close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

...Ð³Ð¸Ð´Ñ Ð¾Ñ ÐµÑ Ð½Ð¸Ñ ÐµÑ ÐºÐ¸Ðµ и Ð»Ñ Ð³Ð¾Ð¼ÐµÐ»Ð¸Ð¾Ñ Ð°Ñ Ð¸Ð²Ð½Ñ Ðµ Ð¼ÐµÑ Ð¾Ð¿Ñ Ð¸Ñ Ñ Ð¸Ñ Ð¿Ð¾ Ð·Ð°Ñ Ð¸Ñ Ðµ

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
УДК 631.11:631.12:3381:9
УТВЕРЖДАЮ
Ректор ФГБОУ ВПО ВолГАУ,
чл.-корр. РАСХН, профессор
___________ А. С. Овчинников
«___»___________ 2013 г.
ОТЧЕТ
О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ
по теме:
«КОМПЛЕКС ОРГАНИЗАЦИОННО-ХОЗЯЙСТВЕННЫХ,
МЕЛИОРАТИВНЫХ И АГРОЛЕСОМЕЛИОРАТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВ И СТАБИЛИЗАЦИИ
ПРОИЗВОДСТВА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ»
Проректор по научной работе
______________ А. Н. Цепляев
подпись, дата
ВОЛГОГРАД 2013
1
Исполнители:
ГНУ ВНИАЛМИ
Директор института
дсхн, академик РАСХН
К. Н. Кулик (разделы 1.1-1.2,
введение)
Зам. директора по науке
дсхн
А. Т. Барабанов (разделы 1.1,
2.1-2.5, заключение)
Зав. сектором дсхн
Ю. И. Васильев (раздел 1.2, 3)
Старший научный сотрудник
ксхн
А. К. Кулик (раздел 5)
ГНУ ВНИИОЗ
Главный научный сотрудник
дсхн, академик РАСХН
Зав. отделом ксхн
Главный научный сотрудник
дсхн
Старший научный сотрудник
ксхн
И. П. Кружилин (раздел 1.3, 4)
А. Г. Болотин (раздел 1.3, 4)
В. Ф. Мамин (раздел 4)
М. К. Тихонова (раздел 4)
Старший научный сотрудник
Т. И. Панова (раздел 4)
ВолГАУ
Зав. кафедрой дсхн
Е. А. Ходяков (раздел 5)
Доцент ксхн
П. С. Попов (раздел 5)
2
РЕФЕРАТ
Отчет написан на 80 стр., содержит 10 таблиц, 2 рисунка.
Ключевые слова: деградация почв, опустынивание, противоэрозионные
мероприятия, противодефляционные мероприятия, организация территории,
адаптивно-ландшафтное обустройство водосборов.
Целью исследований была разработка организационно-хозяйственных,
мелиоративных и агролесомелиоративных мероприятий по защите почв от
деградации.
Объектом исследований были сельскохозяйственные земли, подверженные деградации и опустыниванию.
В результате выполнения научных исследований разработаны организационно-хозяйственные, мелиоративные, агролесомелиоративные, агротехнические, гидротехнические и лугомелиоративные мероприятия для предотвращения деградации почв и стабилизации производства сельскохозяйственной продукции.
Организационно-хозяйственные мероприятия включают противоэрозионную, противодефляционную организацию территории и организацию орошаемых земель. Они предусматривают выделение севооборотных массивов с
учетом эродированности и дефлированность почв; выбор схем севооборотов;
размещение полей севооборотов, лесных полос и др. линейных рубежей; выбор
приемов и технологий обработки почвы; определение места гидротехнических
сооружений и способов улучшения и использования суходольных лугов.
Дана классификация противоэрозионных мероприятий, в которой
предусматриваются полезащитные, прибалочные и приовражные лесополосы, насаждения на гидрографической сети, почвозащитные технологии и
приемы, коренное и поверхностное улучшение суходольных лугов, сложные
и простейшие гидротехнические сооружения.
Мероприятиями для защиты почв от дефляции предусматриваются
3
почвозащитные севообороты, полезащитные лесополосы, полосное размещение сельскохозяйственных культур, безотвальная и минимальная обработка
почвы.
Мелиоративные мероприятия по предотвращению деградации на орошаемых землях включают специальные севообороты с большой долей многолетних трав, оптимальное сочетание отвальной, безотвальной и поверхностной обработок применения системы удобрений, в том числе сидеральных, обеспечивающей положительный баланс гумуса, мелиорацию солонцов,
улучшение и рациональное использование лиманных лугов.
Для борьбы с опустыниванием на песках предусматривается рациональное использование их под лесом и в сельском хозяйстве, в том числе для
пастбищного животноводства. В сельском хозяйстве они могут использоваться ограниченно под защитой лесных насаждений в почвозащитных севооборотах.
4
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................. 6
1 ОРГАНИЗАЦИОННО-ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ............. 8
1.1 Противоэрозионная организация территории........................................... 8
1.2 Противодефляционная организация территории ................................... 15
1.3 Организация территории орошаемых земель ......................................... 17
2 МЕРОПРИЯТИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОЧВ ОТ ЭРОЗИИ ......................... 20
2.1 Общая характеристика противоэрозионных приемов ........................... 20
2.2 Лесомелиоративные мероприятия............................................................ 23
2.3 Агротехнические противоэрозионные мероприятия и почвозащитные технологии возделывания сельскохозяйственных
культур ......................................................................................................... 31
2.4 Лугомелиоративные мероприятия ........................................................... 35
2.5 Гидротехнические мероприятия ................................................................... 37
3 МЕРОПРИЯТИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОЧВ ОТ ДЕФЛЯЦИИ ...................... 40
4 МЕЛИОРАТИВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ НА ОРОШАЕМЫХ
ЗЕМЛЯХ .................................................................................................................... 50
4.1 Мероприятия по предотвращению деградации почв на землях регулярного орошения .................................................................................................. 50
4.2 Мероприятия по предотвращению деградации почв луговых лиманов............................................................................................................................ 63
5 МЕРОПРИЯТИЯ ПО БОРЬБЕ С ОПУСТЫНИВАНИЕМ ....................... 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... 77
5
ВВЕДЕНИЕ
В Волгоградской области в той или иной степени подвержены деградации и опустыниванию свыше 3,8 млн га (45%) сельскохозяйственных земель,
в том числе пашни 2,1 млн га (36%), сенокосов и пастбищ 1,8 млн га (64%).
В результате деградации потери продуктивности сельхозугодий составляют
около 5 млн ц к. ед. За последние десятилетия в пашню было вовлечено (в т. ч.
путем распашки целинных земель) много малопродуктивных и деградированных земель, продуктивность которых очень низкая. В условиях глобальной
аридизации климата и увеличения антропогенной нагрузки на хрупкие экосистемы процессы деградации земель будут активизироваться и приводить к еще
большему опустыниванию.
В связи с тем, что деградация в ландшафте обусловлена главным образом разрушительным действием на растительный покров и почву воды и ветра, то водная и ветровая эрозия были и остаются важнейшими объектами исследования и на локализацию и ликвидацию которых в первую очередь и рассчитаны приемы адаптивно-ландшафтных систем земледелия. В силу этого и
древесная растительность является главным средообразующим фактором в
ландшафте, определяющим водный, воздушный, пищевой и иные режимы
почвогрунтов и особое место в системах адаптивно-ландшафтного земледелия
принадлежит агролесомелиорации, что обусловлено их многообразным мелиоративным воздействием защитных лесных насаждений на сельскохозяйственную территорию.
Поскольку деградация почв – явление многофакторное, то и мероприятия по ее устранению должны быть многоуровневые. Первым и очень важным уровнем является оценка вклада каждого из факторов деградации почв,
т. е. должна быть создана технология системной оценки, сформирован банк
данных для факторного анализа и разработана компьютерная реализация
оценочных расчетов. На втором уровне осуществляется оценка различных
6
мероприятий и их сочетаний с точки зрения количественных показателей изменения деградации почв под их влиянием. На третьем уровне, исходя из агроландшафтного принципа хозяйствования, прогнозируются показатели
адаптивно-ландшафтных мероприятий и оптимизируется комплекс этих мероприятий с точки зрения предотвращения деградации почв и экономического императива.
Проведение НИР в соответствии с контрактом обусловлено необходимостью совершенствования методов борьбы с деградацией сельскохозяйственных земель и интегрированных технологий воспроизводства и сохранения плодородия почв.
Научно-технический уровень разработки определяется, в первую очередь, применением указанных новых и новейших методов оценки состояния
деградированных земель и эффективности противодеградационных мероприятий.
В связи с тем, что в области большое разнообразие природных условий, а разработанные к настоящему времени противодеградационные мероприятия недостаточно эффективны, при решении этой проблемы деградации
почв нужен комплексный, дифференцированный по факторам воздействия на
почву подход. Комплекс мероприятий должен включать: организационнохозяйственные, агролесомелиоративные, агротехнические, мелиоративные,
лугомелиоративные и гидротехнические мероприятия.
7
1 ОРГАНИЗАЦИОННО-ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
Организационно-хозяйственные мероприятия включают противоэрозионную, противодефляционную организацию территории, организацию территории на орошаемых землях. Они предусматривают выделение севооборотных массивов с учетом эродированности и дефлированности почв, интенсивности современных процессов эрозии и дефляции; выбор схем севооборотов; определение размеров полей и размещение лесных полос и других линейных рубежей; выбор приемов и технологий обработки почвы; выбор и
определение места гидротехнических сооружений и способов улучшения суходольных лугов.
1.1 Противоэрозионная организация территории
Для резкого ослабления или прекращения эрозии требуется применить
комплекс противоэрозионных мероприятий и воздействий на всей водосборной площади, который обеспечивал бы, с одной стороны, эффективное зарегулирование поверхностного стока и прекращение эрозии, а с другой – правильное хозяйственное использование земель и повышение продуктивности
всех сельскохозяйственных угодий, особенно подверженных сильной эрозии.
Очень важно правильно распределить и применить в соответствии с природными особенностями каждого участка различные элементы противоэрозионного комплекса в их органической увязке. В этом залог хорошего мелиоративного действия и высокой экономической эффективности комплекса.
Содержание основных работ по противоэрозионной организации территории, предшествующее составлению проекта или проектов, следующее:
а) выделение на плане (карте) севооборотных массивов полевого и почвозащитного севооборотов и участков для постоянного и периодического залужения или других видов пользования;
б) выбор или разработка схем севооборотов и правильное расположе8
ние полей севооборотов длинными сторонами поперек склона, а в необходимых случаях приблизительно по контуру;
в) правильное расположение защитных лесных полос на склонах и
насаждений на гидрографической сети;
г) правильное размещение гидротехнических сооружений и устройств;
д) правильное расположение дорожной сети;
е) разработка мероприятий по регулированному выпасу скота и др.
Указанные мероприятия определяют лишь общие, хотя и важнейшие
контуры противоэроионного эемлеустройства. В их рамках в случае необходимости может в дальнейшем проводиться более детальная противоэрозионная организация территории, например, контурно-полосная разбивка полей.
Противоэрозионной организации территории должно предшествовать
изучение имеющихся картографических материалов, в том числе и полученных в результате дистанционного зондирования специальных почвенноэрозионных изысканий (топографическая карта, план землепользования, почвенная карта, картограмма эродированности и др.), а также рекогносцировочное обследование в натуре. На эродированных суходольных системах, в целях
правильного хозяйственного использования различных их участков (облесение, залужение) и для оценки лесорастительных условий и определения способов основной подготовки почвы, требуется детальное обследование.
В основе противоэроэионной организации территории должны лежать
классификация земель по их использованию и выделение на карте эрозионных
земельных фондов – элементов водосборной площади, подверженных в различной степени смыву и размыву. Ниже приводится классификация земель.
1. Приводораздельный земельный фонд. Ровные участки и пологие
склоны, имеющие крутизну до 2,5-3,5° на каштановых и светло-каштановых
почвах и до 3,5-4,0° на черноземах. При большой длине склона нижняя граница приводораздельного земельного фонда проводится в зоне с меньшей его
крутизной, а при меньшей длине склона она опускается ниже по склону и проходит по более крутой его части или по бровке гидрографической сети (если
9
присетевой фонд не выделяется). При этом принимается во внимание также
степень смытости почвы. На приводораздельных участках с уклоном до 1°
смыв почвы практически отсутствует пли протекает слабо, при больших уклонах эрозия слабая и умеренная; почвы здесь несмытые, слабосмытые и частично среднесмытые (верхняя часть среднеэродированного пояса). Земли
приводораздельного фонда интенсивно используются в земледелии. Они
включаются в зерно-паро-пропашные севообороты, где выращиваются зерновые, пропашные и технические культуры. Поля нарезаются поперек склона. В
связи с необходимостью соблюдения прямолинейности границ полей в полевой севооборот могут включаться отдельные участки с сильносмытой почвой,
и, наоборот, некоторые участки со среднесмытой или со слабосмытой почвой
могут отводиться в почвозащитный севооборот. На водосборах рассеивающего типа границы полей (а также производственных участков) и лесные полосы
могут располагаться криволинейно, что диктуется, в первую очередь, необходимостью проведения обработки почвы поперек склона. Водорегулирующие
лесные полосы в полевом севообороте выполняют общемелиоративную и противоэрозионную функции. Водораздельные бугры с каменистыми и песчаными почвами отводятся преимущественно под лес.
2. Присетевой земельный фонд. Это земли, примыкающие к гидрографической сети: нижние отрезки склонов крутизною от 3,5-4° до 8-10°,
подверженные интенсивной эрозии; сюда же относятся средние крутые отрезки склонов выпукло-вогнутой формы. В ряде случаев указанные элементы
склонов изрезаны промоинами и размывами. Почвы здесь средне, сильно и
весьма сильносмытые; они нуждаются в коренной мелиорации.
Характер использования: 1) в почвозащитном севообороте под защитой лесонасаждений (склоны до 8°); 2) под постоянным или периодическим
залужением (сенокосы, пастбища); 3) под лесными насаждениями (прибалочные, приовражные, куртинные), а лучшие по почвенным условиям
участки – под промышленные плодово-ягодные насаждения и семенники
трав. При сильной изрезанности присетевых склоновых земель промоинами
10
и оврагами требуется проведение мероприятий по сполаживанию и засыпке
оврагов и в некоторых случаях по террасированию крутосклонов. Это позволяет вовлечь значительные площади таких земель в интенсивное сельскохозяйственное пользование.
3. Гидрографический земельный фонд. А. Суходольная гидрографическая сеть – берега, крутосклоны и днища лощин и суходолов. Почвенногрунтовые условия в пределах гидрографической сети отличаются большим
разнообразием. Здесь имеются нормальные, несмытые, слабо, средне, сильно и
весьма снльносмытые, а также намытые почвы. На откосах размывов и осыпающихся берегах сети встречаются неразвитые и слаборазвитые почв, а также обнажения коренной породы. Размывы – донные, береговые, отвершковые.
Характер использования и противоэроэионные мероприятия: 1) улучшенные
сенокосы и пастбища; 2) лесонасаждения: полосные, куртинные, массивные.
Использование лощинно-суходольной гидрографической сети в различных почвенно-климатических условиях зависит, прежде всего, от характера и степени эродированности различных ее участков, а также от местных
хозяйственно-экономических условий. Они используются под лес и луг, а в
некоторых случаях под сад.
Б. Долинная сеть: 1) надпойменная терраса с нормальными зональными
почвами; 2) та же терраса с песчаными почвами, подверженными дефляции
(развеванию); 3) пойма с аллювиальными почвами. Характер использования:
террасовые земли, не подверженные развеванию, в полевом или кормовом
(прифермском) севообороте преимущественно с пропашными культурами под
защитой лесонасаждений; песчаные земли – в почвозащитном севообороте с
сетью лесополос, под сады и лесокультуры (здесь проводится специальная
организация территории); пойменные земли – под огороды, технические, а
также пропашные культуры и как сенокосные и пастбищные угодья. Берега
сети и крутосклоны – под залужение (сенокосы и пастбища) и под лесонасаждения. Нужно проектировать специальные мероприятия против заносов
овражными выносами, против речной эрозии, местами против заболачивания.
11
Гидрографическая сеть, как правило, резко ограничена бровкой
(напашью) от прилегающего пахотного склона.
Присетевые земли представляют собой нижнюю сильноэродированную
часть пахотного склона и не имеют естественной границы с вышележащими
землями приводораздельного фонда. Объективными показателями для выдела
присетевого фонда являются крутизна склона (с учетом длины) и степень эродированности почвенного покрова – смытость и изрезанность размоинами.
Земли присетевого фонда неоднородны по степени зродированности:
вблизи гидрографической сети в ряде случаев имеется полоса весьма сильносмытых почв, изрезанная частыми размоинами. Поэтому при ширине присетевого фонда около 200-250 м или больше верхняя его часть с менее эродированными почвами отводится в почвозащитный севооборот, а нижняя используется под сенокос и пастбище, причем предусматривается заравнивание промоин, сполаживание оврагов, улучшение травостоя. При ширине присетевого
фонда около 100-200 м и несильной изрезанности прибровочной части склона
весь этот фонд (за исключением небольших изолированных участков земли)
отводится в почвозащитный севооборот; при его ширине менее 50-80 м он целиком поступает под постоянное залужение (улучшенный сенокос и пастбище) и под лесные насаждения, а в случае умеренной эродированности этих земель – в полевой севооборот (присетевой фонд не выделяется). В почвозащитном севообороте 3-5 полей отводятся под многолетние травы.
