Расчет баланса гумуса и обоснование противоэрозионных мероприятий

 

                                 2.4 Определение потерь от эрозии

 

       Эрозия (от лат. erosio — разъедание) — разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением.

      Эрозия почвы разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов почвы в результате действия воды и ветра.

Часто, особенно в зарубежной литературе, под эрозией понимают любую разрушительную деятельность геологических сил, таких, как морской прибой, ледники, гравитация; в таком случае эрозия выступает синонимом денудации. Для них, однако, существуют и специальные термины: абразия (волновая эрозия), экзарация (ледниковая эрозия), гравитационные процессы, солифлюкция и т. д. Такой же термин (дефляция) используется параллельно с понятием ветровая эрозия, но последнее гораздо более распространено.

По скорости развития эрозию делят на нормальную и ускоренную. Нормальная имеет место всегда при наличии сколько-либо выраженного стока, протекает медленнее почвообразования и не приводит к заметным изменением уровня и формы земной поверхности. Ускоренная идет быстрее почвообразования, приводит к деградации почв и сопровождается заметным изменением рельефа.

     По причинам выделяют  естественную и антропогенную  эрозию. Следует отметить, что антропогенная  эрозия не всегда является  ускоренной, и наоборот.

Ветровая эрозия (дефляция)

Это разрушающее действие ветра: развевание песков, лёссов, вспаханных почв, возбуждение пыльных бурь, шлифовка скал, камней, строений, механизмов несомыми твердыми частицами, поднятыми силой ветра. Разделяется на два типа:

Повседневная

Пыльные бури

Начало пыльной бури связано с определенными скоростями ветра, однако из-за того, что летящие частицы вызывают цепную реакцию отрыва новых частиц, окончание её происходит при скоростях существенно меньших.

Наиболее сильные бури имели место в США в 1930-е годы (Пыльный котёл) и в СССР в 1960-е после освоения целины и связаны с нерациональной хозяйственной деятельностью человека: массированной распашкой земель без проведения почвозащитных мероприятий.

     Выделяют и специфические  дефляционные формы рельефа — котловины выдувания — отрицательные формы, вытянутые по направлению господствующих ветров.

                         Борьба с ветровой эрозией

Ветровая эрозия – одно из наиболее значимых факторов, отрицательно влияющих на качество полей. Самыми незащищенными в этом плане являются гладкие, рыхлые с мелкими гранулами почвы. Ветер, дующий на высоте 30 см со скоростью 6м/час, заставляет почву двигаться. Любые меры направленные на снижение скорости ветра над поверхностью почвы, позитивно скажутся на ее состоянии.

                        Водная эрозия почвы. Защита от водной эрозии

Развитие современной водной эрозии почв на сельскохозяйственных угодьях обусловливается нарушением устойчивого водного режима в процессе эксплуатации земли. Устранить условия, способствующие проявлению эрозии почв, можно путем ослабления концентрации водных потоков и замедления поверхностного стока путем: увеличения поглотительной и инфильтрационной способности почвы, задержания осадков на месте выпадения, отвода или безопасного сброса необходимого количества воды в гидрографическую сеть.

Для успешной борьбы с водной эрозией почв на землях, занятых в сельскохозяйственном производстве, необходима комплексная система мероприятий, позволяющих использовать воды поверхностного стока для увлажнения полей и прекращения развития эрозионных процессов.

Эффективная защита почв от водной эрозии возможна при плановом и систематическом внедрении комплекса противоэрозионных мероприятий, разработанного с учетом конкретных природно-экономических условий каждого района или хозяйства.

Важнейшие элементы системы мероприятий по защите почв от водной эрозии: — правильная организация территории, создающая предпосылки для эффективного применения средств борьбы с эрозией; — противоэрозионная агротехника, обеспечивающая повседневную защиту почв и повышение их плодородия; — лесомелиоративные мероприятия по борьбе с эрозией почв; — гидротехнические сооружения, предотвращающие размыв почвы.

