Контурно-мелиоративная организация землепользования

Площадь зерновых в структуре посевов в Украине составляет более 50%, примерно половину ее отведено под озимую пшеницу. Эта культура и другие колосовые считались почвозащитными, поскольку под ними эрозионные процессы развивались сравнительно в небольших размерах. Однако применение интенсивных технологий, технологических путей на посевах приближает эти культуры по эрозионной опасностью в пропашных.

Исследованиями доказано, что наиболее полно и эффективно можно предотвратить эрозию в системе почвозащитной обработки с контурно-мелиоративной организацией земле пользования.

Суть этой системы в первую очередь заключается в дифференцированном подходе к использованию пахотных земель, которые разделяют на три технологические группы. Первая группа: равнинные земли, а также склоны крутизной до 3 °. Сюда относятся все пахотные земли, технологически пригодны для выращивания пропашных культур (в том числе свеклы) поперек склона. Здесь внедряют интенсивные полевые севообороты с максимальным насыщением пропашными культурами: сахарная свекла - 25-30%. Кукуруза на зерно - до 20, горох - 15-20%. Таким образом, на равнинной части землепользования, согласно рекомендациям Института земледелия УААН, концентрируют все пропашные культуры и посевы озимой пшеницы, выращиваемой по интенсивной технологии с обязательными технологическими путями поперек склонов или контурно. Размещение пути даже на незначительных склонах вдоль приведет к резкому усилению размыва почвы, потерь элементов питания, заиливание водоемов.

Высокая концентрация в первой технологической группе земель пропашных культур требует корректировки системы применения органических удобрений. Для компенсации потерь органического вещества вследствие высоких темпов ее минерализации в зерно-паро-пропашных севооборотах стоит рекомендуемые сейчас зональные нормы органических удобрений увеличивать на 40-50%, при необходимости - за счет уменьшения их в почвозащитных севооборотах, где баланс органического вещества регулируется наличием двух- трех полей многолетних трав.

Ко второй технологической группе относятся обрабатываемые земли на склонах крутизной от 3 до 7 °. Здесь размещают интенсивные зерно-травяные севооборота:

I. 1-2 - многолетние травы; 3 - озимая пшеница 4 - озимая рожь; 5 - ячмень с подсевом многолетних трав.

II. 1-3 - многолетние травы; 4 - озимая пшеница 5 - озимая рожь, пожнивные; 6 - ячмень с подсевом многолетних трав.

III. 1-2 - многолетние травы; 3 - озимая пшеница 4 - озимая рожь на зеленый корм, послеукос обычной строчной сева; 5 - ячмень с подсевом многолетних трав. Доля многолетних трав здесь, в зависимости от структуры посевных площадей, может достигать 40-50% общей площади группы.

Третья технологическая группа - это земли на склонах крутизной более 7 °, на которых трудно проводить даже самые простые технологические операции поперек. Здесь проводят постоянное заложенные с коротким полевым периодом:

I. 1-4 - многолетние травы; 5 - озимые с подсевом трав.

II. 1-3 - многолетние травы; 4 - озимые с подсевом донника; 5 - донник; 6 - озимые с подсевом многолетних трав.

Благодаря дифференциации земельного фонда часть посевов культур, которые способны предотвращать эрозию, с равнинной части землепользования переносят на склоны, что позволяет исключить размещение пропашных на склонах, поскольку для них освобождается площадь на землях первой технологической группы. Но для этого здесь нужны севооборота, в которых на долю пропашных можно довести до 50-60%. Понятно, что для обеспечения их высокой производительности надо поднять на соответствующий уровень все факторы роста и развития растений. В частности, чтобы поддержать положительный баланс гумуса, высокую биологическую активность почвы, оптимизировать его агрофизические показатели, здесь нужно вносить не менее 18-20 т / га органических удобрений. Необходимо обеспечить также бездефицитный баланс основных питательных веществ и оптимальную реакцию почвенного раствора.

Сильноэродированных размытые почвы на крутых склонах балок надо использовать под постоянное заложенные бобово-злаковыми смеси с периодической их изменением че-резсмуговим перезалуженням.