Поля почвозащитного севооборота и участки залужения, располагаясь
на присетевых землях, как бы окаймляют гидрографическую сеть и уменьшают здесь интенсивность процессов эрозии. В ряде случаев присетевые
земли отводят под культурные пастбища с загонной системой выпаса. Залуженная полоса является мощным фактором против оврагообразования. При
умеренной смытости и слабой размытости присетевой зоны присетевой фонд
не выделяется и эти земли отводятся в полевой севооборот.
Средние крутые отрезки склонов (8-10° и больше) выпукловогнутой формы отводятся под постоянное залужение и мелиоративное
12
насаждение, а в более благоприятных условиях – под сады. В ряде случаев
здесь целесообразно провести террасирование. Нижележащие отрезки, при
их крутизне от 0,5 до 2-3°, занимаются под полевой севооборот. По границе
между полосой залужения (при условии, что террасирование здесь не проводится) и полем, расположенным в нижней шлейфовой части склона, проектируется водорегулирующая лесная полоса, а в некоторых случаях водоотводящая канава с валом, работающим и на водозадержание.
В рамках указанных земельных фондов возможно более детальное распределение земель по категориям, однако оно в организационно-хозяйственном отношении не дает никаких преимуществ, так как выделенные земли
разной категории включаются в одно поле севооборота (полевого или почвозащитного). При проведении мероприятий по окультуриванию почв на разных
элементах склона нужно, в первую очередь, руководствоваться почвенноэрозионной картой или картограммой эродированности почв.
При проведении противоэрозионной организация территории в связи с
особенностями рельефа зачастую приходится по-новому решать конкретные
задачи, иначе говоря, в этом деле требуется творческий подход.
Общая схема противоэрозионной организации территории и размещения лесных насаждений показана на рис. 1.
Рисунок 1 Схема противоэрозионной организации территории
Пример противоэрозионной организации территории и размещения
стокорегулирующих лесополос на водосборе Малый Лог в Клетском районе
приведена на рис. 2.
13
Рисунок 2 Схема противоэрозионной организации территории
и размещения лесных полос
14
1.2 Противодефляционная организация территории
Защита почв от дефляции осуществляется комплексом взаимосвязанных
и взаимодополняющих мероприятий. Условно все виды противодефляционных мероприятий можно разделить на три группы: организационно-хозяйственные (организация территории), агротехнические и лесомелиоративные.
Организация территории заключается в научно обоснованном размещении полей, сельскохозяйственных культур и различного рода сооружений,
препятствующих или снижающих развитие дефляции. Она включает следующие элементы землеустройства: проектирование сельхозугодий; проведение границ полей; разбивка полей севооборотов, способствующая увеличению устойчивости почв к выдуванию.
При составлении проектов организации территорий анализируют
прежде всего природные условия. Большое внимание уделяется климатическим факторам вообще и вызывающим дефляцию в частности. Исследуют
почвенный покров, степень его подверженности дефляции. Для эффективной
защиты почвы от дефляции необходимо, чтобы длинная сторона полей была
либо перпендикулярна к направлению преобладающих вредоносных ветров,
либо отклонялась от перпендикуляра не более чем на 20-30°.
В зависимости от принадлежности земель к той или иной категории
дефляционной предрасположенности планируется вид севооборота и размещение рабочих участков полей, т. е. проводится внутриполевая организация территории. Суть ее в том, что площадь поля делится на агротехнически однородные участки с учетом особенностей почв и их податливости
ветру, а также удобства для работы сельскохозяйственных агрегатов. Границы таких участков должны соответствовать требованиям агротехнически правильного направления противодефляционной обработки (перпендикулярно или близко к этому) по отношению к наиболее вредоносным
дефляционным ветрам.
На основе всестороннего анализа и учета природных условий разраба15
тывают противодефляционные севообороты и противодефляционную технологию возделывания сельскохозяйственных культур, проектируют противодефляционные лесонасаждения и их системы, дороги, скотопрогоны и другие
линейные сооружения.
Конкретные площади и виды угодий определяются для каждой ландшафтной местности индивидуально. В среднем для степных равнинных ландшафтов доля пашни должна составлять около 45-50%, а площадь полей не
должна превышать 100 га. Установлено, что степень деградации пашни растет
со снижением в структуре площадей доли многолетних трав. Увеличение
площадей многолетних трав предполагает сокращение посевов как пропашных культур (подсолнечник, кукуруза на корм), так и культур сплошного сева.
Расширение посевов озимых на площадях с очень большим дефляционным
потенциалом обусловливает снижение потерь почвы от дефляции, поскольку
это культуры с очень высокой почвозащитной способностью.
Для систем земледелия с большой долей чистых паров и посевов кукурузы на зерно в зонах сильной дефляции требуется особая регламентация,
поскольку увеличиваются потери почвы на организуемой территории.
В систему противодефляционной организации территории также входят разработка почвозащитных севооборотов, полосное размещение сельскохозяйственных культур, создание кулис и противодефляционное мульчирование почвы.
Почвозащитные севообороты – это организационная основа почвозащитных мероприятий. Она планируется исходя из степени опасности и фактической подверженности почв дефляции. На среднедефлированных почвах
высокую почвозащитную эффективность имеют севообороты с 40% площади
многолетних трав и 20% площади паров. На слабодефлированных почвах высокий почвозащитный эффект дают четырехпольные зернопаровые севообороты, имеющие 25% площади паров, 50% озимой и яровой пшеницы и 25%
зернофуражных культур. В хозяйствах зернового направления в зоне слабой
дефляции наиболее эффективны зернопаровые севообороты, в хозяйствах
16
зерноживотноводческого направления – зернопаровые и зернопаропропашные севообороты с короткой ротацией. На территории с высоким потенциалом дефляции предлагается 3-5-польный севооборот с полосным размещением чистого пара и озимой пшеницы поперек направления господствующих
ветров. Ширина полос 70-100 м.
Полосное размещение предусматривает посев разных культур по полосам, имеющим определенную ширину. Особенно велика роль такого приема
на почвах легкого гранулометрического состава, занятых чистыми парами и
пропашными культурами. Ширина полосы чистого пара зависит от ветроэрозионного потенциала территории. Чем он выше, тем меньшей ширины планируются полосы.
Каркасом противодефляционной организации территории являются полезащитно-ветроломные (противодефляционные) лесные полосы. Для определения параметров эффективных их систем требуется оценка следующих факторов: защитная высота, ажурность, число рядов, ориентация относительно вредоносного ветра, ширина межполосного пространства, максимальные скорости
(20%-ной вероятности превышения), годовые нормы выдувания почвы, уклоны
и ориентация склонов по отношению к вредоносному ветру, параметры шероховатости полей и параметры, характеризующие приемы обработки почвы.
1.3 Организация территории орошаемых земель
В состав орошаемых комплексов входят как собственно орошаемые
земли (регулярное и лиманное орошение), так и сопряженные с ними массивы земель, выполняющие буферную роль.
Согласно требованиям разработки, мероприятиями по использованию,
реконструированию или конструированию орошаемых агроландшафтов должны
охватываться все элементы природно-территориального комплекса (ПТК). При
этом выполняются следующие виды работ:
по картографическим материалам предварительно определяют контуры
низших таксонометрических единиц агроландшафта в границах орошаемых
17
массивов и сопряженных с ними земель;
проводят группировку агрохозяйственных массивов по их природной
специфике, мелиоративному состоянию, степени инженерного обустройства,
водообеспеченности. Устанавливают контурные рубежи выделяемых массивов на геоморфологической, топографической и почвенно-логической основе
и намечают рабочие участки землепользования (РЗУ);
определяют площади земельных угодий, нуждающихся в различных
видах мелиораций, включая дренаж, разрабатывают систему комплексной
мелиорации земель;
определяют набор культур, адаптированных к конкретным условиям
каждого выделяемого агроландшафтного контура, структуру посевных площадей, схемы севооборотов;
разрабатывают соответствующие потребностям возделываемых растений, почвенным и рельефным особенностям местности режимы поливов;
выбирают в границах рабочих участков землепользования с учетом
планируемой продуктивности рациональные (энергоресурсосберегающие)
технологии возделывания сельскохозяйственных культур;
составляют планы рациональной организации трудовых процессов и
эксплуатации используемой техники.
Опыт показывает, что при ирригации особенно неустойчивыми оказываются те агроландшафты, которые слабо внутренне дифференцированы, состоят из однотипно используемых пахотных угодий. Такие территории нуждаются в реконструировании, расчленении на разнокачественные элементарные ареалы ландшафта, во внедрении в агроландшафт экологических защитных элементов. Задача оптимального насыщения агроландшафта морфологическими элементами экологического назначения решается как путем сохранения и восстановления природных объектов (лесное обрамление, озера, лиманы, природные уремы, участки луговых степей), так и путем создания искусственных (лесополосы, пруды, залуженные пахотные массивы и т. п.).
В составе агроландшафта необходима экологическая инфраструктура, кото18
рая поддерживает его в динамически устойчивом состоянии.
Культурный орошаемый агроландшафт должен быть территориально
организован в полном соответствии с его природной морфологической
структурой и отвечать следующим требованиям:
внутреннее разнообразие, обеспечивающее его устойчивость, экологичность и эстетичность;
отсутствие разного рода антропогенных пустошей, заброшенных карьеров, кавальеров и прочих «неудобий»;
наиболее полное использование орошаемых угодий под посевы сельскохозяйственных культур, обрамление полей древесными насаждениями;
размещение угодий с учетом сопряженности фаций и использования
водоохранных и почвозащитных свойств древесных насаждений;
в интересах сохранения природного равновесия «приспособительное»
использование природных угодий, например пойменных и лиманных лугов;
регулирование хозяйственных нагрузок на ландшафт в соответствии с
его естественной структурой, в которой заложены те или иные лимитирующие факторы.
Неотъемлемой частью организации территории орошаемых земель является система защитных лесонасаждений, создаваемая по границам севооборотных участков, полей севооборота, вдоль оросительных и сбросных каналов, полевых трубопроводов и лотков, по периферии круга у дождевальных
машин кругового действия.
На орошаемых полях, подверженных дефляции, или на землях, потенциально опасных в эрозионном отношении, задачи предотвращения дефляции
и эрозии должны быть определяющими при организации территории, хозяйственном использовании земель, определении способов и техники полива,
размещении защитных лесных насаждений.
Каждая конкретная модель культурного ландшафта, включающего орошаемые земли, разрабатывается сообразно с условиями местности.
19
2 МЕРОПРИЯТИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОЧВ ОТ ЭРОЗИИ
2.1 Общая характеристика противоэрозионных приемов
Эрозия почв обусловливается многими природными факторами и хозяйственной деятельностью людей, и для ее резкого ослабления или прекращения требуется применение научно обоснованной системы противоэрозионных мероприятий с охватом целых водосборов. Сюда входят организациоино-хозяйственные (противоэрозионная организация территории), агролесомелиоративные, агротехнические, лугомелиоративные и гидротехнические
мероприятия. В противоэрозионном комплексе лесонасаждениям принадлежит очень важная роль: они образуют экологический каркас, с которым увязываются другие элементы противоэрозиоиной защиты.
Эрозия почв – сложный процесс, который протекает в результате взаимодействия природных и антропогенных факторов. Во ВНИАЛМИ была разработана система противоэрозионных мероприятий и классификация элементов
противоэрозионного комплекса и отдельных приемов (табл. 1), используя разные сочетания которых, можно проектировать комплекс.
Все противоэрозионные мероприятия можно разделить на три основные группы. В первую группу входят приемы, рассредоточенно по территории влияющие на водопоглощение и сток. К ним относятся преимущественно
агротехнические приемы: приемы поверхностного водозадержания (вспашка
поперек склона или по контуру, искусственный микрорельеф, щелевание и
др.), безотвальные и мульчирующие обработки, снегозадержание и регулирование снеготаяния, полосные посевы, приемы повышения водопроницаемости почвы (глубокое рыхление, окультуривание, оструктуривание) и др. Во
вторую группу входят приемы «сосредоточенного», локального, действия –
линейные рубежи: водоотводящие и водозадерживающие валы, канавы с валами, валы-террасы и др. В третью группу входят приемы, обладающие
свойствами как локального действия (задержание и регулирование стока на
20
Т а б л и ц а 1 – Основные мероприятия и приемы, входящие в состав противоэрозионных комплексов
Противоэрозионная организация
территории
Выделение земель с разными почвенно-экологическими условиями
и способами хозяйственного использования
Размещение полей севооборотов
(полевого и почвозащитного) в зависимости
от
почвенноэкологических условий, крутизны
склона, требовательности сельскохозяйственных культур в условиях
произрастания и их почвозащитных свойств
Организация рабочих участков на
полях
Размещение лесных полос, гидротехнических сооружений и других
линейных рубежей поперек склона
или по контуру
Крупнополосное
размещение
сельскохозяйственных культур в
системе контурных стокорегулирующих лесных полос
лесомелиоративные
Лесополосы: полезащитные, стокорегулирующие, прибалочные, приовражные, придорожные
Лесные насаждения:
в гидрографической
сети, вокруг прудов
и водоемов и др.
Приемы
агротехнические
лугомелиоративные
Вспашка
поперек Коренное и поверхсклона или по конту- ностное улучшение
ру
естественных кормоБезотвальная
и вых угодий
плоскорезная
обра- Коренная мелиорация
ботка на разную глу- размытых присетевых
бину
земель и гидрографиВспашка
поперек ческого фонда
склона с почвоуглублением
Прерывистое бороздование,
рыхление
междурядий и окучивание
пропашных
культур
Применение удобрений
21
гидротехнические
Сложные (бетонные
и др.) водосборные
сооружения
Земляные водоотводящие и водазадерживающие валы
валы-плотины
Канавы с валами
самостоятельно или
в сочетании с лесными полосами
Распылители стока,
водоотводящие борозды
Напашные валы с
широким основанием на пашне
Валы-террасы
на
пашне
Донные запруды
Пруды
рубежах), так и пространственного влияния (задержание воды в поле на месте выпадения осадков). Это лесомелиоративные приемы. Они могут комбинироваться с приемами второй группы. Есть ряд промежуточных приемов
(щелевание, кулисные и полосные посевы и т. д.), сочетающих в себе качества первой и второй групп. Они отнесены к первой группе. Роль и место
этих приемов в почвозащитной системе земледелия различна.
Важнейшей задачей противоэрозионной мелиорации является эффективное регулирование стока, улучшение водного режима сельскохозяйственной территории и поддержание благоприятного увлажнения полей. В условиях степей рациональное использование атмосферных осадков и накопление
достаточных запасов влаги в почве определяют уровень урожая сельскохозяйственных культур. Задержание и регулирование стока – основная проблема борьбы с эрозией.
Надежная защита почв от эрозии и повышение продуктивности эродированных склоновых земель могут быть достигнуты путем применения различных мероприятий, которые в совокупности должны обеспечить получение следующего эффекта:
а) задержание снега на полях (лесополосы и др.);
б) максимальное поглощение талых и ливневых вод на месте их выпадения (агрономические мероприятия);
в) задержание сточных вод на определенных рубежах и создание условий для их потускулярного вхождения в почву и грунт (лесополосы с обвалованием, водопоглощающие канавы, водозадерживающие валы);
г) отвод части сточных вод на неразмываемые участки и защита нижележащих полей и других эрозионноопасных участков от смыва, размыва и
заноса продуктами эрозии (лесополосы с обвалованием, водоотводящие и
водорегулирующие валы, различные распылители стока и др.);
д) защита почвы от непосредственного механического воздействия капель дождя и струй воды – смыва и размыва (улучшение травостоя и стеблестоя, т. е. повышение урожая, залужение и облесение участков, малопригод22
ных для иного сельскохозяйственного использования). Правильная система
противоэроэионных мероприятий позволит зарегулировать на различных
элементах водосборов, в зависимости от характера почвенного покрова, сток
приблизительно 20-30% обеспеченности, а в целом на водосборах сток около
30-40% обеспеченности, что будет способствовать резкому уменьшению
процессов эрозии. Широкий диапазон обеспеченности регулируемого стока,
помимо почвенных условий, связан с различными условиями его формирования на зяби и уплотнённой пашне (озимые, многолетние травы и др.), а
также с характером применяемых противоэрозионных мероприятий.
Создание такой системы в натуре с органической увязкой всех ее элементов предполагает широкое использование применения испытанных приемов и методов, относящихся к области противоэрозионной мелиорации.
Наиболее постояннодействуюшим элементом противоэрозионного комплекса являются защитные лесные насаждения при их совмещении с простейшими гидротехническими устройствами и в сочетание с залужением и высокой
агротехникой. Система лесонасаждений складывается: а) из лесных полос на
сельскохозяйственных полях – полезащитных (водорегулирующие и ветроломные), садозащитных, придорожных (аллейные и снегосборные), присетевых (прибалочные или прибровочные и приовражные; частично они размешаются на пастбищных угодьях присетевой зоны) и б) насаждений на гидрографической сети (сильноэродированные берега лощин, суходолов и долин,
днища и откосы оврагов и другие малопригодные для сельского хозяйства
земли).