Борьбу с эрозией почв начинают с подробного изучения физико-географических условий и экономики конкретного района или хозяйства. В зависимости от рельефа, почвенного покрова и особенностей хозяйственного использования различные угодья в разной степени подвержены разрушительному действию воды. Исходя из местных особенностей, составляют почвенно-эрозионный план, на котором выделяют семь категорий земель, в разной степени подверженных воздействию водной эрозии.

В данной курсовой работе по материалам полевого почвенного обследования и корректировки материалов ранее проведённых обследований почв хозяйства определила полные потери почв по видам сельскохозяйственных угодий (Qп ). Они равны сумме потерь почв на слабосмытых (Qсл ), среднесмытых (Qср ) и сильносмытых (Qси ) почвах:

Qп = Qсл + Qср Qси

Полные потери со слабосмытых почв (Qсл )и среднесмытых почв (Qср ) определяют по формуле:

Qcл; cр = 100 hA k·qA ; т/га;

где Q - масса смытой почвы соответственно со слабоэродированных (Qcл ) и среднеэродированных (Q cр) почв, т/га;

100 - коэффициент размерности  для перехода от мощности гумусового  слоя в см и площади 1 га в квадратных метрах к объёму в м3 /га;

hA - средняя мощность гумусового горизонта не смытых почв. Принимают по данным полевого почвенного обследования. Условно можно принять равным глубине пахотного горизонта 25см.

k - коэффициент потери почв, равный для слабо смытых почв 10-30% (в среднем 25%), для среднесмытых почв 31-75% (в среднем 50%) и от мощности несмытого гумусового горизонта А.

qA - средняя плотность (объёмный вес) почв гумусового горизонта, г/см3 , равная 1,16 - 1,20.

Полные потери сильносмытых почв и оврагов (Qси ) определяют по формуле :

Qcu= 100 * (hA · qA + 0,75 · hB · qB ),                (

где hB - средняя мощность гумусового горизонта В, см;

qB - средняя плотность (объёмный вес) почв гумусированного горизонта В, г/см3 ,

Затем определила дифференцированные полные годовые потери почвы по культурам, исходя из структуры посевных площадей хозяйства и коэффициентов эрозионной опасности сельскохозяйственных культур по формуле:

* ki., т/га,

где

Qi - нормативный смыв почвы по культурам в зависимости от степени смытости почв, т/га;

Qп - полный годовой смыв почвы на пашне, т/га;

ki - коэффициент эрозионной опасности i-ой культуры;

di - доля i-ой культуры в общей площади севооборота.

Затем на основе распределения сельскохозяйственных культур по полям севооборота и коэффициентов эрозионной опасности культур рассчитала нормативный смыв почвы по культурам.

Данные расчетов представлены в таблицах 2,3,4,5,6.

Проанализировав данные таблицы можно сделать следующие выводы:

 наибольшие полные  годовые потери почвы наблюдаются  на полях, занятых чистым паром  – 15,74 т/га соответственно, наименьшие  потери у озимой пшеницы  – 4,56 т/га. Расчет потерь урожая  показал, что наибольшие потери  урожая наблюдаются по яровой  пшенице - 2871 ц, а наименьшие по гороху – 1127,25 ц. Из таблицы по расчету недополученной выручки видим, что наибольшие потери у яровой пшеницы: потери выручки составляют 18400,23 тыс. руб. Наименьшие - по гороху: потери выручки – 9395,62 тыс.руб.

 

 

                      2.5 Обоснование противоэрозионных  мероприятий

 

В настоящее время научными исследованиями установлено, что в процессе хозяйственной деятельности человека почвенное плодородие постоянно находится в негативном динамическом изменении. Земли, вовлеченные в сельскохозяйственный оборот, при интенсивном использовании эродируются, и потеряв хозяйственную привлекательность, в дальнейшем не используются

Более 54 % сельскохозяйственных угодий и 68 % пашни в настоящее время эродировано или эрозионно опасно На таких землях урожайность снижается на 10-30 %, а порой и на 90 %. По данным ФЦП «Сохранение и восстановление плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и агро-ландшафтов как национального достояния России на 2006-2010 годы», в нашей стране сельскохозяйственные угодья, выбывшие из оборота за последние 15 лет, составили 15 млн га.