Склоны крутизной более 20 ° после террасирование используют плодовые и лекарственные древесные насаждения - орех, облепиху, черноплодную рябину, калину, липу.

Организация территории при этом основывается на контурных пределах между технологическими группами земель, по которым проектируются водорегулирующие лесополосы, усиленные простейшими гидротехническими сооружениями (канавы в нижнем междурядье и вал или вал-дорога внизу опушки - рубеже первого порядка).

Важнейшей составной частью контурно-мелиоративной организации территории является создание нового элемента - полевой гидрографической сети, которую размещают по границам технологических групп земель. Таким образом, создают контурную организацию территории, на местности фиксируют так называемыми мерами постоянного действия: водорегулирующие обрабатываемыми валами, валами-дорогами, лесополосами. В случае необходимости их совмещают и обязательно дополняют залуженным водотоками. При этом предусмотрено заделки и выположенным оврагов, вклиниваются в пахотные земли, строительство противоэрозионных прудов, восстановление природных и создание искусственных водотоков.

Связь в системе эколого-технологических групп земель осуществляется на основе хорошо зафиксированных контурных рубежей между группами земель, чаще всего с помощью водорегулюючих валов и лесополос. Выполняя свою основную функцию безопасного отвода незатриманои в середине полей агротехническими мерами части стекающей воды в залуженные водотоки, они направляющими линиями для контурного выполнения отдельных технологических организаций и прежде всего основной обработки и посева сельскохозяйственных культур.

По границам между первой и второй, а в отдельных случаях - между второй и третьей технологическими группами земель устанавливают линейные рубеже в виде вала-дороги, водорегулирующие вала, вала-террасы, лесополосы, вала-канавы в сочетании с лесополосой.

Линейные рубеже размещают с максимальным приближением к направлению горизонталей. На многоскатных и сильно волнистых склонах, а также при пересечении котловин и микрознижень линейные рубеже целесообразно размещать так, чтобы радиусы поворота на землях первой технологической группы не превышали 60 м, второй - 30 и третьей - 15 м.

Протяженность линий рубежа вдоль склона зависит от его крутизны, типа почв и хозяйственного использования участка (табл. 42). В связи с тем, что при чередовании культур в севообороте в полях периодически размещают культуры с разной почвозащитных способностью, допустимую длину линий тока определяют по наиболее опасной в эрозивном отношении. В полевых севооборотах это чистый пар и сахарную свеклу, в почвозащитных - зерновые.

Линейные рубеже первого порядка дополняют рубежами второго и третьего порядков, которые размещают при устройстве севооборота и природных кормовых угодий по границам полей и рабочих участков, синожате- и пастбище необоротных участков и внутри них. Виды, размеры и количество линейных рубежей, их размещение по территории устанавливают при проектировании на основе гидрологических расчетов, поверхностного стока воды и смыва почвы.

Таблица 42

Допустимая длина линии тока по рабочему направлении, м (М. И. Лопырева)

Для самого производительного использования современной и перспективной широкозахватной сельскохозяйственной техники и орудий рациональные прямоугольные поля и рабочие участки. Поэтому на ровных участках и склонах крутизной не более 1 ° нарезают прямоугольные поля, размещенные длинными сторонами поперек преобладающих эрозионно угрожающих ветров. По их пределах проектируют узкие 2-3 рядные полезащитные лесные полосы ажурной и продувая конструкции.

На участках со средним рельефом и склонами крутизной более 1 ° поля нарезают длинными сторонами поперек склона по линиям, приближенных к горизонталей. Допускается отклонение от горизонталей только на коротких отрезках (50-100 м) с уклоном не более 1,5-2 ° по линии пределы поля. В этом случае по границам полей проектируют двухрядные водорегулирующие лесные полосы, усиленные в междурядье валом-канавой с земляными перемычками (рубеже второго порядка).