2.2 Лесомелиоративные мероприятия
Размещение защитных лесных насаждений на территории, особенно полезащитных лесных полос на сельскохозяйственных угодьях, является наиболее важной и ответственной частью работ по противоэрозионной
организации территории и вообще при создании системы противоэрозионной
защиты. Лесные полосы представляют собою долговременные биологиче23
ские «сооружения», и от правильного размещения зависит их мелиоративная
и противоэрозионная эффективность и степень уменьшения ими напряженности эрозионных процессов. Они в то же время являются очень важным организующим началом в системе противоэрозионной организации территории,
определяя направление обработки почвы. Поэтому работы по размещению
лесных полос должны предшествовать окончательной нарезке полей севооборотов или проводиться параллельно.
Порядок работы по размещению лесонасаждений следующий.
1. Изучаются по картографическим материалам и в натуре рельеф, почвы и степень их эродированности, а при возможности также и гидрографические условия территории; выясняются условия развития эрозии и формирования стока. На топографической карте (план с горизонталями) наносятся
границы земельных фондов и выделяются массивы земель полевого и почвозащитного севооборотов и контуры участков залужения.
2. На план с горизонталями наносятся линии, отображающие положение лесных полос в рельефе – аллейных, придорожных (если дороги уже
намечены), водорегулирующих, полезащитных, присетевых (прибалочных,
приовражных и др.) и контуры насаждений на гидрографической сети, с учетом имеющихся искусственных посадок и естественных байрачных лесов.
Правильность размещения лесонасаждений на планшете проверяется в натуре (расчет расстояния между водорегулирующими и прибалочнымн полосами приводится ниже).
3. Одновременно землеустроитель на другом планшете наносит границы полей севооборотов. После этого эскизный план размещения лесонасаждений переносится па план землеустройства, производится их совмещение и
увязка границ. При этом положение некоторых лесных полос может быть
уточнено. Лесополосы могут располагаться как по границам полей, так и
внутри их, т. е. в одном поле при значительных его размерах может быть несколько водорегулирующнх полос.
4. В дальнейшем в процессе проектирования устанавливается ширина
24
каждой намеченной и занумерованной лесополосы (в зависимости от назначения и положения в рельефе), выбираются наиболее подходящие схемы посадок и в соответствии с этим производятся необходимые расчеты потребности посадочного материала, объемов работ и др.
Полезащитные лесные полосы на равнинах и плоских водоразделах, где крутизна отдельных отрезков склонов может достигать 1,5-2,0°, размещают в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Основные полосы
располагают поперек наиболее вредоносных суховейных ветров, господствующих в данной местности, при этом допускается отклонение до 30-40°.
Перпендикулярно к ним создают вспомогательные лесные полосы с целью
защиты полей от ветров других направлений.
На территориях с выраженным рельефом лесные полосы противоэрозионного назначения размещаются с учетом нижеследующих положений,
требований и рекомендаций.
Лесополосы на землях приводораздельного фонда . Наиболее
полно стокорегулирующее и противоэрозионное влияние лесных полос проявляется, когда они расположены перпендикулярно линиям стока (по контуру) и сточная вода входит в них рассеянно. Поэтому на склонах с односторонним падением (с ложбинами и без них) основные лесополосы должны
проходить поперек склона прямолинейно, а на склонах с разносторонним падением (водосборы рассеивающего типа) – криволинейно, приблизительно
по контуру со спрямлением на ложбинах. При таком их расположении возникают благоприятные условия снегоотложения и увлажнения почвы, так как
лесополосы препятствуют сдуванию снега в гидрографическую сеть, и при
этом создается возможность более или менее рассеянного поступления талой
воды от снежных шлейфов вниз по склону и орошения полей. Лесополосы,
правильно размещенные в рельефе, определяют и соответствующее направление обработки почвы – в основном поперек склона или вдоль горизонталей, что очень важно. При неправильном расположении основных лесных
полос (вдоль склона или под большими углами к нему) они будут способ25
ствовать повышенному изъятию снега с полей и, концентрируя поверхностный сток, создавать угрозу возникновения новых промоин и оврагов. Известны случаи, когда лесные полосы, проходящие вдоль склона, активизировали
оврагообразование.
Сток талых вод мало зависит от уклона, и если не задержать воду на
приводораздельный площади с малыми уклонами при помощи лесополос и
другими способами, то она стекает вниз все увеличивающейся массой, производя смыв и размыв почв, и уже не может быть в необходимой степени задержана даже правильно расположенными ниже полосами. В районах с выраженным рельефом, где умеренно и сильно проявляются процессы водной
эрозии, размещение лесных полос нужно полностью увязывать с рельефом
местности (включая приводораздельные отрезки склонов крутизною около
0,5°) и подчинить задачам задержания и регулирования стока, защиты почв от
смыва и размыва. Такая система лесополос способна хорошо выполнять и все
другие мелиоративные функции.
На склонах с разносторонним падением (водосборы рассеивающего
типа) может быть несколько способов расположения стокорегулиругощих
лесных полос.
1. Когда приводораздельная площадь водосбора имеет значительную
ширину и склоны равномерно падают по всем трем направлениям, лесные
полосы могут располагаться вдоль горизонталей при спрямлении на ложбинах. На таком же водосборе лесополосы могут располагаться приблизительно
вдоль горизонталей, но с некоторым постепенно нарастающим разгибанием
концевых участков, с тем, чтобы углы пересечения ими горизонталей не превышали 15-20°.
2. На водосборах рассеивающего типа с более крутым падением боковых склонов каждая стокорегулирующая лесная полоса должна состоять из
трех отрезков: двух преимущественно прямолинейных, расположенных на
боковых склонах, и третьего (переднего) криволинейного, проходящего приблизительно вдоль горизонталей.
26
3. На водосборе с двусторонним падением асимметричных склонов водопоглощающая полоса может состоять из двух прямолинейных отрезков,
расположенных под некоторым, как правило, тупым углом и проходящих
приблизительно вдоль горизонталей; в случае необходимости ее отрезкам
можно придавать на том или ином участке полуизгиб.
В ряде случаев на узких водоразделах проектируют водораздельную
полезащитную ветроломную полосу и вдоль нее прокладывают профилированную дорогу. Благодаря наличию седловин такая лесополоса то поднимается вверх по склону, то опускается вниз, способствуя концентрированному
сбросу снеговых вод на участках седловин и усилению смыва и размыва
почв. Кроме того, вследствие наличия здесь лесополосы, стокорегулирующие
полосы на боковых склонах относятся далеко вниз или совсем не проектируются. На указанных водоразделах нецелесообразно создавать лесную полосу,
а нужно запроектировать на противолежащих склонах по одной стокорегулирующей полосе, которые будут оказывать мелиорирующее влияние и на
водораздельную территорию. В некоторых случаях вдоль дороги оправдано
создание 1-2-рядной аллеи.
Ширина стокорегулирующих лесных полос принята 6-9 м.
Расстояние между стокорегулирующими полосами при принятой их
ширине на приводораздельной части длинного склона крутизною до 2° принимаются на черноземах и каштановых почвах такие же, как и для полезащитных (ветроломных) полос 500-600 м, а на нижележащей его части с изменяющейся крутизной от 2 до 4° они не должны превышать: на обыкновенных черноземах – 350-400 м; на склонах круче 4° расстояния между лесополосами уменьшаются до 100-200 м.
Эти расстояния обосновываются результатами исследований водопоглощающего действия лесных полос и расчетами, в основе которых лежит
условие, что законченная система лесополос при обязательном совмещении
полос с простейшими гидротехническими устройствами должна уменьшать
поверхностный сток на 50 мм (расчетные формулы приводятся ниже).
27
Стокорегулирующне лесополосы обваловываются по нижней опушке,
или в них в нижнем междурядье устраивается прерывистая канава с валом на
опушке, а также приопушечные валы на ложбинах. Лесополосы, расположенные в нижней части склона, должны иметь ажурную конструкцию, а в
приводораздельной части – продуваемую (как полезащитные).
Лесополосы на землях присетевого и гидрографического
фондов. Мелиоративные противоэрозионные насаждения на этих землях
применяются в сочетании с залужением. Размещение насаждений в присетевой зоне (присетевых – прибалочных и приовражных, колковых) производится в органической увязке с их размещением на суходольной гидрографической сети. Вопрос решается исходя из условий рельефа, степени смытости
и размытости почв и почвогрунтов и хозяйственной целесообразности. Может быть несколько случаев расположения присетевых насаждений.
При сильном проявлении процессов эрозии (преимущественно длинные склоны выпуклой формы, падающие на юг, юго-восток, юго-запад)
очень важно для защиты почв от дальнейшего размыва и смыва и повышения их продуктивности создавать в присетевой зоне лесолугомелиоративный пояс. Схематически он может состоять из полосы залужения шириной
около 50-120 м и двух окаймляющих присетевых лесных полос – верхней,
по границе с пашней, и нижней – прибровочной; ширина лесополос в этом
случае будет составлять около 10-15 м (верхняя уже, нижняя шире). Размоины и овраги в присетевой зоне предварительно засыпаются бульдозером и
здесь производится коренное улучшение травостоя. Если существует опасность возобновления размыва оврагов после их выполаживания, то для защиты эрозионноопасных участков предусматривается возведение водозадерживающих и водоотводящих валов; лишь после их устройства приступают к выполаживанию и засыпке размывов, залужению и созданию лесных полос. При частой расчлененности присетевой зоны короткими
отвершками, переходящими в ложбины, нижняя прибровочная полоса будет прерывистой и состоять из отдельных изогнутых в плане отрезков,
28
ограничивающих участки залужения с трех сторон. Если участки берега
между отвершками проектируются под сплошное облесение, то прибровочная лесополоса не требуется, так как ее роль будет выполнять лес, расположенный на берегу сети. Вдоль крупных оврагов (размытые ложбины), не
проектируемых к засыпке и выполаживанию, нужно создавать продольные
приовражные (односторонние или двусторонние) лесополосы, замыкающие
участки залужения. Две присетевые лесные полосы (или насаждение на берегу сети и верхняя присетевая полоса) с заключенной между ними широкой полосой залужения образуют мощный почвозащитный пояс против
смыва и размыва. Верхняя лесная полоса (на границе с пашней) подлежит
обвалованию.
При меньшем проявлении процессов эрозии почвозащитная роль лесолугового пояса на присетевых землях может выполняться полями почвозащитного севооборота, окаймленными лесонасаждениями.
Когда граница пашни проходит близко от бровки или примыкает к ней,
а лощинно-суходольная сеть используется под сенокос и пастбище, вдоль
бровки проектируется прибровочная (прибалочная) лесная полоса шириною
12,5-21 м. Прибалочная лесополоса не проектируется в следующих случаях:
а) если на берегах гидрографической сети имеется естественный (байрачный)
лес; б) если берега сети или крутосклоны отводятся под сплошное или полосное облесение и в ближайшее время на них может быть создан лес; в) если склон к тальвегу того или иного звена гидрографической сети падает постепенно и берега выражены слабо или не выражены (при необходимости
заменяется стокорегулирующей полосой).
Противоэрозионные насаждения на гидрографической сети
проектируются с учетом степени выраженности берегового и донного размыва, выраженности оползневых явлений и состояния почвенного покрова берегов. При редкой изрезанности берегов оврагами и при отсутствии или слабой выраженности донного размыва и несильной смытости почв берегов облесению подлежат преимущественно береговые размывы; вдоль них, вклю29
чая и надбровочиую часть полевого склона, проектируется с одной стороны
лесополоса с расчетом, чтобы она оттеняла инсолируемый откос размыва. Ее
назначение – мелиорировать вместе с прибалочной лесополосой прилегающие пастбищные и сенокосные угодья на гидрографической сети и в присетевой зоне и способствовать облесению или задержанию оврага.
При умеренной изрезанности берегов и умеренном донном размыве
вдоль береговых оврагов проектируются лесополосы, а по |размывам
(включая донные) – куртинные посадки. Суходольная гидрографическая
сеть используется в этом случае в основном под сенокос и пастбище. На
длинных относительно пологих берегах преимущественно северной экспозиция целесообразно проектировать вблизи донного размыва узкую 2-3рядную полосу.
При сильной изрезанности берегов и присетевой зоны оврагами и при
умеренном донном размыве сильноэродированные участки отводятся под
сплошное облесение. При сильной выраженности берегового и особенно
донного размыва и подмыва, вызывающего осыпание и сползание почв берегов и появление неразвитых почв, а также при развитии оползневых явлений,
приводящих к деформированию поверхности берегов, оба берега или один из
них (подмываемый при выраженной асимметрии) отводятся под сплошное
облесение. На широких слабозадернованных днищах лощин и суходолов, по
которым происходит вынос мелкозема на террасу или пойму, а также в реки
и водоемы, нужно проектировать илофильтры, причем в ряде случаев их целесообразно сочетать с донными запрудами, особенно когда днища каменистые. Конусы выноса на пойме также подлежат облесению.
В связи с различной эродированностью разных элементов одной и той
же суходольной системы куртины или полосы леса должны чередоваться с
участками луга. Суходольная гидрографическая сеть может быть облесена на
площади от 1-2% при слабой эродированности до 15-20% и больше при
сильной.
30
2.3 Агротехнические противоэрозионные мероприятия и почвозащитные технологии возделывания сельскохозяйственных культур
Арсенал агротехнических противоэрозионных приемов очень большой.
По характеру воздействия и назначению их можно разделить на четыре основные группы. В первую входят приемы, направленные на радикальное
улучшение водно-физических свойств почв и в первую очередь на повышение их водопроницаемости: углубление пахотного слоя (глубокая вспашка и
безотвальное рыхление), окультуривание, искусственное оструктуривание
почвы, щелевание, кротование и др. Ко второй группе относятся приемы,
направленные на поверхностное водозадержание: поперечная и контурная
вспашка зяби, создание искусственного микрорельефа (лункование, прерывистое бороздование, обвалование, микролиманы и др.). В третью входят
приемы, обеспечивающие высокую противоэрозионную устойчивость почвы:
поверхностные обработки, плоскорезная обработка, мульчирование поверхности почвы и др. В четвертую можно отнести приемы, направленные на регулирование снегоотложения и снеготаяния: снегозадержание (снегопахом,
кулисами, лесополосами и др.), полосное задернение, уплотнение, распашка
снега с целью регулирования снеготаяния.
Для проектирования комплекса противоэрозионных мероприятий, особенно на расчетной основе, важно знать количественное выражение влияния
каждого из этих приемов (табл. 2).
Как показал анализ всей совокупности литературных материалов и результатов собственных исследований, все эти приемы не позволяют сильно
воздействовать на процесс поглощения почвой влаги зимних осадков, сокращение стока и смыва и увеличение урожая сельскохозяйственных культур и в
принципе не могут быть высокоэффективными, так как почти не влияют на
природные факторы эрозионно-гидрологического процесса (ЭГП): увлажнение и промерзание почвы и снегозапасы. Это подтверждает важное теоретическое положение о том, что почва, как саморегулирующаяся система, способна
31
поглотить ограниченное количество воды, определяемое состоянием увлажнения почвы. Небольшой эффект от применения агротехнических мероприятий
бывает не за счет повышения водопроницаемости, а за счет поверхностных
емкостей и некапиллярных пор и полостей, но они, как правило, очень малы.
Т а б л и ц а 2 – Эффективность противоэрозионных агротехнических приемов
Прием
Глубокая зяблевая вспашка
Щелевание зяби
Вспашка поперек склона или
по контуру
Обвалование зяби
Ступенчатая вспашка
Комбинированная вспашка
Прерывистое бороздование
Лункование зяби
Микролиманы
Плоскорезная обработка
Количество
годоопытов
22
6
14
Уменьшение (-) или увеличение (+)
в сравнении с контролем
стока, мм смыва, т/га урожая, ц/га
-б
-0,9
+1,2
-3
-0,3
-0,1
-2
-0,4
+0,8
39
14
25
48
62
17
75
-5
-1
+2
-2
+1
-2
+2
-0,2
-1,1
0
+0,2
+0,1
+0,1
-1,0
+1,1
+1,2
+0,1
+0,9
+0,7
+1,8
-0,4
Что касается искусственного микрорельефа, то относительно большие
емкости его создаются с одновременным снижением впитывающей способности почвы (ее порозности) в результате уплотнения почв гусеницами трактора, колесами прицепов и рабочими органами сельскохозяйственных машин
(диск лункообразователя и др.); уменьшения мощности рыхлого слоя в днище емкости; образования наилка и закупорки пор в связи с формированием
микростока и смыва с бортов емкостей с осени и последующей закупоркой
пор зимой; образования льда в емкостях микрорельефа (в опытах ВНИАЛМИ
толщина его достигала 12 см). Следует также иметь в виду, что размыв валика в одном месте влечет за собой размыв других звеньев и сброс значительной части воды. Таким образом, получается, что реальная рабочая емкость
искусственного микрорельефа не компенсирует потери вследствие уменьшения водопоглощения и сток не сокращается.
Мульчирование поверхности почвы, оструктуривание и обогащение ее
органическим веществом могут повысить впитывающую способность и вла32
гоемкость почвы. Однако в настоящее время и в ближайшей перспективе они
не могут быть широко применены из-за трудоемкости, отсутствия средств и
недостатка материалов.
Приемы регулирования снеготаяния перед стоком также малоэффективны. Снегозадержание в течение зимы играет положительную роль при
учете зональных условий формирования стока в связи с влиянием на него
природных факторов; причем снег на склоне следует накапливать так, чтобы
мощность его увеличивалась сверху вниз по склону, что обусловливает его
постепенное стаивание при движении книзу и резкое сокращение смыва.
