Агромелиоративные мероприятия по ускорению внутрипочвенного стока

5.2. Агромелиоративные мероприятия по ускорению внутрипочвенного стока

В основном применяют три приёма : кротование, глубокое мелиоративное рыхление, чизелевание.

Кротование - приём, направленный на пере- распределение почвенной влаги, находящейся в избытке в верхних слоях почвенного профиля, в нижние горизонты , и их аэрацию . Кротовины создают обычно на глубине 40-60 см (Зайдельман, 1996). «Кротовые дрены прокладывают кротодренажными машинами с уклоном 0,02 - 0,002. Длина дрен может быть равна 50-200 м. Кротовый дренаж без крепления стенок применяют преимущественно на тяжёлых глинистых и торфяных почвах. В последнее время стенки дрен начали укреплять путём введения в них суспензий хорошо разложившегося торфа, раствора сульфата железа, цемента и раствора других специальных составов. Кротовые дрены подсоединяют или к открытым каналам или к собирателям закрытого типа. Устья кротовых дрен выходящие в собиратель, укрепляют гончарными или бетонными трубками» (Дьяконов, Аношко, 1995). Кротование проводится вместе с пахотой или отдельно от пахоты.

Глубокое мелиоративное рыхление- Возможен также приём глубокого мелиоративного рыхления. «В настоящее время в отечественной и мировой практике применяются три разных типа рыхлителей: 1)Глубокие жёсткие рыхлители пассивного действия, 2)активные рыхлители с подвижным лемехом, совершающим возвратно-поступательные движения в вертикальной плоскости и обеспечивающим лучшее рыхление почв при меньшем тяговом усилии, и 3) рыхлители пневматического действия ... (Зайдельман, 1986). Задача глубокого мелиоративного рыхления почв с близким залеганием к поверхности водоупорных горизонтов состоит в «изменении неблагоприятных физических свойств подпахотных горизонтов на глубину 0,6 - 1,0 м, в переводе поверхностного стока во внутрипочвенный и его ускорение.» (Зайдельман, 1986). Другими словами в задачи глубокого мелиоративного рыхления почв с водоупорным иллювиальным горизонтом входит рыхление водоупорного горизонта с целью обеспечения связи гравитационной влаги, находящейся в верхних слоях почвенного слоя, с дренажной системой. В противном случае такая связь будет осуществляться только через редкие ходы червей, скорость её прохождения будет значительно меньшей и неблагоприятные условия для растений - застой влаги - отразятся на урожае с данного участка.

«Тяжёлые почвы с выраженными иллювиальными и элювиальными горизонтами занимают огромные площади в России и за рубежом. Их автоморфные и гидроморфные варианты, выделяемые в национальных классификациях как подзолистые, бурые лессивированные, подзолисто - болотные, псевдоглеи и т.д., обладают одним несомненно общим свойством- чёткой дифференциацией профиля на верхнюю относительно проницаемую и нижнюю- водоупорную и плотную зоны. Это позволяет признать, что по гидрологическому режиму рассматриваемые почвы должны иметь определённое сходство. » (Зайдельман, 1998).

Глубокое мелиоративное рыхление улучшает водопроницаемость суглинистых и глинистых почв, а также улучшает плотность сложения почвы. Следует опасаться неправильного применения глубокого мелиоративного рыхления : при использовании его на заболоченных бездренажных почвах условия для сельскохозяйственных работ становятся хуже и обычно снижается урожай .

При сплошном рыхлении рыхлится вся толща почвы, а при сплошном рыхлении-кротовании создаются кротовины ниже зоны рыхления .

Повторное рыхление осуществляют через 4-5 лет после капитального строительства. Проводится оно на глубину 0,4 м.

Чизелевание - мероприятие, направленное на разрушение уплотнённых горизонтов , находящихся под пахотным слоем до глубины 40- 45 см, и осуществляющееся с помощью специальных чизельных плугов (Зайдельман, 1996).

Говоря о почвах Нечернозёмной зоны, нужно отметить, что основным объектом глубокого мелиоративного рыхления здесь служат суглинистые и глинистые почвы, коэффициент фильтрации которых в слое 30- 80 см менее 0,2 - 0,3 м/сут. Разрыхлённые почвы здесь известкуются с целью улучшения их физических свойств. Кроме того с этой же целью в них вносят органические и минеральные удобрения. Почвы здесь формировались, как отмечалось выше, на суглинистых и глинистых покровных, моренных, озёрно-ледниковых, аллювиальных слабоагрегированных породах.

Эти почвы по применению глубокого мелиоративного рыхления делят на 3 группы :

1) Почвы на карбонатных мелкозёмистых породах ; материнской породой здесь служат элювий пермских отложений, озёрно-ледниковые карбонатные отложения, в том числе и ленточные глины. Эти почвы не требуют внесения извести . В эту группу можно отнести пойменные тяжёло иловато-глеевые, дерново-глеевые слитые почвы.