Внутришньопольова организация включает выделение рабочих участков, которые по возможности должны быть однородными, компактными, удобными для работы техники. Целесообразно параллельно-контурное размещение элементов проектируемых так, чтобы длинные стороны полей и рабочих участков приближались к горизонталей, выпрямляясь в котловинах. Ширина рабочих участков по всей длине должна быть кратной ширине захвата почвообрабатывающих и посевных агрегатов.

Если вдоль склона в пределах первой и второй технологических групп земель скорость капель на полях севооборотов превышает допустимые пределы, проектируют рубеже третьего порядка. При этом предпочтение отдают наорюваним валам, которые обрабатываются. На землях второй технологической группы в случае необходимости проектируют сложные земляные сооружения.

Таким образом, противоэрозийную организацию территории осуществляют в такой последовательности: выделение земельных фондов (технологических групп земель) по интенсивности использования, размещения водорегулирующих полос, усиленных канавой и валом-дорогой, по границам перехода одного фонда в другой (рубеже первого порядка). Размещение севооборотов на выделенных фондах, полей севооборотов, лесополос с валом-канавой между полями (рубеже второго порядка) и внутри их, рабочих участков внутри полей с рубежами следующих порядков, сети полевых дорог и полевых станов.

Полевые дороги размещают по линиям водоразделов, по нижним опушках лесополос. По коротким сторонам полей дороги, как и лесополосы, нарезают строго перпендикулярно горизонталям с устройством распылителей стока.

Размещение линейных рубежей оценивают по отклонению их от линий тока или от горизонталей. Горизонтальными считают рубеже, в которых отклонение от линий тока не менее 80 ° или от горизонталей не более чем на 10 °. Наиболее нежелательное отклонение от линии тока и горизонталей на 45 °, так как в этом случае тот или иной рубеж концентрирует наибольшее количество воды.

Овраги, которые вклиниваются в пашню и затрудняют контурную организацию территории, вы-положують, промоины засыпают. Это делают после сооружения водозатримувальних или водоотводных валов выше оврагов или промоин, которые засыпаются. Это предотвращает поступление потоков воды с водораздельных площадей на виположени участка. Небольшие промоины глубиной до 30 см заравнивают во время пахоты несколькими проходами обычного плуга, а затем почву обрабатывают поперек склона. Большие промоины и овраги виположу ют бульдозерами, сняв перед этим гумусовый слой почвы вдоль их. После выпол-жевания откосов снят гумусовый слой почвы распределяют по поверхности виположу-ного оврага. Там, где толщина наносимого слоя менее 15 см, проводят землевания привезенным грунторезные-основой. В оврагах, которые нельзя виположиты, насаждают лес, устраивают зоны отдыха и тому подобное.

Полезащитные лесополосы. Их создают в первой группе земель для улучшения микроклимата полей, защиты их от пылевых бурь, засух и суховеев. В условиях распространения ветровой эрозии защитное действие их выражается в изменении структуры ветрового потока и уменьшении его скорости, задержании частиц грунта, движущихся и соответственно в ослаблении разрушительного действия ветра на почву. Эффективность лесополос при этом в значительной степени зависит от их витропроникности. Как показывают исследования и практика, в этом плане наиболее целесообразные полосы ажурно-продувочной конструкции с просветами по профилю между стволами 60-70 и в кронах деревьев 15-30%. Они не только предотвращают выдуванию почвы, но и способствуют накоплению снега на полях.

Массовыми обследованиями, проведенными в разных природно-климатических зонах, установлено, что под влиянием лесных полос урожайность зерновых культур может быть на 2-8 ц / га выше, чем на открытых полях. Всего реагируют на воздействие лесных полос люцерна, сахарная свекла, подсолнечник, озимая пшеница, кукуруза на силос, картофель.

Стокорегулювальни лесные полосы закладывают по границам технологических групп земель. В отдельных случаях на длинных склонах и при высокой опасности водной эрозии их проектируют внутри полей уже на склонах крутизной 0,5 °. Влияние стокорегулюваль ных лесополос на водную эрозию выражается в кольматация смытого почвы, уменьшении скорости поверхностного стока, его водопоглощении.

