Отдельно стоящие препятствия задерживают снега мало. Поэтому целесообразно ставить препятствия на поле не в одиночку, а группами, длиной не менее 8-10 м.

На резко выраженных склонах в целях уменьшения стока талых вод препятствия лучше располагать поперек наибольшего склона, вне зависимости от направления господствующих ветров; на ровных же полях - поперек господствующих метелевых ветров, направление которых можно установить по материалам ближайшей метеорологической станции. При такой расстановке требуется меньше материалов и труда, а снега собирается больше.

В производстве чаще всего ставится задача накопить зимние осадки на одних полях не за счет других, а более скромная: задержать на месте весь выпавший снег. Это дает дополнительно около 20-30 мм, или 200-300 куб. м воды на каждый гектар. Приемы задержания могут быть разные. На больших площадях наиболее доступны плоскорезная обработка зяби с оставлением стерни на поверхности поля, посевы кулис на парах и поделка препятствий из снега.

Кулисные пары - один из самых простых способов снегозадержания под озимые, а в острозасушливых районах, где применяются чистые пары под яровые культуры, - и под яровую пшеницу. Кулисы хорошо задерживают первый снег, что особенно важно для озимой пшеницы: в некоторые годы это спасает ее от повреждений. Лучшие кулисные растения - подсолнечник, горчица и кукуруза, а в лесостепных районах и конопля. Высевают их весной или летом. В Поволжье кулисы лучше сеять летом за 35-40 дней до посева озимых: почва меньше высушивается, и выращивание кулис обходится очень дешево. Кукурузу или подсолнечник высевают одновременно с очередной культивацией пара, сеялку прицепляют к тракторному агрегату с культиваторами. Озимые высевают сплошным способом поперек кулис. Дополнительные затраты сводятся лишь к расходу небольшого количества семян кукурузы или подсолнечника.

Наиболее распространенный способ - поделка валиков снегопахом-обвалователем. Нередко жалуются на недостаточную эффективность этого способа. Так и бывает на самом деле, если работу выполняют неправильно. Какая может быть польза посевам, если валики делать на большом расстоянии друг от друга да один раз за всю зиму, к тому же зачастую в конце ее? Высота снега на таких полях, по существу, почти не повышается.

Валики нужно делать не реже чем через 5-6 м и располагать их поперек главного склона или же в клетку 5x5 м. Устраивают их и по спирали. Однократная поделка валиков увеличивает слой снега на 5-10 см. Необходимо повторять такую операцию 2-4 раза за зиму.

Чтобы не обнажить озимых растений, снегопахи-обвалователи ставят на полозки: после их прохода на поверхности почвы сохраняется небольшой слой снега, защищающий от морозов.

Многие колхозы и совхозы применяют полосное уплотнение снега катками, специально приспособленными санями-уплотнителями и другими средствами. Снег после этого не сдувается ветрами. Ложбины, образовавшиеся в местах прохода уплотнителей, быстро заносятся. Преимущество данного способа состоит в том, что им можно воспользоваться в самом начале зимы, когда делать валики еще нельзя. За зиму его повторяют несколько раз - по возможности после значительных осадков. Хорошие результаты дает сочетание уплотнения с обвалованием. В начале зимы снег задерживают уплотнением, а позднее, после выпадения большого количества осадков, на тех же полях делают валики.

Отзывчивость полевых культур на снегозадержание

По многолетним опытам НИИСХ Юго-Востока, на участках снегонакопления урожаи получены выше, чем на контрольных: озимой пшеницы - на 5,6, озимой ржи - на 4,1, яровой пшеницы - на 3,8 и подсолнечника - на 5,9 ц с гектара. В тех случаях, когда задача ограничивается удержанием снега на месте его выпадения, нельзя, конечно, рассчитывать на такие высокие прибавки урожая. И, кроме того, при одинаковом уровне агротехники эффективность снегозадержания и высота урожая очень зависят от погоды осени, зимы и ранней весны. В связи с этим в разных зонах и в разные годы могут меняться и задачи снегозадержания.