Система противоэрозионных мероприятий  - сочетание различных групп противоэрозионных мероприятий (организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических), обеспечивающих защиту почвы от эрозии.

Почвозащитные севообороты. Чтобы защитить почвы от разрушения, необходимо правильно определить состав возделываемых культур, их чередование и агротехнические приемы. При почвозащитных севооборотах исключают пропашные культуры (так как они слабо защищают почву от смыва, особенно весной и в начале лета) и увеличивают посевы многолетних трав, промежуточных подсевных культур, которые хорошо защищают почву от разрушения в эрозионно опасные периоды и служат одним из лучших способов окультурирования эродированных почв.

На склонах крутизной до 3-5° со слабо- и среднесмытыми почвами, где появляется опасность проявления эрозии, предпочтение в севооборотах отдают травам и однолетним культурам сплошного сева. На более крутых склонах (крутизна 5-10°), в основном со средне- и сильносмытыми почвами, в севооборотах увеличивают посевы многолетних трав и промежуточных культур, которые хорошо защищают почву от эрозии.

Агротехнические противоэрозионные мероприятия. Почвы на склонах резко отличаются от почв на равнинных участках, поэтому и приемы земледелия в первом случае должны иметь специфический характер.

Наиболее простыми мероприятиями по регулированию поверхностного стока талых вод являются вспашка, культивация и рядовой посев сельскохозяйственных культур поперек склона, по возможности параллельно основному направлению горизонталей.

Один из наиболее эффективных почвозащитных приемов на склоновых землях - замена отвальной вспашки обработкой почвы без оборота пласта.

Лесомелиоративные противоэрозионные мероприятия. В комплексе мер, направленных на борьбу с водной и ветровой эрозией почв, важное место принадлежит агролесомелиорации из-за ее дешевизны и экологической безвредности. Созданием защитных лесонасаждений занимаются в России более 500 предприятий. Ими заложено 2,8 млн. га на землях сельхозпользования, в основном в районах с интенсивным ведением сельского хозяйства. Основными лесомелиоративными противоэрозионными мероприятиями являются: создание водорегулирующих лесополос в малолесных районах, создание водоохранных лесных насаждений вокруг прудов и водоемов, сплошные противоэрозионные лесопосадки на сильноэродированных крутосклонных и бросовых землях, непригодных для использования в сельском хозяйстве.

Расстояние между продольными (основными) лесными полосами должно обеспечивать хорошую защищенность полей от вредоносных ветров. Этим задачам отвечает расстояние, равное 25-30-кратной высоте деревьев: от 350 м на темно-каштановых почвах до 600 м на серых лесных, оподзоленных и выщелоченных черноземах.

Расстояние между поперечными полосами устанавливают до 2000 м, на песчаных почвах - до 1000 м.

Ширину лесных полос увязывают с их конструкцией. Полезащитные (ветроломные) полосы обычно проектируют продуваемой конструкции, реже ажурной, 3-4-5-рядные шириной 9, 11, 13 м. В целях экономного расходования площади пашни под лесополосами, а также учитывая большие затраты на их создание и уход, стремятся установить минимально необходимую площадь под лесонасаждениями.

Защищенную полезащитными лесополосами площадь Р определяют по формуле:

Р = L1C2 + L2C2 – С1С2n,

где L1 и L2 - суммарная протяженность соответственно всех продольных и поперечных лесополос, м;

C1 и С2 - ширина полосы защитного влияния соответственно продольных и поперечных лесополос, м;

n - общее число межполосных участков.

Значения С1 и С2 вычисляют по формуле:

C1,2 = НКлпКа, 

где Н - средняя высота лесной полосы (10-15 м);