2) Кислые суглинистые и глинистые почвы , супесчаные почвы на двучленных водно-ледниковых отложениях. На глубине 30- 40 см эти почвы подстилаются суглинками и глинами.

3) Почвы на которых проведение глубокого мелиоративного рыхления нецелесообразно. К таким почвам принадлежат пойменные дерновые зернистые, торфяные почвы, болотно-подзолистые почвы на тонкослоистых кислых ленточных глинах, почвы, содержание камней в которых превышает 1% , т.е. 100 м³/га, или если содержащиеся в почве камни превышают размер 0,3м.

6 . Агрономические мероприятия

 

Существуют и другие проблемы. Так, при влажности равной или выше 75 % полной влагоёмкости, колёсные трактора и другая колёсная техника резко снижает скорость передвижения по такой почве, что делает более трудоёмким сельскохозяйственные работы: машины испытывают затруднения или при этом полностью исключается возможность их перемещения по полю.

При такой ситуации в дренаж вода не поступает, а почва, по которой ведутся сельскохозяйственные работы, не способны обеспечить эффективное их проведение. Это положение обычно на дренированных тяжёлых болотно- подзолистых почвах Нечерноземья. Для борьбы с такой ситуацией, следовательно, должен применяться комплексный подход гидротехнических, агромелиоративных и агрономических мероприятий, направленных на осушение таких территорий. Конкретно они заключаются в сбросе поверхностных вод, восстановлении гидравлической взаимосвязи переувлажнённого пахотного слоя с дренажной системой, усиление испарения с поверхности данной территории за счёт увеличения её площади, использовании травопольных севооборотов, удобрений и, как следствие, получение высоких урожаев с целью оструктуривания и увеличения мощности пахотного слоя данных почв.

Тяжёлая техника не должна использоваться на данной территории, т.к. её применение приведёт к обесструктуриванию верхнего слоя (пахотного слоя). По этим причинам лучше использовать трактора с небольшим давлением на почву. Примером таких машин могут служить «трактора колёсного типа К-701, Т- 150 на удвоенных скатах, полугусеничные и гусеничные машины, оказывающие удельное давление не более 80 - 120 кПа.» (Зайдельман, 1996).

Наравне с проблемой негативного воздействия тяжёлой техники на почву, видна проблема «резкого ухудшения гидрологического состояния бесструктурных дерново- подзолистых почв с утяжелением гранулометрического состава почвообразующих пород. В экстремальном случае (дерново- подзолистые почвы на ленточных глинах) верховодка в пахотном горизонте прослеживается как в неоглеенных, так и в оглеенных почвах на протяжении значительной части посевного периода. Во влажные годы пахотный горизонт находится в состоянии длительного увлажнения не только в предпосевной и посевной периоды, но и во время уборки. Также продолжительность обводнения пахотного горизонта тесно и прямо пропорционально связана со степенью заболоченности почв. На бесструктурных почвах с элювиально- иллювиальным строением профиля эта закономерность проявляется наиболее отчётливо. Вместе с тем на структурных пойменных почвах, а также на песчано-супесчаном двучлене обводнение пахотного горизонта в почвах начальных стадий заболоченности не проявляется столь резко или отсутствует вообще (например, на среднемощных двучленах в средние по влажности годы) (Зайдельман, 1991).

 Практика осушения и сельскохозяйственное использование гидроморфных почв показывает, что:

а) В почвах южной тайги с однородным супесчано- песчаным профилем на начальных стадиях гидроморфизма возможно получение большего урожая, чем на автоморфных почвах. Этот факт можно объяснить тем, что в глубокооглеенных почвах происходит более эффективное распределение влаги на протяжении вегетационного периода сельскохозяйственных культур.

б) В то же самое время, в Нечернозёмной зоне находятся минеральные почвы, в которых появление начальных признаков гидроморфизма является индикатором того, что экологическая обстановка данного района ухудшается и ведёт к потере урожая яровых и озимых культур по сравнению с автоморфными почвами. «Как правило, это почвы, в которых выпадение относительно небольших осадков вызывает немедленное обводнение всей корнеобитаемой зоны ...» (Зайдельман, 1991).

в) В Нечерноземье имеются и такие почвы, с экстремально низким коэффициентом фильтрации неоглеенных автоморфных почв Кф = 0,005 - 0,001 м/сут, где зафиксировано снижение урожая на почвах с начальными признаками гидроморфизма по сравнению с автоморфными дренированными почвами, и даже увеличение получаемого урожая после дренирования автоморфных почв (Зайдельман, 1991).