Подсолнечник благодаря особенностям корневой системы обладает высокой способностью использовать влагу из глубинных слоев почвы - до 150-200 см. Именно поэтому в Поволжье он во все годы положительно отзывается на снегозадержание. На участках, хорошо увлажненных осенне-зимними осадками, он располагает огромными резервами влаги. Хорошая весенняя влагозарядка почвы снегозадержанием повышает устойчивость урожаев этой культуры. При среднем за 20 лет сборе при снегозадержании 18,2 ц подсолнечника с гектара в годы жестоких засух урожай его не опускался ниже 8 ц, а в лучшие годы без применения удобрений достигал 26,6 ц. Приведенные показатели относятся к небольшим по площади опытным посевам, где почва весной промачивалась на всю глубину корнеобитаемого слоя.

Пестрота весеннего промачивания почвы по годам при естественном залегании снега резко влияет на урожаи подсолнечника. В засушливые годы после малоснежной зимы и сухой осени даже на опытных посевах урожаи его падали до 1,7 ц с гектара, повышаясь во влажные годы до 24,2 ц. За все 20 лет опытов только один раз снегозадержание не оказало никакого влияния на урожаи подсолнечника: это было в год с хорошими осадками вегетационного периода, которому предшествовали сухая осень и малоснежная зима.

В Поволжье слабое весеннее промачивание почвы в большей части случаев не компенсируется осадками вегетационного сезона. В этом отношении интерес представляют 1953 и 1954 гг. в Саратовском Заволжье. В оба эти года во время роста подсолнечника выпало примерно одинаковое количество осадков (около 200 мм), но в 1954 г. перед посевом запасы влаги были очень скудными, а в 1953 г. хорошими. В результате в 1954 г. посевы погибли от засухи, а в предыдущем году получен урожай 9,1 ц с гектара. Это свидетельствует о том, что для выращивания хорошего урожая подсолнечника в Поволжье необходима значительная весенняя влагозарядка почвы.

Накопленная в глубинных слоях почвы влага расходуется преимущественно во второй период роста подсолнечника. Это подтверждают наблюдения, проведенные в Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Юго-Востока. От всходов до образования корзинки подсолнечник удовлетворяет свои потребности во влаге за счет выпадающих в это время осадков или за счет почвенной влаги верхнего 40-50-сантиметрового слоя. После образования корзинки основным источником влаги для него являются запасы воды в более глубоких слоях. Во второй период роста подсолнечник использует очень мало влаги из верхних слоев, а из слоя 30-60 см после образования корзинки вообще не потребляет.

Снегозадержание способствует лучшему наливу семян подсолнечника, повышает содержание масла в них и уменьшает количество пустых семянок.

Корневая система у яровой пшеницы проникает в почву на меньшую глубину, чем у подсолнечника. При нормальном развитии травостоя эта культура иссушает почву на глубину до 130-140 см. Вот почему задача, стоящая перед снегозадержанием, сводится к возможно полному насыщению влагой преимущественно этого слоя. Весенние запасы ее в корнеобитаемом слое имеют большой удельный вес в общем водном балансе этой культуры. Хорошее весеннее увлажнение почвы - первая предпосылка высокого урожая яровой пшеницы.

В опытах НИИСХ Юго-Востока в среднем за 20 лет снегозадержание способствовало повышению урожая яровой пшеницы на 3,8 ц с гектара, или на 36%. За эти годы оно не повлияло на уровень урожая только три раза, когда сезону предшествовала дождливая осень или многоснежная зима, а в вегетационный период выпало много дождей. После сухой осени и малоснежной зимы снегозадержание повышало урожай более чем вдвое.

Благодаря дополнительной влагозарядке снегозадержанием яровая пшеница лучше противостоит действию суховеев и высоких температур в период налива и созревания, складывается более выгодное соотношение урожаев зерна и соломы и улучшается качество зерна.

Снегозадержание - важнейшее условие устойчивых урожаев озимых культур, особенно пшеницы. Оно изменяет обстановку зимовки растений, содействует отеплению и орошению посевов, способствует развитию растений и, в конечном итоге, повышению урожаев.

