Лаборатория защиты почв от эрозии | ФНЦ агроэкологии РАН

Лаборатория защиты почв от эрозии

Доктор сельскохозяйственных наук
Главный научный сотрудник, заведующий лабораторией
Кандидат сельскохозяйственных наук
Старший научный сотрудник
Младший научный сотрудник

Отдел борьбы с эрозией почв (ныне лаборатория защиты почв от эрозии) был создан в 1935 году на базе секции горно-оврагоукрепительных работ, организованной в 1931 году при создании ВНИЛАМИ (ВНИАЛМИ). Её научным руководителем был проф. И. И. Сус. В 1933 г. она была разделена на овражную (рук. В.М. Хомяков) и горную (рук. П.П. Назаров). В 1935 г. эти секции были объединены в кабинет эрозии, преобразованный вскоре в отдел эрозии. В 1938-1958 гг. отделом руководил А. С. Козменко.

Фактическим основателем и идейным руководителем лаборатории защиты почв от эрозии можно считать выдающегося ученого профессора А.С. Козменко начиная с создания Новосильской опытно-овражной станции (ныне Новосильская ЗАГЛОС им. А.С. Козменко), основанной в 1921 году. Здесь родились основы противоэрозионной мелиорации, которые в результате совершенствования последующими поколениями ученых преобразованы в систему адаптивно-ландшафтного земледелия. С момента основания станцией руководил А.С. Козменко.

А.С. Козменко – первый отечественный ученый, положивший начало систематическому исследованию эрозионно-гидрологического процесса (ЭГП) и разработке системы мер по управлению им. После окончания двух авторитетных вузов – Московского университета (естественное отделение физико-математического факультета по специальности геология и почвоведения) и Московского сельскохозяйственного института (агрономическое и инженерное отделения) – и многолетних полевых почвенно-эрозионных, гидрологических и геоморфологических экспедиций стал высококвалифицированным специалистом широкого профиля: геоморфолог, почвовед, эрозиовед, гидротехник, гидролог, лесомелиоратор, агроном. Учителями и наставниками его были выдающиеся русские исследователи В.И. Вернадский, А.П. Павлов, К.А. Тимирязев, В.Р. Вильямс, Д.Н. Прянишников.

Будучи директором Новосильская  опытной станции, а потом заведующим отделом борьбы с эрозией почв  он создал направление в эрозионной науке и противоэрозионной мелиорации, получившее признание в нашей стране и за рубежом как школа Козменко. Имея глубокие знания по многим отраслям науки, он впервые в мире создал оригинальную теорию рельефообразования и формирования покровных отложений в результате единого эрозионно-аккумулятивного процесса (ЭАП) в послетретичное время и разработал научные основы противоэрозионной мелиорации. Его теория выдержала испытание временем.

Идеи А.С. Козменко получили дальнейшее развитие в работах его ученика профессора Г.П. Сурмача. Он с отличием окончил почвенно-геологический факультет Ростовского государственного университета, потом аспирантуру во ВНИАЛМИ под руководством проф. А.С. Козменко, затем работал в Почвенном институте АН СССР, во ВНИАЛМИ и во ВНИИЗПЭ. Во ВНИАЛМИ он был заведующим отделом борьбы с эрозией почв. За годы своей научной деятельности Г.П. Сурмачем выполнены обширные почвенно-эрозионные исследования. Он развил теорию рельефообразования, образования лёссов, формирования серых лесных почв и черноземов в лесостепи и на ее основе обосновал возможность произрастания водораздельных и байрачных лесов в степной зоне. Им также разработана новая классификация почв по степени смытости, выполнен огромный объем экспериментальных оценок характеристик ЭГП. Им предложена методика инженерного расчета противоэрозионных мероприятий, разработаны новые способы запиты почв от эрозии. Во ВНИИЗПЭ под его руководством впервые была разработана методика проектирования систем противоэрозионных мероприятий на расчетной основе, программа и методика крупномасштабного эксперимента на бассейнах малых рек Курской области и другие проекты.