Таким образом, стокорегулирующая, противоэрозионная и агрономическая роль агротехнических приемов низкая. Совершенствовать их можно
повышая воздействие на природные факторы ЭГП: снегозапасы, увлажнение
и промерзание почвы.
На основе анализа материалов исследований и литературных данных
были предложены агротехнические противоэрозионные приемы и технологии (табл. 3, 4).
Т а б л и ц а 3 – Агротехнические противоэрозионные приемы
Агрофон, культура, часть склона
яровые зерновые,
пар черпроозимые зернобобовые и
ный
пашные
Противоэрозионные
однолетние травы
Почвы
приемы
привопривоприводоразде- весь
дораз- присете- доразльные склон дельные вая зона дельные
земли
земли
земли
1
2
3
4
5
6
7
Вспашка поперек
Каштановые,
склона на глубину
светло20-22 см
каштановые
+
+
+
+
То же, 27-30 см
Черноземы
+
То же с почвоуглу- Черноземы,
бителями или выкаштановые,
резными корпусами светлокаштановые
+
+
Безотвальная и
Те же
плоскорезная обработки
+
33
1
2
Обваловывание зяби
-«Узкорядный посев
-«Прерывистое бороз-«дование, глубокое
рыхление, окучивание пропашных
Внесение удобрений Черноземы,
органических, каштановые,
минеральных светлокаштановые
Наклонные водоотТе же
водящие борозды
или водоотводящие
валы с широким основанием
Регулирование сне-«гоотложения (снегозадержание)
Залужение размыва-«емых ложбин
3
+
4
+
5
+
+
6
+
+
7
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Агроприемы рекомендуются для применения самостоятельно и в составе почвозащитных технологий при разработке проектов внутрихозяйственного землеустройства с комплексом противоэрозионных мероприятий.
Т а б л и ц а 4 – Почвозащитные технологии возделывания сельскохозяйственных
культур
Земельный фонд,
крутизна склона, севообороты
1
Приводораздельный,
0-3°,
зерно-паропропашные
Приводораздельый и
присетевой,
0-7°,
зерно-паропропашные и почвозащитные
Смытость
почв
Элементы почвозащитной технологии
2
3
Пар ранний
Несмытые и Плоскорезная обработка поперек склона
слабосмытые (или по контуру) на глубину 25-27 см,
нарезка водоотводящих борозд через 80-100
м. Уход за паром по мере произрастания
сорняков
Озимые
Несмытые,
Вспашка почвы после непаровых предшеслабо- и силь- ственников на глубину 20-22 см или поносмытые
верхностная обработка на глубину 10-12
см, посев поперек склона, регулирование
снегоотложения (снегозадержание)
34
1
Приводораздельный,
0-3°,
зерно-паропропашные
Приводораздельный,
0-3°, полевые
Присетевой
более
3°, почвозащитные
Присетевой
более
3°, почвозащитные
2
3
Яровая пшеница, зернобобовые
Несмытые и Плоскорезная обработка поперек склона
слабосмытые (или по контуру) на глубину 10-14 см,
нарезка водоотводящих борозд через 80100 м, регулирование снегоотложения
(снегозадержание), весеннее боронование
в 2 следа, культивация и посев поперек
склона
Ячмень, овес
Несмытые и Безотвальное рыхление на глубину 23-25
слабосмытые см, нарезка водоотводящих борозд через
80-100 м, регулирование снегоотложения
(снегозадержание), весеннее боронование,
культивация и посев поперек склона
Яровые зерновые и однолетние травы
Среднеи Безотвальная (плоскорезная)зяблевая обсильносмытые работка поперек склона на глубину 25-27
см или отвальная вспашка поперек склона
на глубину 20-22 см с почвоуглублением
до 30 см, нарезка водоотводящих борозд
через 50-70 м, регулирование снегоотложения (снегозадержание), боронование в
2 следа, культивация и посев поперек
склона
Многолетние травы
Несмытые,
Регулирование снегоотложения (снегозаслабо-,
держание)
среднеи
сильносмытые
2.4 Лугомелиоративные мероприятия
Естественная травянистая растительность обладает высокими почвозащитными свойствами. Однако в агроландшафтах сенокосы и пастбища изза высокой хозяйственной нагрузки сильно деградированы и часто подвергаются эрозии, особенно на крутых присетевых и балочных склонах. Для повышения их почвозащитной эффективности и продуктивности назначаются
приемы поверхностного и коренного улучшения с подсевом семян многолетних трав или полной заменой естественного травостоя сеяным, внесением
удобрений, рационализацией приемов использования. Критерии выбора и содержания способов улучшения травостоя приведены в табл. 5.
35
Т а б л и ц а 5 – Критерии выбора и содержания способов улучшения травостоя
Вид
улучшения
Поверхностное
Коренное
Условия применения
Состав мероприятий
На
слабопораженных
оврагами
балочных
склонах крутизной до
20° при угнетенном состоянии травостоя и при
наличии не менее 25%
ценных трав
Подготовка площади (расчистка кустарника, удаление кочек, засыпка
промоин и др.), регулирование поверхностного стока, уход за дерниной и травостоем (боронование,
уничтожение сорной растительности, подсев трав, снегозадержание,
удобрение, щелевание и др.), лесомелиорация
Регулирование поверхностного стока, планировка поверхности с уничтожением дернины, посев травосмеси, удобрение, лесомелиорация.
На склонах крутизной свыше 20° –
предварительное террасирование
Регулирование стока на водосборе,
лесомелиорация, устройство очагов
инспермации
На
эродированных
склонах с деградированным травяным покровом и долей ценных
трав менее 25%
Самомелиорация На сильэродированных
и содействие ей крутых склонах, каменистых,
засоленных
почвах
Нормы внесения удобрений при улучшении травостоя приведены в
табл. 6.
Т а б л и ц а 6 – Нормы внесения минеральных удобрений при поверхностном и
коренном улучшении травостоя, кг д.в./га
Травостой
Природный злаково-разнотравный
Сеяный бобово-злаковые
Сеяный злаковый
Азотные
30-45
45-60
Фосфорные
30
45-60
30
Наиболее развита овражно-балочная сеть в степной зоне черноземных
и сухостепной зоне темно-каштановых и каштановых почв, для которых характерна различная степень эродированности и в большинстве случаев маломощный гумусовый горизонт. Технология улучшения таких типов кормовых
угодий должна предусматривать противоэрозионные мероприятия, включающие закладку буферной полосы из многолетних трав на примыкающей территории шириной не менее 30-50 м; проведение выполаживания оврагов со
снятием слоя, перемещением его во временные отвалы и последующим пе36
ремещением на данный участок; строительство водоотводящих или водозадерживающих валов.
Способ обработки почвы выбирают с учетом крутизны склонов, смытости почв и конфигурации участка. При большой протяженности склонов
(150-250 м) применяют полосное чередование участков, т. е. распаханные
участки чередуются с нераспаханными.
Для разделки дернины осуществляют дискование (в 2-3 следа). Вспашку
поперек склона проводят только на слабо- и среднесмытых почвах при глубине
гумусового горизонта не менее 20 см, на пологих склонах – в любое теплое
время года, на крутых – в мае – июне. После вспашки, чтобы не допустить иссушения почвы, проводят разделку пласта. При ранневесеннем сроке посева
обязательны боронование и мелкая культивация; при летнем – все операции от
разделки пласта выполняют в едином технологическом цикле без значительного разрыва во времени. Легкие почвы прикатывают гладкими катками, тяжелые
– кольчатыми. При включении в состав травосмеси бобовых посев проводят не
позже первой декады августа. При освоении склонов применяют ускоренное
залужение быстроразвивающимися в первые годы многолетними травами.
2.5 Гидротехнические мероприятия
К простейшим гидротехническим противоэрозионным мероприятиям
на пашне относятся водоотводящие валы, канавы с валами, валы-террасы,
водоотводящие борозды и др. Они применяются во взаимосвязи с другими
противоэрозионными мероприятиями и особенно с лесомелиоративными.
Водопоглощающие канавы с валами обеспечивают регулирование стока талых вод 10%-ной вероятности превышения.
Высокую стокорегулирующую и противоэрозионную роль играют водоотводящие (водонаправляющие) валы-ложбины в системе контурномелиоративного земледелия. Наиболее эффективными сооружениями в системе контурно-мелиоративного земледелия оказались водоотводящие валыложбины, совмещенные с дорожной, полезащитной и оросительной сетью.
37
Они, отводя воду на безопасные участки, предотвращают смыв почвы, позволяют нарезать одинаковой ширины рабочие загоны и избежать крутых поворотов при их нарезке. Создают возможность аккумулировать не поглотившиеся на пашне талые воды в склоновых лиманах и водохранилищах.
Валы-террасы на пашне играют очень большую стокорегулирующую,
противоэрозионную и агрономическую роль. Они положительно влияют на
снегоотложение, промерзание и влажность почвы, смыв почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. Сток талых вод уменьшается на величину от 1-8 до 45-60 мм.
Наклонные водоотводящие борозды применяются для защиты почвы
от смыва на нижележащих участках. Их устраивают по нижней границе или
внутри полей через 50-100 м плугом с одним корпусом при уклоне по линии
пахоты не более 1-1,5°.
Таким образом, гидротехнические приемы на пашне, направленные на
поверхностное водозадержание и увеличение водопоглощения (валытеррасы, водопоглощающие канавы с валами), обеспечивают уменьшение
стока на 30-50 мм и смыва почвы в 8-12 раз. Однако все эти приемы имеют
относительно высокую стоимость, они рассчитаны на строго контурную организацию территории, что создает сложности в организации работ и эксплуатации. Все это сдерживает их внедрение в практику.
Водоотводящие устройства (наклонные водоотводящие борозды и валы) обеспечивают снижение смыва в 2-8 раз или полное его предотвращение.
Они дешевы, просты в создании и эксплуатации. Поэтому их целесообразно
сейчас применять в производстве.
Гидротехнические сооружения устраиваются в сочетании с лесными
полосами. Конструкция простейших гидротехнических сооружений в лесополосах определяется характером формирования и прохождения местного
стока, размером водосбора и крутизной склона, почвенно-геологическими и
гидротехническими условиями, допустимыми (неразмывающимися) скоростями водных потоков.
38
На склонах от 1 до 6° лесные полосы сочетают с водозадерживающими
земляными валами и валами-канавами. Канавы могут заполняться фильтрующим материалом (солома, хворост), который предохраняет дно и стенки канав от промерзания, обеспечивая тем самым их высокую водопоглощающую
способность.
Излишки стока по залуженным ложбинам сбрасывают в гидрографическую сеть или водоемы – копани и лиманы, для чего предусматривают необходимые гидротехнические сооружения: быстротоки, перепады, консольные
сбросы, дренажные подушки и др.
На склонах до 2° лесные полосы обваловывают по нижней опушке
плантажным плугом. Высота вала до 50 см, рабочая высота 30-40 см. Заложение откосов валов принимают равным 1,04....1,5 с дополнительным их креплением посевом многолетних трав. На склонах 2....4° по нижней опушке или в
нижнем междурядье лесной полосы устраивают канавы с валом (цепными
экскаваторами, траншеекопателями). Глубина канав при этом 1,0....1,5 м, ширина 0,4....1,0 м, рабочая высота валов 50....70 см при общей высоте 70....100
см. На более крутых склонах – экскаваторами (цепными, универсальными,
оборотными) создают канаву с валом с рабочей высотой вала 70....90 см.
При пересечении трассы лесной полосы ложбинами высоту земляных
валов увеличивают, доводя её до отметки рабочей высоты валов на межложбинных участках.
Для повышения водопоглощения в лесных полосах водонаправляющие сооружения дополняют перемычками – водообходами, которые, с
целью снятия отрицательного действия напаши, необходимо продлить на 5....
10 метров за пределы верхней границы лесных полос. Высоту перемычек и
расстояние между ними рассчитывают с учетом уклона вдоль лесополосы,
глубины канавы и высоты вала.
Сброс воды из водонаправляющих сооружений осуществляют в местах
пересечения трасс лесных полос с ложбинами, в пределах которых проектируют серию запруд. Дно и склоны ложбины засевают многолетними травами.
39
3 МЕРОПРИЯТИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОЧВ ОТ ДЕФЛЯЦИИ
Дефляция возникает в результате взаимодействия ветра с почвой при
определенном сочетании природных (характер ветрового режима, тип почв,
их водно-физические и химические свойства, защищенность растительностью и др.) и антропогенных (распашка земель, пастьба скота и другая хозяйственная деятельность) факторов. Чаще всего дефляция происходит в аридных условиях, на бедных почвах с плохими водно-физическими и химическими свойствами и скудной естественной растительностью. При разработке
противодефляционных мер главное внимание направляется на улучшение
малопродуктивных земель и рациональный характер их использования.
Обследование земель после пыльных бурь показало, что на равнинных
территориях с интенсивным ветровым режимом необходимы следующие
комплексы для земель с различной степенью проявления дефляции.
1. С чрезвычайно большой опасностью проявления дефляции – полезащитные лесные полосы, расположенные в системе адаптированной к условиям проявления дефляции, и постоянное залужение многолетними травами
на особо опасных участках.
2. С очень большой опасностью проявления дефляции –полезащитные
лесные полосы, расположенные в системе адаптированной к условиям проявления дефляции, севообороты с многолетними травами, полосное размещение посевов между полосами многолетних трав.
3. С большой опасностью проявления дефляции – полезащитные лесные полосы, безотвальная обработка, посев сеялками СЗС-2,1 или СЗП-3,6,
возможно полосное размещение посевов яровых и озимых культур.
4. Для земель с умеренной опасностью проявления дефляции –
полезащитные лесные полосы, размещенные в системе, чередование отвальной обработки с поверхностной.
В комплекс мер также должны входить соответствующая организация
40
территории, лесомелиорация, противодефляционные обработки почвы, подбор и размещение (в том числе полосное) культур, почвозащитные севообороты и др. Меры борьбы с дефляцией в регионе должны быть ориентированы
на планомерный перевод сельскохозяйственного производства на ландшафтную адаптивную систему природопользования.
Основой противодефляционной системы земледелия должен стать
ландшафтный принцип, предполагающий освоение почвозащитных севооборотов и адаптацию приемов агротехники к природным особенностям территории с учетом производственных возможностей. Агроландшафтное направление на эродированных территориях осуществляется на мелиоративной основе с увязкой технологических приемов возделывания культур и естественных ландшафтных границ.
Важнейшим звеном почвозащитной системы является определенное
чередование культур во времени и пространстве. Многообразие факторов,
определяющих условия произрастания сельскохозяйственных растений, не
позволяет рекомендовать единую схему севооборота. Главными критериями
выбора той или иной схемы севооборота должны быть положительный баланс питательных веществ за ротацию и оптимальный набор биологически
различных групп растений с высокими почвозащитными свойствами, использующих осадки всего вегетационного периода.
Прогрессивным направлением в системе почвозащитного земледелия
является минимализация обработки почвы, выполняемая безотвальными
орудиями и заключающаяся в сокращении или совмещении операций по обработке, уменьшении глубины и интенсивности рыхления. Основным почвозащитным и стокорегулирующим средством при этом являются стерневые и
пожнивные остатки. В целях борьбы с многолетними сорняками, качественной заделки органических удобрений и устранения других негативных причин минимальная обработка почвы периодически (через 3-4 года) заменяется
отвальной вспашкой. Почвозащитная безотвальная обработка сочетается с
покосом на высоком срезе (20 см и более), щелеванием и мульчированием
41
поверхности поля растительными остатками.
Наименьшей прочностью к воздействию внешних факторов характеризуются почвы легкого гранулометрического состава: песчаные, супесчаные,
легкосуглинистые. При достаточном количестве осадков они обеспечивают
получение неплохих урожаев, но в сухие годы с преобладанием ветров скоростью 4-5 м/с и выше особенно при применении зернопаровых и зернопаропропашных севооборотов такие почвы подвергаются значительному выдуванию. На песчаных почвах осваиваются почвозащитные севообороты с двойными и тройными злаково-бобовыми травосмесями и несколькими полями
многолетних трав.
Для обеспечения устойчивости зернового хозяйства должна применяться система обработки с четкой почвозащитной направленностью. Эта система включает применение преимущественно безотвальных орудий, обеспечивающих, с одной стороны рыхление почвы на достаточную глубину для
нормального развития корневой системы и проницаемость для влаги, а с другой сохранение на поверхности послеуборочных остатков с целью ослабления ветровой эрозии почвы, усиления влагозадержания и уменьшения поверхностного стока и испарения с поверхности почвы.
При выборе способов обработки и подборе соответствующих орудий и
рабочих органов учитывают, что достаточное количество не заделанных послеуборочных остатков должно быть сохранено не только ко времени посева,
но и до формирования стеблестоя, способного противостоять дефляции. Это
зависит не только от исходного их количества, но и от типа почвообрабатывающих орудий и числа механических обработок.
Сравнительно много послеуборочных остатков сохраняется на поверхности почвы после плоскорезов, культиваторов штанговых и со стрельчатыми лапами. Эти орудия и должны использоваться в засушливых условиях.
Плоскорезная обработка позволяет успешнее бороться с засухой благодаря снегонакопительной роли стерни и уменьшению потерь влаги с поверхности почвы. Основными вариантами обработки являются:
42
- систематическая мелкая (12-14 см) плоскорезная на легких и средних
по гранулометрическому составу и наиболее хорошо оструктуренных тяжелых почвах;
- разноглубинная плоскорезная обработка на тяжолосуглинистых и
глинистых почвах;
- систематическое глубокое рыхление на глубину 25-27 см на солонцеватых почвах.