В многолетних опытах НИИСХ Юго-Востока данный прием повышал урожаи озимой ржи в среднем на 3,9 и озимой пшеницы - на 5 ц с гектара.

За 20 лет только три раза снегозадержание не повлияло на повышение урожайности озимой ржи: при хорошем накоплении влаги на парах в предшествующий сезон и обилии осадков в период весенне-летней вегетации. Высокий урожай озимой ржи и без снегозадержания - характерная особенность таких лет.

Наиболее отзывчивы на снегозадержание культуры с глубокой корневой системой. Примером может служить люцерна, корневая система которой уходит в почву глубже, чем у других культурных растений. Люцерна хорошо использует влагу из нижних слоев почвы. Именно поэтому лучшие участки посева люцерны - падины и места большого скопления снега. Снегозадержание защищает люцерну от вымерзания и обеспечивает на ее посевах хорошее промачивание почвы. В 12-летних опытах при среднем урожае сена люцерны 23,9 ц с гектара на участках со снегозадержанием получено сена 50,3 ц - вдвое больше.

Уменьшение весеннего стока талых вод

Имеются реальные возможности активно воздействовать на весеннее увлажнение почвы уменьшением поверхностного стока талых вод.

Полная ликвидация или уменьшение поверхностного стока помогают одновременно решить и вторую, может быть, не менее важную задачу - уменьшить смыв верхнего слоя почвы, или поверхностную эрозию. В Поволжье, несмотря на относительно небольшое количество осадков, водная эрозия почв развита очень сильно.

Приемы задержания талых вод на полях должны быть строго дифференцированы. Дело в том, что размеры стока сильно колеблются по годам: в одни годы зимние осадки почти полностью уходят с полей, создавая угрозу гидротехническим сооружениям, в другие же, наоборот, практически целиком впитываются почвой на месте таяния, и потери бывают крайне ничтожны.

Из условий осени и зимы, предшествующих году стока, наибольшее значение имеют осадки предзимья (октябрь и ноябрь - до установления снегового покрова), высота снегового покрова, глубина промерзания почвы.

От осадков поздней осени зависит увлажнение корнеобитаемого слоя почвы перед ее зимним замерзанием. Насыщенная влагой земля вследствие лучшей теплопроводности и большей теплоемкости охлаждается зимой на большую глубину, а весной требует много тепла для размерзания. Насыщенные влагой и сильно промерзшие верхние слои почвы к началу таяния снега не успевают оттаять и слабо впитывают воду. Талые воды скатываются по замерзшему верхнему слою земли. Размеры осеннего увлажнения почвы могут влиять на размеры стока и по другой причине. В годы с влажной осенью вспашка на зябь дает ровную, слитную поверхность поля, благоприятствующую стоку; при вспашке же сухой почвы получается глыбистая, неровная поверхность, что само по себе уже снижает сток.

Работами лаборатории агрометеорологии Научно-исследовательского института сельского хозяйства Юго-Востока и других опытных учреждений установлено, что коэффициент стока зимних осадков находится в обратной связи с высотой снегового покрова: чем выше последний, тем меньше коэффициент стока. Этот факт может иметь практическое значение при использовании снегозадержания для регулирования поверхностного стока. Под толстым слоем снега земля защищена от действия низких температур: она меньше промерзает, быстрее оттаивает весной и скорее становится способной впитывать влагу. Открытая почва глубоко промерзает. Сильно охлажденные верхние слои ее могут при соответствующих условиях конденсировать водяные пары из воздуха и нижних горизонтов почвы. Наличие в почве ледяных кристаллов понижает ее способность впитывания и тем самым повышает коэффициент стока при малой высоте снегового покрова.

Коэффициент стока больше всего зависит от осеннего увлажнения почвы, то есть количества осадков предзимья. Если в октябре и ноябре осадков выпадает больше средней нормы, всегда бывает повышенный сток талых вод весной. При небольшом (меньше нормы) количестве осадков предзимья сток невелик.