Лесные насаждения фильтруют как поверхностный, так и внутрипочвенный сток, удерживая большую часть биогенных веществ и нитратов. Все это снижает загрязнение поверхностных и грунтовых вод, опасность появления эвтрофикации водоемов.

Наиболее полно водорегулирующие и противоэрозионная эффективность лесополос проявляется, когда они расположены перпендикулярно к линиям стока (по контуру) и стекающая вода поступает к ним рассеяно. Поэтому на склонах с односторонним падением их создают поперек склона прямолинейно, а на рассеивающих и собирающих - по контуру. В некоторых случаях лесополосу прерывают на плане, смещают ее следующий отрезок второго горизонталь, ниже или выше по склону, чтобы избежать пересечения ею горизонталей.

При таком размещении лесополос улучшаются условия сниговидкладання и увлажнения почвы, так уменьшается сдувания снега в гидрографическую сеть и создаются условия более рассеянного поступления талых вод от снежных шлейфов вниз по склону и увлажнения полей.

Максимальную протиероийну способностью обладают густые кустарниковые полосы, в которых основная масса наносов грунта откладывается на расстоянии 1,5-2,5 м от верхнего опушки.

Стокорегулювальни полосы в первые 2-3 года жизни после посадки не имеют противоэрозионных значение и сами нуждаются в дополнении другими мерами. Резкому уменьшению стока и эрозии можно достичь совмещением водорегулирующих и в некоторых случаях приовражных лесных полос с простейшими гидротехническими сооружениями: прерывистой канавой в нижнем междурядье с валом на опушке и водозатримуваль ным валом по нижнему краю лесополосы, а также приузлиснимы валами на угловинах.

Главное назначение этих сооружений следующее: создать подпор и условия для временного затопления по возможности всей площади насаждения и тем самым обеспечить интенсивное впитывание в нем воды в течение снеготаяния или во время ливня; задержать максимально возможный объем воды в насаждении и уменьшить сток; в некоторых случаях частично отвести воду на участки, не размываются; создать условия для задержания и кольматажа продуктов смыва с вышележащей площади. Все это значительно уменьшает или частично отводит сток и обеспечивает защиту эрозионно-опасных земель, лежащих ниже, от смыва, размыва и заиления, способствует пополнению грунтовых вод, а в ряде случаев - формированию их нового верхового горизонта или устойчивой верховодки и дополнительном увлажнению почвы.

Учитывая необходимость часто иметь лесополосы одновременно высокой полезащитной и водорегулирующие действия, наряду с усиленной гидротехники их делают ажурной конструкции в нижней части склона и продувочной или ажурно-продувочной - в средней. Ширину полос устанавливают в пределах 12-16 м (4-5 строк), а расстояние между ними определяют на основе эрозионно-гидрологических расчетов - 220-140 м на серых лесных почвах; 320-190 на черноземах луговых и обычных и 180-120 м на каштановых почвах.

Земляные и другие противоэрозионные сооружения в середине полей. В случае больших водосборов и наличии протяженных склонов для устранения опасности эрозии пашни стокорегулю-ных лесных полос и валов по границе технологических групп земель часто бывает недостаточно, и тогда в середине полей севооборотов для безопасного сброса лишних вод паводков или слив рекомендуется оборудовать водостоки, виположуваты котловины или устраивать противоэрозионные рубеже второго порядка в виде земельных валов различной конструкции. Особенно сильно снижает эффективность земледелия на основе контурной организации территории расчлененности полей впадинами. В связи с увеличением боковых уклонов (до котловин) в этом случае обрабатывать почву по контуру на значительной части поля приходится вдоль микросхилив и котловин.

По дну распаханных овраги водяные потоки снежных и ливневых вод делают большие промоины, которые достигают в отдельных случаях 0,7-1 м глубины и 1,5-2 м ширины. Дальнейшее углубление их делает непроходимыми для сельскохозяйственных машин и орудий, расчленяет поля на небольшие участки, ограниченные двумя впадинами и вытянутые вдоль склона.

