Проект комплексной мелиорации и использования участка

К особым видам  эрозии относится речная, береговая, горная и техническая.

Мероприятия по борьбе с  эрозией почв должны носить комплексный характер. В комплекс мер по борьбе с эрозией почв входят организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические мероприятия.

Организационно-хозяйственные  мероприятия. В системе противоэрозионных мероприятий ведущая роль принадлежит организации территории, в основе которой лежит правильное размещение на эродированной территории сельскохозяйственных угодий и севооборотных массивов, полей севооборота и производственных (бригадных) участков. Такое размещение ведется с учетом особенностей рельефа, экспозиции склонов, почв и степени их смытости, чтобы при проектировании агротехнических, лесомелиоративных, гидротехнических и других мероприятий создать наилучшие условия для агротехники культур, главным образом противоэрозионной и механизации процессов сельскохозяйственного производства.

В целях предупреждения эрозионных процессов немаловажное значение имеет правильное размещение дорожной сети, пастбищ, прогонов скота, а также больших садовых массивов на склонах и балках.

Противоэрозионные мероприятия, особенно защитные насаждения, в каждом хозяйстве проектируют во время внутрихозяйственного землеустройства в увязке с общей организацией территории, в единой системе мероприятий, направленных на повышение урожаев сельскохозяйственных культур.

Агротехнические мероприятия. Большинство агротехнических приемов является составной неотъемлемой частью технологии обработки почвы при возделывании сельскохозяйственных культур.

Агротехнические противоэрозионные мероприятия  осуществляют с целью: предупреждения или резкого сокращения возможности проявления эрозионных процессов; повышения сопротивляемости почв смыву, размыву и выдуванию; увеличения водопоглощающих свойств почвы и уменьшения скорости ветра в приземном слое; накопления и сбережения влаги в районах недостаточного увлажнения; восстановления и повышения плодородия почв. Это достигается: применением способов обработки почвы, улучшающих водопоглотительную способность и устойчивость почв к смыву, размыву и выдуванию ветром, созданием на значительной части пашни сплошного растительного покрова с почвозащитным чередованием сельскохозяйственных культур; проведением мероприятий по задержанию и регулированию поверхностного стока; применением органических и минеральных удобрений.

Наиболее  эффективным и простым агротехническим приемом защиты почв от водной эрозии является глубокая зяблевая вспашка поперек склона на глубину 25-35 см. Глубина вспашки зависит от мощности гумусового слоя и экспозиции склона. При этом приеме запас воды в метровом слое почвы увеличивается на 20-25 мм, в 2-3 раза сокращается смыв почвы и на 2-2,5 ц/га повышается урожай зерновых культур. При этом приеме все последующие обработки (боронование, культивация, посев) проводят поперек склона.

На пологих  односкатных склонах крутизной  до 4° применяют поперечное обвалование зяби и паров плугом с удлиненным отвалом, который одновременно со вспашкой создает валики высотой 0,20...0,25 м, чередующиеся с бороздами (через 1,4...1,7 м).

Наряду с  обвалованием применяют прерывистое  бороздование навесным чертырехкорпусным плугом (или пятикорпусным прицепным плугом со снятым пятым корпусом), оборудованным специальной крыльчаткой, которая образует перемычки. Иногда борозды нарезают окучниками.

На сложных  склонах крутизной до 6° более  эффективным способом является поделка  микролиманов плугом «Пахарь» со специальным приспособлением УМЛ-1-90. Можно применять лункообразователь ЛОД-10 или специальные приспособления к лущильникам ЛД-10 и ЛД-5.

При такой  обработке почвы на поверхности  пашни образуются понижения глубиной до 0,10-0,15 м, длиной 1,10-1,20 м и шириной 0,3-0,9 м, которые задерживают на каждом гектаре от 250 до 350 м³ воды.

Вспашку почвы  с почвоуглублением, обвалование, поделку  микролиманов применяют на позднеосенней зяби.

При обработке  ранней зяби и ранних паров, обрабатываемых в течение лета, наиболее эффективно лункование, которое выполняют теми же орудиями, что и поделка микролиманов. При обработке почвы лункообразователем на поверхности пашни получаются лунки глубиной 18-20 см, шириной до 30 см и длиной до 120 см, которые весной задерживают на каждом гектаре 250- 300 м³ воды. Этот прием обработки повышает урожай сельскохозяйственных культур на 2-3 ц/га.

Эффективными  агротехническими приемами являются кротование и щелевание почвы. Кротование проводят навесным кротователем КНА-100, который создает на глубине 40-50 см от поверхности цилиндрические пустоты диаметром 5-6 см на расстоянии 1-1,5 м одна от другой. Кротование способствует задержанию до 150 м³ воды на каждом гектаре и увеличивает урожай зерновых культур на 2-3 ц/га.