Развитие теории Г.П. Сурмача продолжил его ученик, доктор сельскохозяйственных наук Е.А. Гаршинев. Он начал работать на Новосильской ЗАГЛОС им А.С. Козменко в 1964 г., а в 1974-1975 гг. руководил отделом защиты почв от эрозии ВНИАЛМИ. За годы работы на станции и в институте (до 2008 г.) он провел большую работу и сделал много открытий, обобщенных им в монографиях. Им уточнены условия формирования эрозионно-аккумулятивных форм рельефа; разработана логико-графическая схема эволюции склонов в ходе ЭАП; обосновано, что эрозионный промоинно-овражный размыв спонтанно и последовательно проходит стадии от обрывистых откосов к осыпным склонам делювиального смыва и аккумуляции. На этой основе впервые показано, что форма склонов является адекватным выражением ЭАП, и предложено выражать функцию формы склона посредством логистического уравнения. Таким образом, им найдено универсальное математическое выражение для описания выпукло-вогнутых склонов, как результата проявления ЭГП, что вполне согласуется с воззрениями Д.Л. Арманда и Л. Кинга о всеобщности такого образования склонов на суше Земли. На этой основе он разработал систему автоматизированного проектирования агролесомелиоративных противоэрозионных мероприятий.

Очень важное направление исследований во ВНИАЛМИ возглавлял доктор с.-х. наук, профессор И.Г. Зыков, будучи заведующим отделом борьбы с эрозией почв с 1975 по 2010 г. Основным направлением его исследований была разработка научных основ и технологии лесной мелиорации гидрографической сети. Он исследовал закономерности оврагообразования и разрабатывал систему противоэрозионных мероприятий. Все его исследования были направлены на разработку и совершенствование научных основ противоэрозионной лесомелиорации и новых методов защиты почв от эрозии. Он разработал научные основы и технологию лесомелиорации гидрографической сети, эродированных склонов, методы оптимизации лесоаграрных ландшафтов при различных формах землепользования. Им был разработан принципиально новый способ обработки смытых почв под многолетние насаждения, который позволил расширить зону применения лесомелиорации, повысить эффективность защитных лесных насаждений (ЗЛН).

С 2010 г по настоящее время лабораторией защиты почв от эрозии руководит А.Т. Барабанов. Он дал оценку поверхностного стока талых вод с сельскохозяйственных угодий (рыхлая и уплотненная пашня); разработал теоретические кривые вероятности превышения стока по многолетним рядам наблюдений (за период свыше 60 лет); выявил связь стока талых вод на зяби и уплотненной пашне с запасами воды в снеге и почве (в слое 0-50 см) перед снеготаянием, глубиной ее промерзания и продолжительностью снеготаяния на юге ЦРНЗ, в ЦЧО и Поволжье; сформулировал закон лимитирующих факторов поверхностного стока талых вод. Впервые им теоретически исследовано, сформулировано и экспериментально подтверждено положение о том, что верхний (до 30 см) слой почвы в гидрологическом отношении, как саморегулирующаяся система, способен поглотить и удержать определенное количество воды, равное объему свободных пор в верхнем (0-30 см) слое почвы, максимальная величина которого в мерзлом состоянии может достигать полной влагоемкости этого слоя.

Экспериментальной базой для исследований по борьбе с эрозией почв являются стоково-эрозионный стационар «Амфитеатр» город Волгоград, Новосильская ЗАГЛОС – филиал ФНЦ агроэкологии РАН, Поволжская АГЛОС – филиал ФНЦ агроэкологии РАН.

Основное научные направления исследований лаборатории – получение нового фундаментального знания об эрозионно-гидрологическом процессе, характеризующего закономерности формирования поверхностного стока талых вод и эрозии почв.