Исследования Института зерна УААН свидетельствуют, что ликвидировать котловины на пашне, предотвратить их размыва и углублению достаточно быстро можно путем армирования растительными остатками грубостеблових культур (подсолнечник, кукуруза, сорго), а еще лучше стержнями обмолоченных початков кукурузы. Заключенные в промоину слоем 20 см и более, они хорошо фильтруют воду и обеспечивают кольматаж смытого грунта и безопасный сброс остатков в гидрографическую сеть. Зимой грунт под ними практически не промерзает, поэтому хорошо впитывает влагу. Около 85% мелкозема транспортируемого водой, оседает в зоне водотока, вызывая четко выраженный виположуючий эффект.

По сравнению с заложенные котловин прием обеспечивает высокую стокорегулюваль-на и кольматувальну эффективность сразу же после осуществления, и, в отличие от устройства на котловине обрабатываемых валов с широким основанием, не разрушается при переполнении водой даже при интенсивных ливнях.

Исследования показывают, что с точки зрения достижения наиболее мелиоративного эффекта армирования котловин растительными остатками лучше проводить осенью в основной обработки. Расходы материалов при этом зависят от параметров котловин. При ширине последней, например, 5 м и глубине 0,5 м их на один линейный метр котловины нужно от 1,2 до 1,5 м ^3.

Чтобы предотвратить вынос мульчирующее материала водой и обеспечить высокую кольматувальну способность приема, армирование котловин важно осуществлять от водораздела вниз по склону и чтобы толщина мульчирующее слоя в самом глубоком месте была не меньше 20 см, но и не больше, чем глубина впадины. Прием особенно эффективен, когда глубина промоин равна глубине основной обработки (20-30 см). В этом случае мульча больше смешивается с почвой, предотвращает смыва ее талыми и ливневыми водами и ускоряет разложение микроорганизмов летом.

При армировании глубоких (глубже 0,5 м) и узких (до 5 м) котловин для предотвращения смыва мульчи по краям котловины ее закрепляют приорюванням в 1-2 прохода агрегата вдоль. Следующий основную обработку поля в этом случае, независимо от типичных особенностей орудий, проводят по контуру с обязательным исключением агрегата на замульчованих котловинах.

На допосевного и послепосевного обработках весной на таком поле в первый год осуществления приема используют только гидрофицированные агрегаты, позволяющие переводить орудие в нерабочее положение в местах армирования котловин, а также регулировать их углубление зависимости от уплотнения почвы и наличия на поверхности растительных остатков при безотвальной поля. Культуры сеют обычными агрегатами и в принятом режиме.

Из земляных сооружений в практике контурно-мелиоративной организации землепользования всего распространены различной конструкции соответствующие борозды - распылители стока и обрабатываемые стокорегулювальни валы-террасы. Первые достаточно простые и наиболее эффективные по предотвращению дальнейшего развития линейной эрозии на полях. Они предназначены для распыления больших потоков воды на мелкие в случаях, когда они формируются в ранее созданных промоинах, вдоль разных границ, дорог и тому подобное.

Распылитель стока представляет собой валик высотой 40-60 см, что перекрывает водоток, и выводной борозду, является продолжением валика и перерезает местный водораздел. Если нет выраженных котловин, то распылители делают в виде борозды или выемки с валиком в зависимости от местных условий и орудие, которым создаются. Они могут проходить прямолинейно или криволинейной, но обязательно с таким расчетом, чтобы борозда или выемка во всех случаях была выше валика по склону и стояла первой на пути стока. На котловинах их направляют под углом 45 ° к оси котловины. Здесь они могут находиться на расстоянии 40-80 м друг от друга. Концентрированные струи воды выводятся распылителями в различных пунктах из своих водотоков на повышенные участки, где вода рассеивается и частично поглощается, теряет еродуючу энергию и поступает на другие участки уже ослабленными струями.

Соответствующие борозды-валики и различные распылители стока сооружают с помощью малозахватного плантажную плуга ППН-40 в агрегате с гусеничным трактором или обычным навесным плугом ПН-4-40, у которого оставляют два средних корпуса, а на втором устанавливают удлиненную полку КВ-1. Конечно валик-распылитель нагребают в два прохода агрегата, причем после первого наорювання его уплотняют гусеницей трактора, используя для этого обратную проход агрегата. На пашне такую работу проводят ежегодно, на перелози и посевах многолетних трав - один раз в 3-4 года.