Заключение

 

В заключение следует подчеркнуть, что рассматриваемая в этой работе проблема очень важна, т.к. при помощи осушительной мелиорации в Нечернозёмной зоне можно значительно увеличить плодородие почвы и устранить переувлажнение пахотных угодий.

Затраты на проведение такого рода работ, при правильном и грамотном их проведении оправдают себя в ближайшем времени.

Мелиоративные мероприятия находятся в тесном соответствии с особенностями почвенного покрова, генезисом и составом почвообразующих пород.

На лёгких почвах состав мелиоративных мероприятий достаточно прост, для этого следует придерживаться следующей схемы :

 Рисунок 2

Мероприятия по осушению тяжёлых агрегированных или бесструктурных лёгких почв .      Гидротехнические Агромелиоративные Агрономические               Закрытый дренаж , Планировка поверхности Защита почв от каналы уплотнения Почвы на почвообразующих породах : 1) Мощный и среднемощный двучлен ( песок , супесь 0,6 м на моренных и других суглинках и глинах ); 2) пески, супеси флювиогляциальные и озёрно- ледниковые ; 3) пески, супеси моренные ; 4) глинистый агрегированный аллювий. Коэффициент фильтрации > 0,3 м/сут.

Существенно иная картина складывается при осушении тяжёлых почв. В этом случае гидротехнические мероприятия должны предусматривать :

 Рисунок 3

Мероприятия по осушению тяжёлых элювиально- иллювиальных бесструктурных почв* Гидротехнические Агромелиоративные Агрономические Закры- Траншей- ложби- шлю- Органи- Ускоре- Весен- Применение Защи-  тый ные за- ны кера зация внутрипоч- няя машин с умень- та почв засыпки поверхност- венного шенным давле- от дренаж , (или ма- ного стока вспаш- нием на почву уплот- каналы териалы) стока  ка нения повышен- ной водо- проница- емости Планировка Грядование , Кротование , поверхности гребневание , или глубокое  профилирование узкозагонная рыхление пахота * Почвы , формирующиеся на тяжёлых породах : 1)   Покровные лессовидные глины ; 2)   Моренные тяжёлые суглинки и глины; 3)   Озёрно - ледниковые суглинки (преимущественно средние и тяжёлые) . Коэффициент фильтрации £ 0,05 м/сут.

В 70-х - 80-х годах при осушении тяжёлых слабоводопроницаемых заболоченных почв закрытый дренаж во влажные годы почти повсеместно оказывался недостаточно эффективным только потому, что в пределах Русской платформы не применялись простые, но абсолютно необходимые агромелиоративные мероприятия по организации и ускорению поверхностного и внутрипочвенного стоков, по раскрытию западин, отводу избыточных вод с помощью шлюкеров и траншейных фильтров. Было забыто важнейшее правило о необходимости комплексности гидротехнических, агромелиоративных и агрономических мероприятий состав которых определяется конкретными почвенно-генетическими условиями .

Как видно из приведённых схем, состав мероприятий значительно разнится. Для различных почв нужно применять соответствующий подход к их осушению.

Список литературы :

1 Зайдельман Ф.Р.«Мелиорация почв»,М., 1996, 384 с.

2 Зайдельман Ф.Р.«Мелиорация заболоченных почв Нечернозёмной зоны РСФСР.М., «Колос», 1981, 198с.

3  Зайдельман Ф.Р.«Фермеру о почвах и повышении их плодородия»,М.АККОРИНФОРМИЗДАТ,1994.-154с.

4 Зайдельман Ф.Р.«Эколого-мелиоративное почвоведение гумидных ландшафтов»,М. АГРОПРОМИЗДАТ,1991 . - 320 с .

5  Зайдельман Ф.Р., Тюльпанов В.И., Ангелов Е.Н., Давыдов А.И. «Почвы мочарных ландшафтов - формирование, агроэкология, и мелиорация»,М. МГУ , 1998. - 160 с .

6 «Эколого-гидрологические основы глубокого мелиоративного рыхления почв » / Под ред. Ф.Р. Зайдельмана. -М.: МГУ, 1986. - 200 с .

7 Зайдельман Ф.Р.«Процесс глееобразования и его роль в формировании почв». - М.,МГУ, 1998,300 с .

8 Дьяконов К.Н., Аношко В.С. «Мелиоративная география»:Учебник. - М.: МГУ, 1995.- 254 с.

9 Эггельсманн Р. Руководство по дренажу. - М.: Колос, 1984. - 345 с.

10  Зайдельман Ф.Р. Особенности режима и мелиорации заболоченных почв.- М., «Колос», 1969. - 223 с.

11 Eggelsmann R. Drananleitung : fur Landbau, Ingenierbau u. Landschaftsbau / Eggelsmann R. Hamburg ; Berlin : Parey , 1981 . (  из Зайдельмана Ф. Р.)