При выборе способов и орудий обработки почвы учитывают необходимость максимального накопления и сохранения влаги осенью и зимой и
задержание талых вод, в частности, имеется в виду, что при мелкой обработке жнивья осенью не создается достаточной порозности на необходимую
глубину, что препятствует поглощению осенних осадков и талых вод.
Наиболее сильно этот недостаток появляется на уплотненных почвах.
Кроме того, мелкая обработка сопровождается уменьшением количества послеуборочных остатков на поверхности почвы, особенно при использовании
дисковых орудий, что ослабляет снегозадержание. Также, при применении
дисковых орудий на некоторых почвах на глубине обработки может формироваться уплотненная прослойка, препятствующая проникновению влаги
вглубь. В этом отношении часто заметно преимущество чизелевания. Сохранение достаточно большого количества стерни при чизелевании обусловливает благоприятные условия для накопления снега, а глубокая обработка –
для быстрого впитывания талых вод.
При наличии многолетних сорняков целесообразно борьбу сними
начинать с осени, хотя и имеется риск уменьшения количества послеуборочных остатков на поверхности почвы. Для этого рекомендуется применять
орудия со стрельчатыми лапами, но обработку проводить не сплошь, а лишь
на участках с сильным засорением. Также с осени целесообразно начинать
борьбу с зимующими и двулетними сорняками, которые ранней весной начинают активно вегетировать, расходуют много влаги, а борьба ранней весной с
ними технически затруднена.
43
В засушливых условиях весенняя обработка имеет целью максимальное сохранение накопленной ранее влаги, борьбу с сорной растительностью
и предпосевную подготовку почвы.
Общим правилом считается сведение до минимума числа механических обработок весной, имея в виду, что при излишнем числе обработок, или
неправильном их использовании потери влаги составляют 15-20 мм и более.
Полосное размещение сельскохозяйственных культур дает достаточно
высокий почвозащитный эффект, особенно на чистых парах и полях с пропашными культурами. Ширина полос (W) на глинистых почвах 120-150 м,
легкосуглинистых – 80-100 м, супесчаных – 40-50 м. Некоторые коррективы
для указанных значений ширины полос могут вводиться лишь в условиях с
очень большим ветроэрозионным потенциалом.
При отклонении ветра от перпендикулярного направления по отношению к создаваемым полосам из сельскохозяйственных культур размер последних уменьшается, а частота размещения увеличивается. Расчет величины
парующихся полос в этом случае можно проводить по формуле:
Wd = W·Kn,
где Кп – коэффициент уменьшения полос под чистым паром, зависящий
от угла отклонения их от перпендикулярного расположения по отношению к господствующим ветрам α. Значения Кп могут быть найдены из соотношения вида:
Kn=0,1·α0,5,
где α – угол направления ветра к создаваемым полосам из сельскохозяйственных культур.
На чистых парах создаются кулисы из подсолнечника, горчицы и других высокостебельных культур. Принцип размещения их в пространстве следующий: 1) исходя из данных ближайшей метеостанции, определяется скорость ветра (V20) с вероятностью превышения 20% на рассматриваемой территории; 2) используя данные о структуре почвы находится эродируемость
почвы на пару (Е) при скорости ветра V20; 3) по метеоданным ближайшей метеорологической станции определяется среднемноголетняя продолжитель44
ность пыльных бурь (tn) на рассматриваемой территории; 4) рассчитываются
годовые потери почвы от дефляции Qг, равные Е·tn; 5) учитывая допустимый
предел потерь почвы (Qд), покрываемый почвообразовательным процессом,
находят степень превышения фактических годовых потерь почвы от выдувания над допустимым по формуле n=Qг/Qд. 6) в "n"раз должно быть уменьшено выдувание в межкулисном пространстве, т. е. Ед=Е/n; 7) используя данные
о структуре почвы и учитывая тип и разновидность конкретной почвы на
рассматриваемой территории находится критическая скорость ветра Vкр; 8)
рассчитывается структурный коэффициент "α" по формуле
Å
 
(V
'
20
 V êð )
'
2
;
где
V’20 и V’кр – скорости ветра на высоте10 см от почвы, равные V20 · χ и Vкр · χ
(коэффициент χ в среднем равен 2); 9) определяется допустимая скорость
ветра в межкулисных пространствах по формуле
V’d =
E
V’кр +  d 
  
0 ,5
;
10) находится величина межкулисного пространства исходя из соотношения:
LM.K. = 4HK =
V'
32,6H  d'
 V 20




2 ,5
HK

 Z
 o




0 , 066
,
где LM.K. – ширина межкулисного пространства, м; НК – высота кулис, м; ZO –
параметр шероховатости почвенной поверхности, м (на пару можно брать
равным 0,01-0,02 м).
Если LM.K. окажется больше 30НК, то при необходимости можно брать
его равным 30НК. Что касается НК, то для разных сельскохозяйственных
культур этот параметр разный. Поэтому для кулис из подсолнечника он
больше, горчицы меньше, причем он определяется еще и условиями роста.
Наиболее мощным средством борьбы с дефляцией являются лесные
полосы. Согласно инструктивным указаниям по размещению лесных полос,
межполосные пространства рекомендуются следующих размеров: на обыкновенных черноземах 500 м, южных черноземах 400 м, темно-каштановых и
45
каштановых 350 м, светло-каштановых 300 м, легких песчаных почвах 200300 м. Чтобы лесные полосы эффективно защищали почву от дефляции и
выдувание почвы не превышало допустимого предела, указанные межполосные расстояния следует корректировать с учетом величины ветроэрозионного потенциала территории. Ориентировочные придержки следующие: в зоне
слабой ветровой эрозии величины межполосных пространств (Lмп) следует
уменьшать на 10-16%, средней и сильной соответственно на 17-22 и 23-35%,
очень сильной на 36-50%.
Для более точного определения Lмп можно использовать метод прописанный для растительных кулис. Он заключается в последовательном определении параметров ветроэрозионного процесса на открытой и облесенной
территории, морфометрических, аэродинамических и ростовых показателей
лесных полос, орографических и других характеристик территории. Суть,
технологии адаптирования параметров лесомелиоративного комплекса на
землях подверженных дефляции, состоящей из четырех этапов в следующем.
Подготовительный период. На этом этапе составляется плановокартографическая основа размещения лесных полос в масштабе 1:10000, на
которой определяются границы землепользования, отдельных ее участников,
сельхозугодий, полей севооборотов, имеющиеся защитные и другие насаждения, дорожная сеть. Собираются почвенные и гипсометрические карты того же масштаба, картограммы уклонов поверхностей территории хозяйства,
материалы по климатическим характеристикам пыльных бурь, по лесорастительным свойствам почв, инвентаризации защитных лесных насаждений, а
где проведено их устройство, то и материалы их лесоустройства, агролесомелиоративные материалы изысканий прошлых лет, данные об экономике защитного лесоразведения, о росте главных древесных пород в сходных лесорастительных условиях, о севооборотах, применяемой агротехнике. Используя действующие инструктивные указания подбирают ассортимент главных
древесных пород. По почвам данного хозяйства или группе хозяйств собирают данные об их эродируемости ветром.
46
Среди материалов по климатической характеристике пыльных бурь на
близлежащей метеостанции собирают данные по направлению, скорости ветра во время пыльных бурь, их продолжительности. Рассчитывают максимальные скорости ветра с вероятностью превышения 20% (повторяемость 1
раз в 5 лет). В расчет не берутся скорости ветра менее 8 м/с (на высоте флюгера). Продолжительность пыльных бурь в часах рассчитывают для скорости
ветра 8 м/с и выше. Повторяемость направлений ветра (%) разбивают по
румбам. Все климатические данные собирают за период не менее 20 лет. Высота взрослых лесных полос ориентировочно берется в расчетах равной 16 м
– на обыкновенных черноземах, 12 – на южных черноземах, 6-8 м – на каштановых почвах. В конкретных лесорастительных условиях этот параметр
уточняется по данным инвентаризации существующих лесных полос, возраст
которых не менее 25-30 лет, а также по опубликованным данным. Число рядов в лесных полосах 3-4.
Полевые работы. Здесь определяется степень точности плановокартографического материала, осуществляется отбор образцов пахотных
почв для определения их эродируемости, если опытные данные по эродируемости этих почв отсутствуют. При необходимости в пределах основных почвенных выделов (контуров) на пашне проводят дополнительные изыскания с
целью уточнения лесорастительных условий. В существующих лесонасаждениях на пашне проводят инвентаризацию с одновременным изучением лесорастительных свойств почв.
Камеральная обработка материала. В этой части работы осуществляются необходимые расчеты и выбор главных параметров систем полезащитных
лесных полос, при расчете величины допустимых межполосных пространств
используются следующие исходные данные, набранные на первых двух этапах проектирования:
1) максимальная скорость ветра при пыльных бурях (Vм) с вероятностью превышения 20%, м/с;
2) допустимые годовые потери почвы (Ed) от дефляции (2-4 т/га), т/га в год;
47
3) направление ветра во время пыльных бурь, румб;
4) годовая продолжительность пыльных (ТП) бурь, час;
5) эродируемость почвы ветром (Е) при скорости ветра от критической
до максимальной с заданной вероятностью превышения, т/га;
6) проектная высота (Нп) лесонасаждений при конкретных лесорастительных условиях, м;
7) число рядов в лесной полосе;
8) параметр шероховатости почвенной поверхности Z0, м;
9) допустимая скорость ветра (VД) в межполосных пространствах систем лесных полос м/с;
10) величина уклона наветренных пахотных склонов (β), град;
11) параметр, характеризующий приемы обработки почвы.
После выполнения расчетов расстояний между основными лесными
полосами наносят трассы будущих полос на картографическую основу. Расстояние между вспомогательными полезащитными полосами принимают
равным 1500-2000 м, а на песчаных почвах не более 1000 м.
Пользуясь материалами полевых изысканий, а также данными инвентаризации лесных полос, определяют расстояние от существующих основных лесных полос, находящихся в хорошем и удовлетворительном состоянии
до проектируемых лесных полос по направлению эрозионного ветра с учетом
высоты существующих полос и других параметров.
Ориентируют лесные полосы перпендикулярно, или с отклонением от
перпендикуляра не более, чем на 22°, к господствующим дефляционным ветрам.
На основе рассмотренного набора противоэрозионных мероприятий
можно создавать следующие комплексы по природным зонам.
В районах полупустыни с большой и умеренной потенциальной опасностью проявления дефляции почвозащитный комплекс на пашне – введение 4-х
польных зерно-паровых севооборотов с полосным размещением чистого пара;
и посев озимой пшеницы поперек направления ветра с шириной полос 60 м
при высоком ветроэрозионном потенциале и 100 – при умеренном; полеза48
щитные лесные полосы ажурной конструкции, размещенные через 250-300 м.
В районах сухой степи с высокой потенциальной предрасположенностью территории к ветровой эрозии почвозащитный комплекс на пашне –
введение 5-польных севооборотов с полосным размещением чистого пара;
прямолинейное полосное размещение чистого пара и посевов озимой пшеницы поперек ветра, с шириной полос 70 м при потенциальной предрасположенности территории ближе к умеренной и 100 м при потенциальной предрасположенности территории ближе к очень высокой. На солонцеватых почвах полосное размещение посевов многолетних трав и озимой пшеницы осуществляется с шириной полос, при указанных потенциальных предрасположенностях земель, соответственно равной 100 и 150 м. Полезащитные лесные
полосы ажурной конструкции располагаются на расстоянии друг от друга
350-400 м.
В районах умеренно-засушливой степи с проявлением дефляции должны применяться зернопаропропашные 5-6-польные севообороты. В ветровых
коридорах могут вводиться травопольные севообороты; залужение многолетними травами сильноэродированных земель. Посадка ажурных лесных
полос осуществляется через 300-500 м, в зависимости от степени податливости почв дефляции и интенсивности нагрузки ветрового потока.
В первом комплексе почвозащитная технология включает обработку
почвы с сохранением пожнивных остатков, посев зерновых культур стерневыми сеялками. Во втором комплексе она сочетается с почвозащитной обработкой почвы и сохранением остатков на паровых полях и под яровые культуры.
Посев зерновых культур здесь также осуществляется стерневыми сеялками. В
третьем комплексе почвозащитная технология включает почвозащитную обработку почвы с сохранением пожнивных остатков под озимую пшеницу после
паровых предшественников и высокостебельных пропашных культур и под
яровые культуры. Полосное, а в отдельных случаях, при выраженном рельефе
и опасности проявления эрозии, контурно-полосное размещение посевов.
49
4 МЕЛИОРАТИВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ НА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ
4.1 Мероприятия по предотвращению деградации почв на землях
регулярного орошения
Состав возделываемых культур и структуру полных площадей на орошаемых землях формируют в зависимости от производственной направленности хозяйства, конъюнктуры рыночных отношений, эффективности выращиваемых культур с учетом размеров и концентрации поливных земель,
обеспеченности водными ресурсами.
При подборе возделываемых культур необходимо ориентироваться на
бездефицитный баланс гумуса, а научно-обоснованное чередование культур
позволяет с наибольшей отдачей использовать действие и последействие
удобрений, связанное с различными биологическими свойствами растений и
разной степенью усвоения ими питательных веществ из почвы. Количество
освобождающихся из растительных остатков элементов питания используется при оценке культур как предшественников, а также может служить основой для рационального применения удобрений под отдельные культуры и в
севообороте в целом. Возврат в почву с пожнивно - корневыми остатками
элементов питания достигает 20 – 30 % от общего выноса растениями, а коэффициенты их использования значительно выше, чем из минеральных
удобрений. В растительных остатках кукурузы содержание азота по сравнению с содержанием его в надземной массе не превышает 12 - 20 %, в остатках эспарцета и люцерны – от 85 до 95 %. Биологический вынос фосфора
значительно меньше выноса азота, а его количество в растительных остатках
примерно в 4 - 5 раз меньше, чем в надземной массе. За счет запахивания пожнивных остатков интенсивность баланса повышается: азота на 15…20,
фосфора на 8…10, калия на 20…25 %. Определение баланса энергии органического вещества почвы по соотношению интенсивностей поступления орга50
нического вещества в почву и расхода ее через минерализацию показало, что
уровень направленности воспроизводства на орошаемых участках отрицательный. Обеднение почвы органическим веществом значительно усиливает
процессы миграции основных питательных элементов в нижележащие горизонты. Особо актуальна эта проблема в условиях орошения, когда количество
вымытых элементов из почвы порой превышает их поступление с удобрениями. Среди культур, возделываемых на орошении, большое количество пожнивно-корневых остатков поступает после зерно-бобовых смесей и суданской травы (6,2 - 7,3 т/га), наибольшее количество остатков остается после
люцерны третьего года жизни (8,1 - 10,3 т/га), под кукурузой накапливается
5,2 - 7,5 т/га. Однако роль различных растительных остатков в восполнении
гумуса в почве неодинакова, так при гумификации
пожнивно-корневых
остатков люцерны накапливается 0,8…1,1 т/га гумуса, а при разложении и
гумификации кукурузы, однолетних трав израсходованный гумус восполняется частично и составляет 0,2…0,4 т/га. Убыль гумуса под кукурузой достигает 0,9…1,3 т/га, под однолетними травами минерализуются от 0,2 до 0,6
т/га гумуса. Значительную часть орошаемых земель используют для возделывания овощей. Поступление органического вещества с растительными
остатками после уборки овощей не превышает 0,3…0,7 т/га, следовательно,
образующегося гумуса будет ничтожно мало (0,05…0,1 т/га). Интенсивность
минерализации органического вещества
под овощными культурами в
1,5…2,5 раза выше по сравнению с культурами сплошного сева. Поэтому в
овощной севооборот необходимо включать люцерновое звено или часть
площади из под ранних овощей использовать под сидеральные культуры.
Всероссийским НИИ орошаемого земледелия в целях предотвращения
деградации орошаемых почв с учетом специализации и уровня материальнотехнического оснащения рекомендуются следующие севообороты. Для акционерных обществ и коллективных предприятий -5- 7-польные с таким чередованием культур:
51
I.
II.
1. Яровые на монокорм с подсевом лю- 1. Однолетние травы.
церны.
2. Люцерна.
2. Люцерна.
3. Люцерна.
3. Люцерна.
4. Кукуруза на зерно.
4. Кукуруза на зерно.
5. Смеси однолетних трав (викоовсяная,
5. Зернобобовые.
овсяно-гороховая) + поукосно кукуру6. Кукуруза на силос.
за, рапс, редька.
7. Однолетние травы.
6. Озимая пшеница + пожнивные.
Вблизи животноводческих ферм и комплексов размещают севообороты
с набором культур, позволяющих организовать зеленый конвейер:
I
1. Люцерна под покровом овса.
2. Люцерна.
3. Люцерна.
4. Однолетние травы (суданская трава).
5. Свекла кормовая.
II
1. Овес на монокорм с подсевом люцерны.
2. Люцерна.
3. Люцерна.
4. Смеси однолетних бобово-злаковых
культур.
5. Свекла кормовая.
6. Смеси ранних холодостойких культур
+ поукосные.
7. Однолетние бобово-злаковые смеси +
поукосно рапс.