  1. Задачи лаборатории:
  • разработать теорию взаимодействия талой воды с мерзлой почвой и формирования поверхностного стока талых вод с сельскохозяйственных угодий на основе концепции образования ледяного экрана при уровнях природных факторов выше лимитирующих – глубина промерзания почвы больше 50 см, запасы влаги в ней свыше 70 – 120 мм (по зонам);
  • – разработать теоретические основы управления взаимодействием природных и антропогенных факторов, обусловливающих эрозионно-гидрологический процесс;
  • – дать экспериментальную оценку роли взаимодействия антропогенных и природных факторов в формировании стока;
  • – выявить закономерности снегоотложения под влиянием метельных ветров разного характера и создать модели формирования снежного покрова на водосборах с целью разработки средств предотвращения глубокого промерзания почвы;
  • – усовершенствовать методику высокоточного прогноза весеннего стока с учетом новой теории его формирования для оптимизации регулирования весеннего паводка на Волжско-Камском каскаде водохранилищ, обеспечивающего рациональное природопользование в Волго-Ахтубинской пойме;
  • – обосновать закономерности и разработать модели формирования стока на разных типах почв, видах угодий и пашни;
  • –на основе знания закона лимитирующих факторов весеннего стока создать новые высокоэффективные стокорегулирующие и противоэрозионные приемы и дать им экспериментальную оценку;
  • – выявить влияние антропогенной деятельности на эрозионно-гидрологические процессы в связи с перспективными тенденциями экономического развития страны;
  • – разработать технологию цифрового проектирования систем адаптивно-ландшафтного земледелия, обеспечивающих предупреждение эрозии почв.
  1. Достижения:
  • Патент № 2248116 – Способ регулирования снегоотложения для защиты почв от эрозии на склонах.
  • Патент № 2347222 –Способ прогнозирования поверхностного стока талых вод.
  • Патент № 1799234 – Способ защиты почв от эрозии на склонах.
  • Свидетельство № 2018620785 – Влияние природных факторов на поверхностный сток талых вод.
  • Свидетельство № 2017620267 – Прогнозирование оптимального регулирования речного стока вод в Волго-Камском каскаде водохранилищ.
  • Патент № 2744184 Способ предотвращения смыва почв в агроландшафтах.
  1. Основные разработки:

4. Основные научные труды:

  1. Барабанов А.Т. Агролесомелиорация в почвозащитном земледелии.. Монография. Волгоград, 1993. – 156 с.
  2. Субрегиональная национальная программа действий по борьбе с опусты- ниванием для юго-востока Европейской части Российской Федерации Аверьянов О. А., Барабанов А.Т., Белицкая О. Н.. Монография Волгоград, 1999. – 313 с
  3. Субрегиональная национальная программа действий по борьбе с опустыниванием для Западной Сибири. – Волгоград, 2000. – 250 с.
  4. Субрегиональная национальная программа действий по борьбе с опустыниванием (НПДБО) для Северного Кавказа (Ростовская область, Ставропольский край). Агеев В.Н., Гаршинев Е.А., Зюзь Н.С., Барабанов А.Т. и др. – Волгоград, 2000. – 182 с.
  5. Агролесомелиоративное адаптивно-ландшафтное обустройство водосборов Кочетов И.С., Барабанов А.Т.,Гаршинев Е.А., Зыков И.Г. и др. Монография Волгоград, 1999 – 84 с.
  6. Субрегиональная национальная программа действий по борьбе с опустыниванием (НПДБО) для Северного Кавказа (Ростовская область, Ставропольский край). Барабанов А.Т., Агеев В.Н., Гаршинев Е.А., Зюзь Н.С. и др. Монография Волгоград, 2000. – 182 с.
  7. Система адаптивно-ландшафтного земледелия Волгоградской области на период до 2015 года Иванов А. Л., Барабанов А.Т., Свинцов И. П., и др. Монография Волгоград. ИПК «Нива», 2009
  8. Барабанов А.Т. Анализ и эрозионно-гидрологическая оценка взаимодействия природных и антропогенных факторов формирования поверхностного стока талых вод и адаптивно-ландшафтное земледелие. Монография Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2017. – 188 с.
  9. Научное обоснование выбора критериев и параметров для проектирования и оценки эффективности мероприятий и приемов управления эрозионно-гидрологическим процессом. Барабанов А.Т., Кулик А.В., Гордиенко О.А Монография. Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2020. – 100 с.
  10. Научные основы и методика прогнозирования поверхностного стока талых вод на водосборах бассейнов рек Волги и Дона. Барабанов А.Т. – Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2021. – 97 с.

Новости лаборатории

Молодой ученый ФНЦ агроэкологии РАН принял участие в спортивно-туристическом походе по острову Сарпинский

Молодой ученый ФНЦ агроэкологии РАН принял участие в спортивно-туристическом походе по острову Сарпинский

В ФНЦ агроэкологии РАН строят карьеру более 50 молодых специалистов, которые активно взаимодействуют с различными общественными объединениями. Молодой ученый, инженер-исследователь...

Сотрудники ФНЦ агроэкологии РАН создали на стоково-эрозионном стационаре “Амфитеатр” новый научный объект

Сотрудники ФНЦ агроэкологии РАН создали на стоково-эрозионном стационаре “Амфитеатр” новый научный объект

ФНЦ агроэкологии РАН постоянно улучшает инфраструктуру для работы ученых. Так, на стоково-эрозионном стационаре "Амфитеатр", который располагается в Волгограде, сотрудники лаборатории...