Все остальные элементы погоды предшествующего стоку периода имеют второстепенное значение.

Высокая зависимость величины стока от осадков второй половины осени позволяет уже в начале зимы по характеру осеннего орошения предвидеть наиболее вероятный коэффициент весеннего стока, и хозяйства могут заранее подготовиться к проведению необходимых работ.

Если вторая половина осени засушливая и почва уходит под снег в малоувлажненном состоянии, то на хорошо вспаханной зяби стока весной практически почти не будет, и нет никакой необходимости проводить на ней какие-либо дополнительные мероприятия для задержания талых вод. Весенний сток в такие годы обычно питается только снегом, накопленным в оврагах, лесонасаждениях, на непаши и т.п. В сухой степи Заволжья при этом нередко пруды весной не заполняются водой.

После дождливой осени потери воды на сток очень велики. За последние 35 лет единственным, пожалуй, исключением был 1964 г., когда после предшествующей очень влажной осени сток, вследствие крайне медленного развертывания весны, был очень незначительным.

До последнего времени оставалось недостаточно ясным влияние характера погоды весны на интенсивность таяния снега и размеры стока в Поволжье. Широко распространено мнение, что чем дружнее весна, тем больше воды уходит с полей, а при медленном развертывании весны талые воды более полно впитываются почвой. Эта точка зрения получила подтверждение в экспериментальных исследованиях, проведенных в сравнительно хорошо увлажненных районах. Что же касается засушливого Поволжья, то здесь такой закономерности установлено не было. Характер осеннего увлажнения почвы определяет размеры стока в этой зоне в большей мере и перекрывает значение интенсивности весеннего таяния снега.

В Поволжье, как и в других районах страны, длительность таяния снега сильно меняется по годам. В некоторые годы весна бывает затяжной, в другие - снег сходит очень быстро. По нашим наблюдениям, в четыре года из 13 таяние снега длилось 20 и более дней. Три года из четырех имели коэффициент стока значительно выше среднего, а один был рекордным - зимние осадки полностью были потеряны. За восемь лет с дружной весной только в двух случаях отмечался большой паводок, остальные шесть лет коэффициент стока был очень невелик. Получается, что в дружные весны сток с полей в среднем даже меньше, чем в весны затяжного характера.

Весной поле может находиться в различном состоянии: вспаханным под зябь, оставленным под весновспашку или ранние пары, занятым посевами озимых культур или многолетних трав. На испарение, инфильтрацию в глубинные слои почвы и на сток посевы озимых теряют значительно больше воды, чем зябь (в среднем за семь лет наблюдений - на 40%). Относительно мало воды уходит с поля многолетних трав, особенно люцерны. Травосеяние поэтому может быть использовано для уменьшения поверхностного стока и водной эрозии. Больше всего потери воды с непаши; по многолетним данным, в районе Саратова они более чем вдвое превышают сток с зяби.

Вспашка зяби и черных паров снижает потери воды. В районе Саратова на глубоко вспаханных полях примерно в половину всех лет весенний сток не превышает 10 мм. В такие годы нет особой необходимости в проведении каких-либо специальных мероприятий по удержанию талых вод, кроме соблюдения правильной агротехники обработки зяби и пара.

На основании материалов метеорологических станций Поволжья, проводящих наблюдения не менее 50 лет, рассчитан вероятный коэффициент стока зимних осадков (табл. 45).

К годам со слабым стоком отнесены те, в которые теряется не более 20% зимних осадков. На глубоко вспаханной зяби в такие годы талые воды почти полностью поглощаются почвой. В годы с сильным стоком потери составляют не менее половины всех зимних осадков. Остальные годы отнесены к группе лет со средним стоком. В нашем распоряжении не было материалов по лесостепной зоне, где, по-видимому, годы большого стока повторяются чаще.

Для уменьшения стока могут быть использованы мероприятия, влияющие на условия его формирования. К ним относятся агротехнические приемы по изменению микрорельефа поля, мероприятия по воздействию на интенсивность таяния снега на зяби и на озимых посевах, снегозадержание.