Обрабатываемые валы-террасы на пашне сооружают для регулирования стока, незатры-маного агротеничнимы контурными мерами в середине полей. Они представляют собой горизонтальные (водозатримувальни) или наклонные (стокорегулювальни) насыпные или на-пахотные валы высотой 40-60 см с шириной у основания 10-12 м с закладкой откосов 1: 10 - 1: 12.

Расчленяя склон на небольшие отрезки (33-43 м), валы-террасы равномерно распределяют твердые и жидкие осадки по поверхности почвы, предотвращают выдуванию снега и задерживают воду в пруду.

В опытах Института зерна УААН, когда валы-террасы размещали на пашне черного пара, они оказывались в регулировании стока неэффективными. Здесь вследствие низкой противоэрозионной устойчивости фона, слабой водопроницаемости почвы, высокой мутности стекающей воды углубление перед валом быстро виположувалися и на котловинах наблюдался усиленный линейный размыв почвы уже при ливнях 40 мм и интенсивностью 1,5-1,8 мм / мин. В Степи малодоцильне в противоэрозионных отношении и сооружения на пашне валов-канав.

К недостаткам валов-террас на пашне следует отнести и то, что их сооружение во всех случаях приводит пестрота потенциальной и эффективного плодородия. В выемки валов на 25 - 35% уменьшается содержание гумуса, легкогидролизованого азота, подвижного фосфора и обменного калия.

В связи с острой засушливостью климата в системе валов-террас в Степи не наблюдается и ожидаемого улучшения водного режима почвы. Особенно неблагоприятные условия влагообеспеченности создаются на юго-восточных и западных склонах на коньковых элементах валов, где больший приток тепла и сухого воздуха приводит растрескивание почвы и его высушивания.

На валах-террасах в пределах эколого-технологических групп земель при существующей системе машин практически невозможно соблюдать заданной глубины допосевного культивации по гребню валов и в виямковий части. При заданной, например 6-8 см, она здесь варьирует от 0 до 18 см. В результате семена выращиваемых культур заворачивается не в одинаковую глубину, лестницы при отсутствии дождя сжиженные и часто зарастают сорняками. Весной на поле с валами-террасами неравномерно поспевает почву и возможные вымокание и гибель от притертой ледяной корки озимой пшеницы и многолетних трав в прудовой зоне, где вода после снеготаяния зимой не превышает вовсе, а весной стоит 6-8, иногда и более суток. Урожайность озимых и яровых колосовых зерновых в выемки валов может снижаться на одну треть, а иногда и наполовину.

Обязательным элементом противоэрозионной организации территории, обеспечивает функционирование системы в саморегулируемых режиме, есть оборудованные в середине полей или по их краю водотоки для безопасного сброса незатриманои агротехническими мероприятиями и водорегулирующие рубежами воды сильных паводков и ливней.

Сооружают водотоки на основе гидрологических расчетов и на пропускной способности стока не менее 10% -ной обеспеченности, используя как природные ложбинки, так и искусственно созданные. Преимущество первых в том, что в них на дне русла часто сохраняется естественная растительность и они могут надежно срабатывать сразу же после внедрения системы, вторые - лучшие после заложенные.

Для предотвращения размыва русла водотоков их залужують злаковыми многолетними травами, которые не боятся временного затопления, частичного заиления и хорошо скрепляют почву корнями в верхнем слое. С низовых злаков - это райграс, мятлик, овсяница, лисохвост, костер.

В Институте земледелия УААН хорошие результаты получили при заложенные водо- токов Полевица ростковой. Это многолетнее морозостойкая культура формирует устойчивую противоразмывных дернину при вегетационного и семенном размножении, хорошо развивается в местах с резко меняющимися условиями увлажнения, переносит заиления и вытаптыванию и тому подобное.