Щелевание почвы  применяют для предотвращения образования на поверхности пашни водонепроницаемой корки. Оно заключается в поделке специальными орудиями узких (3-5 см), но глубоких (до 60 см) щелей с расстояниями между ними 1-1,5 м. Щелевание выполняют каналокопателями КЗУ-0,3 в агрегате с гусеничным трактором, рыхлителем ГР-2,7 или специальными ножами, установленными на раме плуга. Щелевание почвы способствует уменьшению поверхностного стока и повышению урожая сельскохозяйственных культур.

На крутых склонах и в районах распространения ветровой эрозии применяют полосное земледелие и буферные полосы. Сущность полосного земледелия состоит в том, что посевы сельскохозяйственных культур по-разному защищают почву от эрозии. Наибольшее защитное действие проявляется на посевах многолетних трав и озимых зерновых, меньшее – при возделывании пропашных культур.

При полосном земледелии сельскохозяйственные культуры размещают полосами поперек склона, хорошо защищающими почву от смыва и выдувания с менее устойчивых к эрозии почв. Ширину полос устанавливают в зависимости от агроклиматических условий и делают кратной четному числу проходов посевных сельскохозяйственных машин (на склонах до 8° – 20-40 м, на равнине – 50-150 м).

На длинных  и крутых склонах, занятых под  сады и пропашные культуры, применяют буферные полосы в виде узких лент из многолетних трав или кустарника, расположенных поперек склона. Ширина полос берется 4 – 6 м с расстоянием между ними 30-40 м на склонах 6-8° и 8-10 м с расстоянием между полосами 20-30 м на склонах крутизной 10-12°.

Большое значение для уменьшения интенсивности эрозионных процессов имеет регулирование  местного стока (снегозадержание, регулирование таяния снега и др.) и применение системы удобрений, улучшающих структуру и физические свойства почвы.

Используют  также способы минимальной обработки почвы, при которых значительно сокращается число механических обработок.

Хорошо себя зарекомендовала система мелиоративного земледелия с контурно-полосной противоэрозионной организацией территории. При такой организации территории площадь водосбора делится на ряд полос по горизонталям, начиная от водораздела до гидрографической зоны.

Регулирование поверхностного стока осуществляется валами, совмещенными с водопоглощающими канавами глубиной 60-70 см, заполненными органическими материалами (виноградная лоза, солома). Валы и канавы располагают строго по горизонталям. Ширину полос принимают в зависимости от агроклиматических условий и рельефа. По контуру каждой полосы сажают лесные или плодовые деревья строго по горизонталям.

Органические  материалы, заполняющие канавы, в  сочетании с лесными полосами способствуют водопоглощению и восполняют отсутствие лесной подстилки и степного войлока, что предупреждает промерзание почвы даже при сильных и длительных морозах.

Лесомелиоративные мероприятия. Лесные полосы размещают в соответствии с существующими инструкциями по полезащитному лесонасаждению. В зависимости от защитной роли и места размещения на склонах противоэрозионные лесные насаждения делятся на:

приводораздельные, размещаемые на водоразделах. Они способствуют накоплению снега на водоразделах и защите прилегающих склонов от ветров;

водорегулирующие, размещаемые на перегибах склона от водораздела до бровки гидрографической сети. Они способствуют задержанию поверхностного стока и уменьшению его разрушительной силы;

прибалочные и приовражные, размещаемые по границам полей севооборотов на 3-5 м выше бровок балок и оврагов. Они предотвращают рост оврагов и укрепляют их берега, регулируют поверхностный сток на вышележащем склоне и уменьшают эрозию почв;

насаждения  на берегах балок речных долин  и откосах оврагов, способствующие их закреплению и предотвращению размывов. Они также задерживают склоновый сток на вышерасположенном склоне;

донные лесные насаждения, размещаемые в днищах балок и оврагов и предотвращающие  их размыв.

Расстояния  между лесными полосами на склонах  устанавливают с учетом формы, крутизны, экспозиции и протяженности склонов и водопроницаемости почв. Ширина лесных полос принимается минимально необходимой для более полного задержания поверхностного стока. Для водорегулирующих лесных полос она равна 12-20 м, для прибалочных – 20-30 м.

В равнинной  местности для защиты почв от ветровой эрозии закладывают продольные полезащитные лесные полосы, располагаемые поперек направления господствующих ветров (основные), и поперечные (вспомогательные).

Лесные полосы совмещают с границами полей севооборотов.