В хозяйствах, имеющих большие площади орошаемых земель (главным
образом в 3-й и 4-й зонах) рекомендуются севообороты:
I
1. Люцерна под покровом зерновых на
монокорм.
2. Люцерна.
3. Люцерна.
4. Люцерна на 1 укос + посев кукурузы
на силос.
5. Кукуруза на зерно.
6. Зернобобовые.
7. Крупяные.
II
1. Люцерна под покровом зерновых на
монокорм.
2. Люцерна.
3. Люцерна.
4. Кукуруза на зерно.
5. Смеси однолетних злаково-бобовых
смесей на зеленый корм.
6. Озимая пшеница, пожнивно холодостойкие культуры.
7.Кукуруза на силос.
Хозяйства, занимающиеся производством овощей, осваивают овощекормовые севообороты:
52
I
1. Ранний картофель, летний посев люцерны.
2. Люцерна.
3. Люцерна.
4. Томаты, перец, баклажаны.
5. Лук и корнеплоды.
6. Капуста.
В хозяйствах, специализирующихся на производстве отдельных овощей, эффективны специализированные севообороты: томатные, луковичные,
морковные, картофельные.
В фермерских хозяйствах и арендных коллективах с наличием орошаемых площадей до 100 га следует осваивать короткоротационные севообороты. Преимущество их заключается в возможности быстрого освоения, минимализации набора культур и сельскохозяйственных орудий для их возделывания. Количество полей варьирует от 2 до 4. Культуры выбирают в зависимости от рыночного спроса. Обязательным условием при этом является выращивание культур – восстановителей плодородия.
I.
II.
1. Ячмень на монокорм + люцерна (выводное поле).
2. Озимая пшеница на зерно + пожнивные.
3. Кукуруза на зерно или ее смеси на силос.
III.
1. Озимая пшеница на зерно + пожнивные.
2. Кукуруза на зерно или ее смеси
на силос.
IV.
1. Кукуруза на силос или на зеленый
корм.
2. Рапс + кукуруза.
3. Овсяногороховая смесь + кукуруза на
зеленый корм.
4. Люцерна (выводное поле).
V.
1. Кукуруза на зерно.
2. Соя.
VI.
1. Зернобобовые.
2. Кукуруза на зерно.
3. Кукуруза на зерно.
1. Кукуруза на зерно.
2. Озимая пшеница.
3. Картофель.
53
VII.
1. Кукуруза на силос.
2. Кукуруза на зерно.
3. Суданская трава.
4. Яровые зерновые + летний посев бобово-злаковых многолетних культур (выводное поле)
Освоение такой структуры посевных площадей и схем севооборотов
позволит в значительной степени снизить деградационные процессы в почвах
и повысить эффективность сельскохозяйственного производства на орошаемых землях.
Научно обоснованная система обработки почвы в орошаемых ceвооборотах должна предусматривать экономное использование оросительной воды и
снижение ирригационной эрозии за счет улучшения водопроницаемости почв.
При разработке систем обработки почвы учитываются следующие особенности орошаемого земледелия:
- опасность проявления вторичного засоления и заболачивания почвы;
- усиление разложения органического вещества почвы (за счет улучшения
условий жизнедеятельности микроорганизмов) и снижение их плодородия;
- возможное ухудшение водно-физических свойств почвы;
- проявление ирригационной эрозии.
При этом система обработки почвы в условиях орошения – предусматривает оптимальное сочетание в севооборотах отвальной, безотвальной и поверхностной обработок, что обеспечивает экономию материальных ресурсов
до 15...20 %.
Наряду с применением безотвальных обработок почвы в орошаемых севооборотах один-два раза в ротацию необходимо проводить отвальную обработку, при которой органическая масса (навоз) заделывается в нижние слои
почвы. Проявление дифференциации почвенного плодородия можно избежать
путем внесения минеральных удобрений с поливной водой или заделкой их в
определенные слои почвы с помощью специальных приспособлений.
Отвальную обработку приурочивают под кукурузу, под которую рекомендуется внесение органических удобрений.
54
На почвах легкого механического состава, подверженных дефляции,
используют безотвальные обработки, а при высокой культуре земледелия
иногда применяют нулевую обработку – прямой посев.
В районах проявления эрозии обработка почвы на каждом участке
склона непременно должна иметь поперечное направление по отношению к
стоку оросительной воды. Эффективность такой обработки резко снижается
на почвах, обладающих низкой водопроницаемостью, в связи, с чем нужны
специальные мероприятия (глубокое рыхление, щелевание, кротование).
Применение удобрений должно основываться на принципе комплексности, с учетом их действия и последействия на урожай культур и продуктивность орошаемых севооборотов в целом, с учетом экологических ограничений при производстве сельскохозяйственной продукции, а также содержание и динамики основных элементов питания, сохранения и повышения
уровня почвенного плодородия.
Наиболее точным показателем степени интенсификации земледелии,
уровня и эффективности применения удобрений является баланс питательных веществ. Именно балансовые расчеты позволяют установить уровни возврата питательных веществ в почву для данной почвенно-климатической зоны в соответствующем севообороте. Анализ данных за последние семь лет по
Волгоградской области показывает, что баланс элементов питания складывается отрицательно. Наиболее низкий его дефицит отмечен в 1987 г. (117 тыс.
т д.в. на площадь пашни). Затем наблюдалось постепенное нарастание дефицита, и к 2020 г. он увеличился в несколько раз. Это объясняется уровнем
внесения минеральных и органических удобрений. По данным агрохимслужбы, в 1987 г. на площадь пашни было внесено более 47 кг д.в. минеральных
туков. Тогда как в 2020 г. применение их сократилось до 20 кг д.в. на 1 га
пашни, то есть более чем в 2,3 раза. Снизилось также применение органических удобрений до 20 кг на 1 га посевной площади, что в сотни раз меньше
научно-обоснованных норм. Вследствие такого низкого уровня применения,
как минеральных туков, так и органических удобрений вынос питательных
55
элементов из почвы с урожаем значительно превышал внесение их в почву.
В связи с низким объемом применения минеральных удобрений на
орошаемых землях наметилась тенденция к уменьшению запасов почвенного
калия. Поэтому необходимо внесение калийных туков для компенсации дефицита калия в севообороте.
Особую остроту в земледелии в последнее время приняла проблема
восполнения запасов органического вещества почвы. Вследствие дефицита
питательных веществ в почве их запасы пополняются за счет минерализации
гумусовых веществ высвобождения элементов питания через лабильные органические вещества в подвижные формы. Преобладание в почве минерализационных процессов над гумусообразовательными приводит к истощению
запасов гумуса порой до критических порогов. На разно ориентированных
склонах формируются разнокачественные по плодородию почвы. На склонах
северной экспозиции слабее проявляются минерализационные процессы
по сравнению с южной. Это связано с тем, что гумус южных склонов более
насыщен азотом и отличается более высоким содержанием соединений, способных к гидролизу. Вся вносимая органика используется в севооборотах
только под картофель, а пашня полевых севооборотов не получает органических удобрений, формирование урожаев происходит в основном за счет естественного плодородия почв, то есть при резко отрицательном балансе питательных веществ и гумуса.
Одним из наиболее приемлемых и реальных путей решения этой проблемы истощения плодородия орошаемых почв является выращивание сидеральных культур и внесение в почву измельченных растительных остатков
нетоварной части урожая. Например, заделка пожнивно-корневых остатков и
соломы в четырехпольном зернопропашном севообороте позволяет за ротацию возместить вынос по азоту на 65 – 70 %, фосфору – на 60, калию – на
75- 80 %.
В качестве сидератов подбираются растения, обладающие повышенной
способностью усваивать питательные вещества из труднорастворимых мине56
ральных соединений почвы. Обладая хорошо развитой корневой системой,
они извлекают вымытые водорастворимые вещества из глубоких слоев почвы и концентрируют их в корнеобитаемом слое.
Необходимо учитывать, что эти мероприятия являются основными
элементами противоэрозионной системы земледелия. При внесении растительных остатков необходимо дополнительное внесение азотных удобрений
(10 – 15 кг/га) в связи с интенсивным развитием целлюлозоразлагающих бактерий и потреблении ими азота из почвы на свою жизнедеятельность. Это
направление в практической работе, а также наличие многолетних трав в полевых севооборотах, по сути, являются основными приемами системы земледелия, позволяющими одновременно решать ряд важнейших задач: проводить эффективную борьбу с эрозией почв, прекратить падение почвенного
плодородия, стабилизировать производство сельскохозяйственной продукции, улучшить ее качество при минимальных затратах.
На орошаемых землях почвы солонцовых комплексов с различной
степенью солонцеватости занимают 43,38 тыс. га.
Среди мероприятий, обеспечивающих мелиорацию солонцов, важная
роль отводится глубокой обработке, технология которой заключается в разрушении плотного, оставшегося после распашки собственно солонцового горизонта, его тщательном перемешивании с кальцийсодержащими веществами и создании условий вытеснения натрия кальцием из поглощающего комплекса. Этот принцип мелиорации приемлем как для черноземных, так и
каштановых солонцовых почв и выполняется с соблюдением следующих
требований:
- проведение вспашки в оптимальные сроки, когда почва находится в
фазе физической спелости, или при влажности 60…65 % от наименьшей влагоемкости;
- глубина вспашки должна соответствовать заданной; допустимое отклонение не должно превышать ± 2…3 см, а на участках с неровным рельефом – не более ± 2…4 см;
57
- полный оборот пласта; пласты почвы должны быть раскрошены на
мелкие структурные отдельности и плотно уложены без пустот; заделка пожнивных остатков почву на глубину 12…15 см от поверхности, включая
вспушенность;
- поверхностный слой пашни после прохода пахотного агрегата должен
быть рыхлым, мелкокомковатым и без глыб;
- допустимое отклонение действительной ширины захвата не более 10%;
- поля и участки с пологими склонами до 5° обрабатывать поперек
склона, а со сложными склонами - по горизонталям;
- при вспашке 3-ярусным плугом мощность карбонатного горизонта
(вовлекаемого в пахотный слой) должна быть равна расчетной;
- допустимо уничтожение стерни за один проход агрегата при обработке на глубину до 40 см не более 30...40 %;
Площадь орошаемых земель в области с неудовлетворительным мелиоративном состоянием составляет 27,4 тыс. га. Особенно неблагоприятная
обстановка сохраняется на Палласовской, Светлоярской и Волго-Донской
оросительных системах, где земли с недопустимым уровнем минерализованных грунтовых вод и засолением почв составляют порядка 50 %. Тип засоления на этих системах соответственно сульфатно-хлоридно-натриевый с плотным остатком от 1,5 до 11,9 г/л и хлоридно-сульфатно-натриевый с плотным
остатком от 4,5 до 14,3 г/л. На Генераловской, Ленинской, Городищенской
оросительных системах площадь деградированных земель вследствие близкого залегания минерализованных грунтовых вод изменяется от 16 до 38 %, а
плотный остаток от 1,4 до 6,3 г/дм3.
Подходы к мелиорации засоленных земель должны быть строго дифференцированными и определяться сложившимися мелиоративными режимами и процессами почвообразования.
Исходя из почвенно-мелиоративной обстановки неблагополучные в
плане засоления земли можно подразделить на группы по способам мелиорации следующим образом (таблица 7).
58
Таблица 7 - Схема экологически безопасных способов рассоления орошаемых
почв
Мелиоративный
режим
Автоморфный
Почвенно-гидрологические
условия
Почвы средней, сильной и
очень сильной степени засоления; уровень грунтовых
вод 5…7 м
Способы мелиорации
(засоления) земель
Инженерные промывки
методом затопления
Почвы слабой, средней и сильПолугидроморфный ной степени засоления; уровень
грунтовых во 3…5 м
Промывные режимы
орошения в сочетании с
глубоким объемным
рыхлением, химической
мелиорацией и посевом
солеустойчивых культур
Почвы от слабой до очень
сильной степени засоления;
уровень грунтовых вод постоянно выше критического; грунтовые воды разной степени минерализации
Биологические (использование растений)
Гидроморфный
Согласно приведенной схеме с помощью промывок методом затопления можно рассолить сильно и очень сильно засоленные почвы при уровне
грунтовых вод глубже 5…7 м. При этом обязательным условием должно
быть, чтобы промывная норма соответствовала капиллярной емкости почвогрунтов. Промывку засоленных почв следует осуществлять после проведения планировки поверхности поля и специальных подготовительных работ.
Промывная норма до 10 тыс. м3/га на участок подается в несколько приемов.
В самом начале в чек подается такое количество воды, чтобы увлажнить опресненный слой до наименьшей влагоемкости. Этого количества воды достаточно для растворения всех находящихся в этом слое солей. После
этого осуществляется вытеснение солевых растворов. Каждый последующий
такт промывок повторяется после просачивания предыдущего количества
вод. Нисходящие токи воды обеспечивают постепенный вынос легкорастворимых солей. В первую очередь вымываются хлориды натрия и магния
(NaCI, MgCI), а также сульфаты магния (Mg2SO4), затем — сульфаты натрия
(Na2SO4). Практически не выщелачиваются карбонаты и бикарбонаты натрия
59
(сода), которые следует нейтрализовать с помощью химических мелиорантов
(гипса, фосфогипса, сернокислого железа, серной кислоты), внесенных в
почву. Промывки целесообразнее провести до наступления холодов - в сентябре-октябре.
Эффективность промывок можно увеличить с помощью агротехнических и других предприятий, что особенно важно для почв тяжелого механического состава с очень низкой водопроницаемостью. С этой целью промывке должны предшествовать глубокие почвенные обработки на 40-50 или 80
см, кротование, щелевание, химического мелиоранта, доза которого в каждом
конкретном случае устанавливается отдельно по порогу коагуляции. После
промывок проводят вспашку с оборотом пласта на 35-40 см для перемещения
солей на гребнях борозд.
Во вторую группу включены земли разной степени засоления (кроме
солончаков), периодически испытывающие влияние грунтовых вод, залегающих глубже 3...5 м. Их можно рассолить с помощью промывных режимов
орошения в сочетании с глубоким рыхлением или внесением химического
мелиоранта для улучшения фильтрационной способности почвы и ускорения
выщелачивания солей. В период рассоления на этих почвах выращивают солеустойчивые культуры.
Способ рассоления заключается в создании нисходящего водного тока
в почвах, обеспечивающего выщелачивание легкорастворимых солей из
корнеобитаемого слоя. Основным моментом данного способа является промывной режим орошения, осуществляемый методом дождевания. Увеличение оросительной нормы на 10…20% создает интенсивное увлажнение почв
и является промывным режимом орошения, обеспечивающим вынос солей в
низ почвенного профиля. Кроме того, они являются наиболее щадящими
почвы мелиоративными приемами, не допускающими активного выщелачивания гумуса кальция и других элементов питания. Промывные режимы
орошения проводятся современной дождевальной техникой в сочетании с
глубокими почвенными обработками (мелиоративные вспашки или объемное
60
глубокое рыхление), обусловливающими создание довольно мощного рыхлого слоя в 50-80 см, интенсифицируещого вынос солей. Этот агротехнический
прием в 1,5…2 раза повышает скорость впитывания и фильтрации, особенно
в солонцовых почвах и почвах тяжелого (глинистых и тяжелосуглинистых)
гранулометрического состава. Он исключает подъем водносолевых масс обратно к поверхности.
Последействие объемного рыхления и мелиоративной вспашки на водно-физические свойства почв сохраняется в течение 3...4 лет.
Оросительные нормы увеличивают на 10...20 % независимо от степени
засоленности почв с тем расчетом, что при большем, чем слабое, засолении
процесс опреснения можно продлить еще на один-два сезона, укладываясь в
сроки действия глубоких почвенных обработок.
На солонцах с засоленным почвенным профилем специальные обработки проводят в сочетании с внесением химического мелиоранта. Последний способствует рассолонцеванию почв, качественному улучшению их обменно-поглотительной способности, агрофизических, водно-физических
свойств и структурного состояния.
Обязательным условием для проведения рассолительных мероприятий
является требуемое ирригационное качество воды, не вызывающее вторичного засоления и солонцевания. Оно оценивается по «выверенному» показателю натриевого адсорбционного отношения (SAR*). SAR* меньше 6 осолонцевание и засоление не ожидаются, при SAR* = 6…9 есть опасность накопления солей, и при больше 9 возможно осолонцевание почв.
В постопреснительный период (этап) все агротехнические мероприятия
направляются на восстановление и повышение почвенного плодородия. В
этом плане первостепенное значение придается самим растениям.
К третьей группе отнесены почвы разной степени засоления, включая
солончаки, образовавшиеся под влиянием поднявшихся грунтовых вод в
процессе орошения. Такие земли, не прибегая к строительству дренажа,
целесообразно осваивать с помощью биологических методов мелиорации,
61
используя особые виды растений (галофитов, десульгентов), адаптированных
к почвенному засолению и способных понижать уровень грунтовых вод за
счет активного потребления из них влаги.
Особого внимания заслуживают растения из семейства злаковых. Это
бескильница расставленная и длинночешуйчатая, а также прибрежница солончаковая или ажрек. Они переносят сильно щелочную среду (рН - 8,9...9,7)
и очень сильное содово-сульфатное и содово-хлоридное засоление. Эти растения создают благоприятную среду для своего существования на солончаках и поэтому успешно используются как освоители засоленных земель. Развивая мощную надземную биомассу, они (особенно ажрек) транспортируют
большие количества влаги и тем самым обеспечивают снижение уровня
грунтовых вод, сокращают испарение с почвенной поверхности, противодействуя формированию восходящих солевых растворов. Благодаря этому в
корнеобитаемом слое под ними на солончаках содержание легкорастворимых
солей снижается с 1,5...2,0 до 0,275...0,493%.
Для предотвращения ирригационно-эрозионных процессов в орошаемом земледелии помимо агротехнических мероприятий особое значение
придается мелиоративным мероприятиям:
- снижение интенсивности искусственного дождя, за счет использования низконапорных дождевальных машин и установок («Кубань», низконапорный «Фрегат») и переоборудование дождевальных аппаратов;
- повышение равномерности распределения искусственного дождя на
орошаемой площади (коэффициент эффективности полива) и снижения площади с переполивом (коэффициент избыточного увлажнения);
- на дождевальных установках использовать эжекторные насадки,
обеспечивающие мелкокапельный менее энергоемкий дождь, а также технологии расстановки их на водопроводящем посеве (патенты 2353089,
2383128);
- режим орошения сельскохозяйственных культур необходимо строго
увязывать с предполивной влажностью почвы, при этом поливные нормы не
должны превышать норму достокового полива.
62
4.2 Мероприятия по предотвращению деградации почв луговых
лиманов
Продуктивное долголетие лиманных лугов может сохраняться только
при условии их рационального использования, не наносящего ущерб состоянию коренных сообществ трав, их жизненности. Правильная организация лугопастбищного хозяйства на лиманах основывается прежде всего, на разделении площадей лугов по их эколого-мелиоративному состоянию на текущий
период времени. По результатам полного обследования угодья на предмет
выяснения его потенциала и с учетом перспективы осуществления мелиоративных мероприятий выделяют массивы (участки) под сенокосное, комбинированное (сенокосно-пастбищное) или пастбищное использование.
Критериальным показателем при разграничении угодий является урожайность трав, зависящая от водного и питательного режима почв. По этому
показателю выделяют три категории лугов. Варианты экологически обоснованного регламента использования угодий приведены в таблице 8.
Таблица 8 - Варианты регламента использования лиманных лугов
Категории
лугов
Режимы
использования
Экологическая оценка
режимов
I-я категория.
Урожайность
сухой массы
2,6 и более т/га
Сенокосный. Ежегодная полная
уборка основного (летнего) урожая трав в фазу цветения мятликовых (злаков).
При формировании покосопригодной отавы - подкашивание для
зелёной подкормки молодняка
скота
При соблюдении параметров
поливов затоплением и поддержании эффективного плодородия почвы динамическое
равновесие фитоценозов сохраняется. Потенциал луга используется на 70...80 %
Комбинированный. Разновременная уборка трав летнего урожая
полосным методом. Использование отавы в качестве зелёной подкормки (подкашивание) или подножно
Продуктивное долголетие луга
со стабильностью сообществ
трав сохраняется при отчуждении животными не более 2/3
массы
63
Категории
лугов
Режимы
использования
Экологическая оценка
режимов
II-я категория.
Урожайность
1,6-2,5 т/га сухой массы
Сенокосный. Ежегодная полная
уборка трав на сено с чередованием сроков скашивания по полосам.
Комбинированный в системе сенокосопастбищеоборота. Два года
травы убирают на сено, на третий
год луг используют как пастбище,
или чередуют сенокос и пастьбу
через год
Экологическая устойчивость
угодья сохраняется. Потенциал
природных травостоев используется на 60...70 %. Повышение
продуктивности достигается
поверхностным улучшением.
Фитоценотические структуры
сохраняются при соблюдении
допустимой нагрузки животных на единицу площади
III-я категория. Умеренно пастбищный в системе
Урожайность пастбищеоборота
менее 1,5 т/га
сухой массы
Сохранность структуры фитоценозов из ксерофитных и мезоксерофитных видов трав,
жизненность растений поддерживается только при нормированной пастьбе. Потенциал
травостоев используется на
40...50 %.
Соблюдение правил эксплуатации лугов в рекомендуемых режимах
предотвращает развитие деградационных процессов, обеспечивает наиболее
полное использование массы трав и сохранение продуктивного долголетия луга.
Под постоянные сенокосы отводят пояса, где преобладают мятликовые
(злаковые) виды трав, отдельные ярусы, секции или чеки с наиболее продуктивными травостоями, где микрорельеф не ограничивает возможности широкого применения всех видов сеноуборочной техники. Доля мятликовых видов в травостое этих участков должна составлять не менее 60-70 %.
Для комбинированного сенокосно-пастбищного использования выделяют площади с ограниченной сенокосной возможностью, засоленные и
остепненные окраины, участки неудобные для проведения водной мелиорации,
а также переувлажненные и заболоченные ярусы перспективного улучшения с
содержанием мягкостебельных мятликовых (бекмания) в травостое менее 50%.
До восстановления всех гидротехнических сооружений (оградительные
валы, водовыпуски в ярусы и чеки) дифференциацию площадей лугов следует проводить исходя из контуров ежегодного затопления. Выделяются забо64
лоченные массивы, нерегулярно затопляемые среднепоёмные ярусы и засолённые луга переферийных ярусов. В соответствии с их состоянием определяется вид использования на текущий период времени.
Все выделенные участки используются в системе сенокосооборотов,
сенокосопастбищеоборотов или пастбищеоборотов, в соответствии с их хозяйственным назначением.
Продуктивность лиманов при любой форме использования поддерживается систематическим эксплуатационным уходом за лугом. Система эксплуатационного ухода является комплексом приёмов, обеспечивающих поддержание уровня продуктивности, достигнутого в результате проведения основных гидро- и агромелиораций (таблица 9).
Таблица 9 – Система эксплуатационного ухода за лиманными лугами
Условия и параметры, определяющие
необходимость
мероприятия
1
Уплотнение почвы
и подпочвы (плотность более 1,3
т/м3)
Мероприятия
и техника его выполнения
2
Рыхление
дернового
слоя
почвы
орудиями с рабочими органами груберного типа (ТК-3). Рыхление дернового и
поддернового слоя щелеванием (ЩН-2140, и другие орудия)
Замоховелость
Разработка замоховелой растительной ведернины
тоши на долгопоёмных ярусах лиманов
боронами типа БМШ или дисковыми лущильниками в сцепе с боронами ЗИГ-ЗАГ
Повышенная плотДискование дернины с использованием
ность травостоя
лущильников типа ЛДГ. Рыхление с ис(количество побегов пользованием груберных рабочих оргабекмании превыша- нов. Разрушение дернины в пределах 20ет 2500, пырея 3500 30%
шт./м2)
Изреживание траУдаление или разрушение растительного
востоя популяций
войлока (бороны БМШ, ЗИГ-ЗАГ, дискомятликовых видов
вые лущильники). Внесение минеральтрав
ных удобрений (N60-90,P40) Подсев трав,
кг/га: пырея – 8-10, бекмании – 5-7, мятлика – 4-5, костреца – 8-12, житняка – 7-8
Засорённость непо- Своевременная основная уборка урожая
едаемыми и ядови- или раннее подкашивание трав для
тыми видами трав
предотвращения обсеменения однолетних видов сорняков. Полный перевод луга на сенокосный режим. В случае
обильной засорённости ядовитыми тра65
Сроки проведения
работ
3
Сентябрь-октябрь,
после увлажнения почвы осадками
После уборки трав
на сено
После уборки трав
на сено по увлажненной осадками почве
Обработка – в августе;
подсев пырея, костреца, мятлика, житняка –
в конце августа – начале сентября, бекмании
– в октябре-ноябре
Полная уборка трав до
середины июня. Обработка гербицидами по
отаве в августе
1
Полное истощение
или обеднение почвы основными элементами минерального питания
вами (авраном лекарственным, девясилом британским) обработка луга гербицидами
2
Внесение минеральных удобрений в соответствии с результатами диагностики
почв и выносом питательных веществ с
планируемым урожаем. Ориентировочные дозы удобрений под урожайность
трав 3 т/га сена – N60-90
3
Первая декада сентября
под фазу осеннего максимума побегообразования. Оптимальный вариант: половина расчетной
дозы осенью наземным
способом, другая половина – весной по мере
подсыхания почвы после
сработки слоя воды (не
позднее второй декады
мая). При возможности внесение с воздуха перед окончательной сработкой слоя воды.
Основным фактором, определяющим экологическую устойчивость лиманных экосистем, нормальное функционирование их фитоценотической составляющей является водный режим, ход изменения его параметров по ряду
следующих друг за другом лет. Эти изменения в сторону систематического
увеличения или уменьшения водной нагрузки вызывают различные деструктивные процессы в почвенном и фитоценотическом блок-компонентах лиманной экосистемы. Исходя из этого положения, базовым приемом достижения высокой продуктивности луга и его экологической устойчивости является управление водным режимом.
В настоящее время, по причине разрушенности всех внутрилиманных
оросительных сетей, возможность управления режимом затопления ирригационно-освоенных лиманов крайне ограничена или отсутствует полностью.
Отсюда следует, что первоочередной задачей их реставрации является
восстановление гидротехнических сооружений. Работа в этом направлении
включает:
а)
расчистку
подводящих
каналов
с
уничтожением
древесно-
кустарниковой и травянистой растительности по их руслам;
б) восстановление подпорных сооружений и водовыпусков на подводящих и распределительных (внутрилиманных) каналах;
66
в) оправку водоограждающих валов на ярусах и чеках лиманов. Восстановление размытых валов, засыпка промоин;
г) оправку водообходов на бережинах лиманов.
д) при реконструкции оросительной системы крупных лиманов возведение дополнительных ГТС (водоразделительные валы, водовыпуски) для
уменьшения площади чеков с целью увеличения удельного расхода поливной
струи (форсированное затопление, снижающее расходы оросительной воды).
Исследования показали, что для стабилизации состояния почвенного
плодородия эффективны механические обработки почвы, которые проводят с
целью разуплотнения дернового и поддернового оглеенного или осолоделого
слоя почвы для улучшения аэрации, активизации микробиологической деятельности, повышения водоотдающей способности, а также создания условий ускоренного вегетативного и генеративного омоложения популяций хозяйственно-ценных видов трав.
Опыты свидетельствуют, что наиболее эффективным является щелевание уплотненных лугово-дерновых и лугово-болотных почв на среднепоёмных и долгопоёмных ярусах лиманов. При установочной глубине нарезки
щелей 3-4 см с расстоянием между щелями 0,7 м плотность почвы снижается
с 1,50 до 1,18 т/м3. За счет аэрации значительно повышается деятельность полезной микрофлоры почвы. В частности, численность аммонификаторов
(тыс./г) в слое 25 см повышается с 1018…1520 до 2026…2970, грибов с
18…30 до 42…52, актиномицетов с 8…12 до 31…33 до 75…84, разрушение
клетчатки в течение месяца после сработки слоя воды (%) с 18…24 до 56…60
(при снижении плотности почвы с 1,52 до 1,187 т/м3).
На лиманных солодях и осолоделых лугово-дерновых почвах с уплотнённым дерновым слоем хорошую результативность дает обработка дисковыми орудиями на глубину до 10 см.
Мероприятия по улучшению видового состава травостоев включают
регулирование состава и численности сорных видов растений и оптимизацию
режима минерального питания ценных кормовых трав. Виды работ, по этим
67
мероприятиям входят в состав технологии поверхностного улучшения лугов.
Представленный в таблице 9 свод операций в комплексе лугомелиоративных работ может быть использован как в полном составе, так и в различных модификациях в зависимости от форм и степени деградации луга, а также от складывающихся условий проведения работ, технической вооруженности хозяйств. При комплектации отдельных технологических модулей учитывается видовой состав травостоев, наличие, масса и жизненные формы сорных растений, состояние дернины, плотность почвы и содержание в ней доступных травам элементов минерального питания, водообеспеченность лимана.
При этом на систематически поливаемых способом затопления лугах
внесение минеральных азотосодержащих удобрений является обязательным
приемом в любом варианте восстановления продуктивности.
5 МЕРОПРИЯТИЯ ПО БОРЬБЕ С ОПУСТЫНИВАНИЕМ
Наиболее интенсивно процессам опустынивания в области подвержены
интразональные ландшафты, сложенные песками. Они расположены в долине
р. Дон и отличаются уникальностью флоры и фауны. Поэтому ведение хозяйственной деятельности на песчаных массивах требует тщательного изучения
фитоэкологических условий и рационального природопользования.
Арчединско-Донской песчаный массив. Общая площадь 240 тыс га.
Преобладающий тип опустынивания – дефляция почв и деградация растительности. Ретроспективный анализ аэрофотоснимков (1958, 1961, 1968, 1976,
1981, 1989 гг.) и данные современных исследований показывают, что в последние 40 лет проявился тренд зарастания песков. Сокращается как общая
площадь открытых песков, так и количество очагов и язв дефляции. Это обусловлено ограничением антропогенного воздействия, увеличением количества
выпадающих осадков, широкой и планомерной лесомелиорацией. Отдельные
вспышки дефляции приурочены к местам концентрации скота, прокладки
68
коммуникаций и дорог и имеют ограниченный характер.
Арчединский и Серафимовичский лесхозы, начиная с середины прошлого столетия, создали на песках 9 тыс га сосновых культур. В настоящее
время эти насаждения имеют высоту 18-20 м, в лучших местах – 24-25 м и
представляют собой особо ценный лесной фонд. По понижениям с близкими
грунтовыми водами произрастают в большинстве случаев ольховые и берёзовые колки, реже понижения заняты тростниковыми и осоковыми зарослями. Площадь гидроморфных участков по Арчединско-Донским пескам достигает 41,6 тыс. га (табл. 10), а общая лесистость составляет 23%. Однако
отдельные части песчаных земель имеют низкую лесистость. В частности
пространство по линии Клетско-Почтовский – Чернополянский отличаются
безлесьем, где следует провести облесительные работы.
Таблица 10 – Площадь лесных участков, занятых травостоями (пастбища) на
Арчедино-Донских песках
Площадь
%
№
Площадь, леси- лесных участков
Типы песков
п/п
га
сто- гигро- сосновые
сти фиты культуры
1 Открытые и слабозаросшие 15409
6
924
–
бугристо-барханные пески
2 Среднезаросшие бугристо- 37911
15
5687
–
грядовые пески
3 Заросшие бугристо-грядо- 114509
10 10751
7000
вые пески (серопески)
4 Заросшие полого холми- 21081
5
953
2022
стые, пески
5 Заросшие депрессии и 33210
70 23247
–
древние водотоки
Итого
222120
41562
9022
в том числе сосновые куль9023
туры
Площадь
пастбищ
14485
32224
96758
18106
9936
171536
—
Арчединско-Донской песчаный массив является важнейшим источником аккумуляции пресных грунтовых вод. Основой их наполнения являются
атмосферные осадки. В настоящее время накапливаемая вода в объёме 108,5
млн м3 в среднем за год сбрасывается в р. Дон, обеспечивая его опреснение и
увеличение дебита. Это важнейшая природоохранная функция песчаных зе69
мель. Современное использование этой воды для хозяйственных нужд оценивается в доли процента. В перспективе возможен каптаж пресных вод для
централизованного водоснабжения населённых пунктов.
Объём накапливаемой воды всецело зависит от величины годичного
прироста фитомассы. В последнее время из-за малого количества скота травостои на песках уплотняются, увеличивается растительная масса. Есть основание прогнозировать рост годичного прироста фитомассы на открытых и
слабозаросших песках до 2,0-2,2 т/га. Это явление уменьшит аккумуляцию,
вследствие чего годовой сброс воды сократится на 24 млн м3.
В связи с частыми степными пожарами процесс накопления биомассы
и перевод её в гумус чрезвычайно заторможен. При пожарах выгорает дернина, зола раздувается ветром. Поедание травы скотом сокращает горючий
материал, а продукты жизнедеятельности остаются на месте, увеличивая
плодородие песков.
Единственным способом поддержания необходимой плотности растительного покрова является его стравливание животными. Современный годовой прирост фитомассы на Арчединско-Донском песчаном массиве составляет
по нашим данным 347,1 тыс. т. При допустимом её стравливании 50% в корма
уйдёт 174 тыс. т, что позволит получить выход мясной продукции 15 тыс. т.
Для этого на пастбищах нужно иметь 50 тыс. голов КРС, включая телят. Указанное количество скота позволит удерживать достаточную плотность травостоя и предохранить пески от дефляции.
Доминантной формой использования песчаных земель было и останется в будущем пастбищное хозяйство.
Бахчеводство – наиболее развитая в настоящее время отрасль сельского
хозяйства в районе Арчединско-Донских песков. Крестьянские хозяйства
практически занимают пахотные земли бахчевыми культурами. Общая площадь, занятая бахчевыми, превышает 10 тыс. га. В текущем году урожайность составила 10 т/га товарного арбуза.
На этих территориях нет полезащитных лесных полос, и они становят70
ся чрезвычайно уязвимыми для дефляции. Нет никакого сомнения, что при
возврате пыльных бурь, таких как в 1969, 1972, 1974, 1985 гг., посевы бахчевых культур будут выдуты, а пахотный горизонт унесён ветром. Надёжной
защитой бахчевых являются лесные полосы. Однако их в рассматриваемом
регионе мало, и они не представляют собой законченную систему. Противодефляционную защиту могут выполнить определённые агротехнические приёмы, в первую очередь кулисная распашка. Пашутся ленты, кулисы против
вредоносных ветров в направлении север-юг шириной 30 м. Оставляются полосы естественного травостоя шириной 5-6 м для защиты посевов. Надёжную противодефляционную защиту могут выполнять 2-3-рядные посевы
озимой ржи через 3 м. Они также защитят растения арбузов от свёртывания
плетей ветром.