 

3.2. Расчет влаго- и  воздухоёмкости почв, возможности  предотвращения поверхностного  стока и эффективности использования  осенне-зимних осадков при естественном  сложении почвы и после глубокого  рыхления

Расчитаны показатели водно-воздушного режима почвы и максимальное использование осенне-зимних осадков для формирования урожая сельскохозяйственных культур при минимальных затратах при естественном сложении почвы, а также после проведения глубокого рыхления почвы по приведённым ниже формулам. Рассчитанные показатели занесены в таблицу 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2 – Расчет влаго- и воздухоемкости почвы, возможности  предотвращения поверхностного стока  и эффективности использования  осеннее-зимних осадков при естественном сложении почвы и после глубокого  рыхления

№ п/п	Показатели	Ед.изм.	Водораздел, тяжелые суглинки		Склон,  глина
			при ест.слож.	после глуб. рыхления	при ест.слож.	после глуб. рыхления
						1 раз	2 раз
1	Годовое кол-во осадков (Wос.год.)	мм	500	500	500	500	500
2	Летнее кол-во осадков (Wос.лет.)	мм	240	240	240	240	240
3	Осен.-зим. кол-во осадков (Wос.осен.-зим.) (1-2)	мм	260	260	260	260	260
4	Пористость  почвыт (Wпор.)	% Vпочвы	45	55	40	50	55
5	Полная влагоемкость (Wпв.)	мм	450	550	400	500	550
6	Наименьшая  влагоемкость(Wнв.) (5-7)	% пв	94	76	98	78	71
		мм	423	420	392	390	390
7	Воздухоемкость (Wвоздуха)	% пв	6	24	2	22	29
		мм	27	130	8	110	160
8	Влажность устойчивого  завядания (Wвуз.)	% нВ	60	60	60	60	60
		мм	234	234	235	234	234
9	Водопроницаемость (Vвпит.)	мм/мин	0,007	0,035	0,0035	0,007	0,035
10	Продолжительность таяния снега (tТАЯНИЯ)	суток	10	10	10	10	10
11	Объем водопроницаемости  почвы (Wв-вм.) (5-8)	мм	216	216	165	266	316
12	Объем продуктивной влаги (Wпрод.) (6-8)	мм	189	186	157	156	156
13	Объем впитывания (Wвпит.) воды в почву в период таяния снега	мм	101	504	50	101	504
14	Возможный объем  стока (Wстока из-за недост.) Wв-вм. (3-11)	мм	45	45	95	-6	-56
	Wвпит. (3-13)	мм	159	-244	210	159	-244
15	Реальный обьем  поступления  (Wреальн.)воды в почву  от осенне-зимних осадков (наименьшее из п.п. 3;11;12;13)	мм	101	186	50	101	156
		м3/т	1010	1860	500	1010	1560
16	Коэффициент водопотребления  зерновых культур (К)	м3/т	1000	1000	1000	1000	1000
17	Возможная урожайность  зерновых культур за счет осенне-зимних осадков (Увозм.) (15/16)	т/га	1,0	1,86	0,5	1,0	1,56

 

Вывод. На водоразделе объем воздуха в почве соответствует оптимальному, весь объем осенне-зимних осадков вмещается в почву и успевает впитываться в период таяния снега, поэтому никакого дополнительного рыхления на этой почве не требуется. На склоне наблюдается поверхностный сток. Пористость почвы меньше оптимальных значений, воздухоёмкость почв меньше оптимальных значений, поэтому для улучшения водно-физических свойств почвы, прекращения поверхностного стока необходимо провести одно глубокое рыхление вибрационными рыхлителями ВР-80 и РВШ-0,8 при оптимальной влажности. Из таблицы 2 видно, что после проведения глубокого рыхления на склоне улучшается воздухоёмкость почв, водопроницаемость, водовместимость и прекращается поверхностный сток.

Глубокое рыхление должно выполняться в севообороте в  сочетании с другими противоэрозионными мероприятиями с таким расчетом, чтобы глубокое рыхление или щелевание тяжелых почв проводилось не реже одного раза в 4-5 лет.

Регулирование водно-воздушного режима и доведение его до оптимальных  значений необходимо на всех почвах, нуждающихся в нем, независимо от уклона участка.

 

3.3. Проектирование лиманов и водозадерживающих валов

Проектирование лиманов  предусматривается в том случае, когда глубокое рыхление не обеспечивает предотвращение поверхностного стока осенне-зимних осадков, выпадающих непосредственно на участок или поступающих с прилегающих территорий, когда уклон участка менее 0,005.

Лиманы должны способствовать: дополнительному  увлажнению участка; продлению срока  поступления воды в почву и  сбросу избыточных вод после пика снеготаяния; предотвращению эрозии почвы. При проектировании лиманов следует выполнить расчеты расстояний между валами. Расстояние между валами лиманов вычисляют по формуле:                     

в = (Н₂-Н1)/i;

где Н₁- наименьший слой воды в лимане=0,2 м

Н₂ - наибольший слой воды в лимане=0,8 м

i - уклон участка.

Расчет расстояния между  валами:

для водораздела:

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4. Вычисление площадей  полей, подбор культур, разработка  севооборотов

для водораздела и  склона.

Проектирование севооборотов для водораздела и склона должно быть согласовано с противоэрозионными мероприятиями на этих элементах рельефа.

Прежде всего, необходимо разделить участки на поля, количество, размеры и форма которых должны соответствовать запроектированным ранее лиманам. Затем подобрать культуры и схемы севооборотов.