Лесное хозяйство является одним из основных видов использования
песчаных земель. Лес стабилизирует природную обстановку, депонирует углекислоту, даёт древесину, является надёжным защитником лёгких почв от
дефляции, поддерживает высокий санитарно-эстетический уровень песчаных
земель. Лесничества Арчединское и Серафимовичское на АрчединскоДонских песках создали 9022 га сосновых культур, которые являются неотъемлемым элементом песчаного ландшафта. Лесистость территории поднята
до 25% и может оставаться на этом уровне и в дальнейшем.
Для лесокультурных работ предложен надёжный механизированный
способ посадки сосны, названный Донским. Он включает в себя весеннюю посадку без подготовки почвы на слабозаросших и заросших песках 2 и 3 типа.
Используются машины МПП-1, МЛУ-1с дерносъёмами. Машина по целине
снимает дернину шириной 80 см и глубиной 12-15 см и укладывает её в обе
стороны от борозды. В борозде делается щель сошником на глубину 30-35 см,
куда высаживается сеянец сосны. Рыхление в ряду посадок осуществляется
культиватором КЛП-2,5, который копирует бороздковый микрорельеф и ротационными органками рыхлит почву по ряду культур. Засоренность культур
очень низка, так как семена трав смещаются в сторону от ряда культур дерно71
съёмами. Опытное лесничество Арчединского лесного колледжа в 2011 г., выполнив посадку в борозды, получило приживаемость сосновых культур 70%.
В лесничествах, которые созданы на базе лесхозов, введена новая форма
организации труда, при котором посадку и уход выполняют сторонние
учреждения, не имеющие надлежащего опыта и механизмов. Сохранность
культур за последние пять лет резко снизилась.
Лесопользование в настоящее время осуществляется стихийно и в
ограниченных размерах. Вместе с тем имеются древостои сосны и особенно
ольхи, которые можно изъять без экологического ущерба. Возраст спелости
сосняков для степной зоны оценен в 50-60 лет. Такие культуры можно вырубать и на это место посадить новые. Особенно это относится к ольховым лесам. Они в большинстве перестойные, портится древесина. Вместе с тем они
находятся в оптимальных условиях водопитания. Для них необходим ускоренный (25-30 лет) оборот рубок.
Для улучшения работ в лесном хозяйстве нужно, чтобы лесничества
имели собственные кадры рабочих и весь комплект лесохозяйственных механизмов. Они должны выполнять собственными силами весь комплекс лесокультурных и лесохозяйственных работ.
На песчаных землях Арчединско-Донского массива возможно развитие
товарного садоводства и виноградарства в богарных условиях с дополнительным водоснабжением за счёт неглубоких грунтовых вод. В перспективе
может планироваться сполаживание бугристого рельефа, добавление глинистого мелиоранта, сапропеля и органики, создание садозащитных лесных полос. Такая мелиорация в сочетании с неглубокими пресными водами сделает
садоводство и виноградарство весьма рентабельным делом.
Песчаные земли пропускают в грунтовые воды значительной количество атмосферных осадков. Если поверхность загрязнена, вода с загрязнителями мигрирует в грунтовые воды, вызывая ухудшение их качества. Эта причина обусловливает необходимость содержания песчаных земель в чистоте.
На этих землях часто устраиваются карьеры, которые потом заваливаются
72
мусором, бытовыми и производственными отходами, через которые пропускается огромное количество воды, которая адсорбируется песком, целиком
погружается в подземные воды, вызывая их необратимое загрязнение. На
песчаных землях практикуют строительство очистных сооружений, например, в г. Фролово, что недопустимо. На песках должно быть запрещено применение гербицидов, размещение хранилищ ядохимикатов, строительство
крупных животноводческих объектов. Природоохранный статус песчаных
земель должен находиться на самом высоком уровне.
Голубинские пески один из песчаных массивов Восточного Дона, находятся они в 30 км севернее г. Калач-на-Дону и связаны своим происхождением
с небольшой речкой Песковаткой, которая вынесла аллювиальный материал в
долину р. Дон примерно 10 тыс. лет назад. Этот материал, в основном неогеновый белый кварцевый песок, отложен вниз по течению, что обусловило вытянутость арены с севера на юг на расстояние 18 км. Ширина ее от 2 до 8 км,
общая площадь около 13 тыс. га. Массив уникален. Известный ученый почвовед-географ А. Г. Гаель считал, что эти пески были «извечно» открытыми в
послеледниковый период. Редкая растительность с представителями северных
болот (мох сфагнум) и пустынь Средней Азии (кияк), крупные бугры, колковые леса, выходы пресной грунтовой воды в глубоких котловинах делают эту
арену яркой жемчужиной в ожерелье песчаных массивов Дона.
На песках Голубинского массива развито лесное и сельское хозяйство,
пастбищное животноводство. Другие отрасли: кормопроизводство и бахчеводство, овощеводство сосредоточено на приусадебных участках и имеют
локальный характер.
Первые посадки сосновых насаждений на Голубинских песках сделаны в
послевоенные годы. Эти посадки на бугристых песках сохранились в виде небольших по площади разреженных куртин V бонитета. Наиболее производительные участки приурочены к светло-каштановым супесчаным и темноцветным почвам близководных понижений. В условиях сухой субори на третьей
террасе рост сосны в первые 20 лет происходит по первому и второму классу
73
бонитета, в последующие годы бонитет снижается до третьего. В возрасте 40
лет высота сосновых насаждений достигает 12-14 м, запасы до 200 м3/га.
На бугристых песках производительность сосновых насаждений снижается до IV и V бонитетов. Старейшие насаждения в возрасте 60 лет на этом
типе песков имеют высоту 8 м, запасы 80-120 м3. Они представлены низкоствольными рединами весьма малоценными как источники древесины, но
высокоэффективны эстетически, играют высокую рекреационную и почвозакрепительную роль.
Площадь хвойных лесных насаждений на песках в последние годы существенно уменьшилась из-за пожаров. На Голубинских песках на третьей
террасе сгорело более 2 тыс. га сосняков. Восстанавливать их следует частично, не более 10-15% в защитных целях. Остальные площади целесообразно определить для бахчевых севооборотов. Это положительно скажется
как на величине стока грунтовых вод, так и на получение ценных продовольственных культур.
На необлесенных участках бугристых песков (центральная часть массива) мы предлагаем маячную культуру сосны по саванному типу. Метод испытан на песках в урочище «Лысая гора» г. Волгоград и на Камышинских песках. На 1 га высаживались 20-30 деревьев сосны, что имитировало однорядную полосу через 100-150м. Посадка велась в буровые скважины, имеющих
глубину 80 см. Нижняя часть скважин заполнена песком с дополнением местных растительных остатков. Вокруг скважины в радиусе 1,5 м выпалывается
вся растительность. Посадку осуществляли ранней весной. Два человека за
один рабочий день могут посадить 80 сеянцев сосны, выполнив посадку на
площади 4 га. Для бурения скважин использовался бур Розанова и его модификация, выполненная Н. Ф. Куликом. Приствольные круги в год посадки
пропалывались 2 раза. В последующие годы культуры оставлялись без ухода.
Посадку маячной культуры сосны можно механизировать: подготовка почвы
под посадку выполняется бульдозером на базе экскаватора ЭО1101 (ИнтерДон). Снимается верхний слой дерна на 10 см. Образуется площадка, лишённая конкурентной растительности. Длина её 3 м. В центре ковшом экскавато74
ра копается яма на глубину 60 см, в которую сажается 3 сеянца сосны. Уходы
за лесными культурами не делаются. Конкурентная травянистая растительность отсутствует в течение всего вегетационного периода. Для посадки использовался материал: в первом опыте стандартный двухлетнего возраста, во
втором – четырехлетний самосев сосны, с оставленной верхней мутовкой и
обрезанными боковыми ветками. Приживаемость лесных культур в первом
случае составила 63%, прирост 12 см, во втором – 67% и прирост до 20см.
Это говорит о приоритете в данном конкретном случае местного крупномерного самосевного посадочного материала, с обрезкой лишней фитомассы.
Маячная культура сосны будет способствовать аккумуляции горизонтальных осадков (гидрометеоров), в объеме 170-200 л на одно дерево в холодный период, что улучшит их водообеспеченность. Общую лесистость Голубинских песков целесообразно сохранить на уровне 10-12%.
Пастбищное хозяйство на песках было и остается важнейшей формой
их использования. На Голубинском песчаном массиве по экспликации числится 2,3 тыс. га пастбищ. Фактически участков, где может выпасаться скот,
более 8 тыс. га. В 80-х годах прошлого века на песках выпасалось до 500 голов КРС. В настоящее время скот сохранился только на частных подворьях.
Пастбищное хозяйство на песках должно оставаться важнейшей формой их
использования. Некоторое стравливание трав увеличит грунтовый сток и питание речных систем, и, что очень важно, уменьшит пожароопасность песчаных ландшафтов. Для улучшения условий содержания животных в центральной части массива следует устроить несколько искусственных водоемов
площадью 200-400 м2 путем вскрытия грунтовых вод.
Виноградарство на Дону является исконной формой использования
приречных земель, в том числе и песчаных. В XVIII веке местное население
повсеместно на приусадебных участках имело небольшие виноградники.
В XIX веке и в начале XX века виноградарство на Дону приобретает промышленное значение. На песчаных землях Голубинского песчаного массива
также имеются территории, пригодные для развития виноградарства. Их
примерно 300 га на первой надпойменной террасе. Почвы промыты от легко75
растворимых солей и вполне пригодны для виноградной культуры. Грунтовые воды пресные и залегают на глубине 2-4 м. По природным показателям
урожаи виноградников следует ожидать в пределах 8-10 т/га. Рассматриваемые участки в настоящее время практически не используются в сельском хозяйстве и самозарастают малоценными кустарниками и деревьями.
Доно-Хопёрские пески расположены в южной части междуречья Хопра
и Медведицы. Собственно пески представлены прирусловой грядой шириной
2-4 км, идущей от ст. Кумылженская до русла Дона. Гряда имеет высоту 3040 м, а отдельные пирамидальные формы возвышаются до 50 м. В центре
междуречья имеются бессточные озёра, наполненные грунтовыми водами и,
возможно, водами поверхностного стока со стороны Медведицы, где расположены песчаные и супесчаные распахиваемые почвы. Атмосферное питание
грунтовых вод нами оценивается в размере 90 мм, что составляет 55,8 млн. м3
в год. Грунтовые воды уходят в основном в р. Хопёр и Дон. Часть воды остаётся на месте, подпитывая озёра, и используется пойменными лесами. Суточный сброс воды песчаными массивом нами оценивается по аналогии с
Арчединско-Донскими песками в 75 тыс. м3. О выклинивании грунтовых вод
в русло Хопра со стороны песков свидетельствует следующий факт: минерализация воды в прибрежной части Хопра в 30 см от берега составила 0,04 г/л,
а в середине реки минерализация возрастает до 0,3 г/л.
Исследования показали, что песчаные массивы являются мощным источником опреснения и накопления речных вод. Сбрасываемая вода пресная
и ультрапресная и отличается превосходными питьевыми качествами. В этом
огромное природоохранное значение песчаных массивов. В целях сохранения объёмов водного питания рек со стороны песков необходимо сохранить
оптимальное соотношение между лесными и сельскохозяйственными угодьями и сохранить пастбищное использование песков как фактор, лимитирующий объём растущей фитомассы. Территории песчаных массивов должны
обладать наивысшим статусом чистоты с запретом свалок, строительства
стационарных животноводческих ферм, складов ядохимикатов, полей фильтрации нечистот и др.
76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проблема сохранения, воспроизводства плодородия почв и защита её
от деградации и опустынивания обостряется с каждым годом, что объясняется грубыми нарушениями агротехнологий, отсутствием действенной и приемлемой системы управления агроэкосистемами с учетом прямых и обратных связей между компонентами среды при активном воздействии на них.
На основе обобщения и анализа большого литературного материала и
результатов исследований ВНИАЛМИ разработаны организационно-хозяйственные, агролесомелиоративные, агротехнические, гидротехнические, мелиоративные и лугомелиоративные мероприятия по защите почв от деградации
и опустынивания.
Организационно-хозяйственные мероприятия предусматривают противоэрозионную и противодефляционную организацию территории и организацию территории орошаемых земель. В основе противоэрозионной организации территории лежит классификация земель по характеру их использования с учетом сложившихся агроэкологически условий и требовательности
сельскохозяйственных растений к условиям произрастания.
На водосборе выделяются три фонда (ландшафтных пояса): приводораздельный, присетевой и гидрографический. На них складываются разные
эрозионно-гидрологические и эти фонды должны использоваться с разной
степенью интенсивности: приводораздельный фонд – в интенсивных зернопаропропашных севооборотах, присетевой – в почвозащитных севооборотах
и гидрографический фонд отводится под лес и луг.
Защита почв от дефляции осуществляется комплексом взаимосвязанных
и взаимодополняющих мероприятий. Условно все виды противодефляционных мероприятий можно разделить на три группы: организационно-хозяйственные (организация территории), агротехнические и лесомелиоративные.
77
Противоэрозионная организация территории заключается в научно
обоснованном размещении полей, сельскохозяйственных культур и различного рода сооружений, препятствующих или снижающих развитие дефляции.
Она включает следующие элементы землеустройства: проектирование сельхозугодий; проведение границ полей; разбивка полей севооборотов, способствующая увеличению устойчивости почв к выдуванию.
Дана характеристика рекомендованных мероприятий по защите почв от
эрозии. Все противоэрозионные мероприятия делятся на три основные группы. В первую группу входят приемы, рассредоточенно по территории влияющие на водопоглощение и сток. К ним относятся преимущественно агротехнические приемы: приемы поверхностного водозадержания (вспашка поперек склона или по контуру, искусственный микрорельеф, щелевание и др.),
безотвальные и мульчирующие обработки, снегозадержание и регулирование
снеготаяния, полосные посевы, приемы повышения водопроницаемости почвы (глубокое рыхление, окультуривание, оструктуривание) и др. Во вторую
группу входят приемы «сосредоточенного», локального, действия - линейные
рубежи: водоотводящие и водозадерживающие валы, канавы с валами, валытеррасы и др. В третью группу входят приемы, обладающие свойствами как
локального действия (задержание и регулирование стока на рубежах), так и
пространственного влияния (задержание воды в поле на месте выпадения
осадков). Это лесомелиоративные приемы. Они могут комбинироваться с
приемами второй группы. Есть ряд промежуточных приемов (щелевание, кулисные и полосные посевы и т. д.), сочетающих в себе качества первой и
второй групп. Они отнесены к первой группе. Роль и место этих приемов в
почвозащитной системе земледелия различна.
Для защиты почв от дефляции предусматриваются следующие мероприятия: полезащитные лесные полосы, почвозащитные севообороты, полосное размещение сельскохозяйственных культур, безотвальная и минимальная
обработка почвы и др.
78
Для защиты почв от деградации на орошаемых землях рекомендуются
почвозащитные севообороты с участием многолетних трав (в основном люцерны), оптимальное сочетание отвальной, безотвальной, плоскорезной и
минимальной обработок. Для решения проблемы снижения плодородия орошаемых земель рекомендуется применение сидеральных культур и внесение
в почву измельченных растительных остатков нетоварной части продукции.
Для мелиорации солонцов важная роль отводится глубокой обработке почвы,
промывке и известкованию почв.
Для предотвращения деградации почв луговых лиманов разработаны
варианты регламента их использования (сенокосный и комбинированный) и
система эксплуатационного ухода за ними.
Продуктивное долголетие лиманных лугов может сохраняться только
при условии их рационального использования, не наносящего ущерб состоянию коренных сообществ трав, их жизненности. Правильная организация лугопастбищного хозяйства на лиманах основывается прежде всего, на разделении площадей лугов по их эколого-мелиоративному состоянию на текущий
период времени. По результатам полного обследования угодья на предмет
выяснения его потенциала и с учетом перспективы осуществления мелиоративных мероприятий выделяют массивы (участки) под сенокосное, комбинированное (сенокосно-пастбищное) или пастбищное использование.
Наиболее интенсивно процессам опустынивания в области подвержены
интразональные ландшафты, сложенные песками. Они расположены в долине р. Дон и отличаются уникальностью флоры и фауны. Поэтому ведение
хозяйственной деятельности на песчаных массивах требует тщательного изучения фитоэкологических условий и рационального природопользования.
Исследования показали, что песчаные массивы являются мощным источником опреснения и накопления речных вод. Сбрасываемая вода пресная
и ультрапресная и отличается превосходными питьевыми качествами. В этом
огромное природоохранное значение песчаных массивов. В целях сохране79
ния объемов водного питания рек со стороны песков необходимо сохранить
оптимальное соотношение между лесными и сельскохозяйственными угодьями и сохранить пастбищное использование песков как фактор, лимитирующий объем растущей фитомассы. Территории песчаных массивов должны
обладать наивысшим статусом чистоты с запретом свалок, строительства
стационарных животноводческих ферм, складов ядохимикатов, полей фильтрации нечистот и др.
80
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа