Комплекс организационно-хозяйственных, мелиоративных и агролесомелиоративных мероприятий для предотвращения деградации почв и стабилизации производства сельскохозяйственной продукции (стр. 4 )

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 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; полезащитные 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.

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%, 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 органического 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 материально-технического оснащения рекомендуются следующие севообороты. Для акционерных обществ и коллективных предприятий -5- 7-польные с таким чередованием культур:

I. II.

Вблизи животноводческих ферм и комплексов размещают севообороты с набором культур, позволяющих организовать зеленый конвейер:

I II

В хозяйствах, имеющих большие площади орошаемых земель (главным образом в 3-й и 4-й зонах) рекомендуются севообороты:

I II

Хозяйства, занимающиеся производством овощей, осваивают овоще-кормовые севообороты:

I

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.

III. IV.

V. VI.

VII.

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.

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 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
%.

В качестве сидератов подбираются растения, обладающие повышенной способностью усваивать питательные вещества из труднорастворимых минеральных 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;

- 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).

Таблица 7 - Схема экологически безопасных способов рассоления орошаемых почв

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 (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 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, 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 2 2383128);

- режим орошения сельскохозяйственных культур необходимо строго увязывать с предполивной влажностью почвы, при этом поливные нормы не должны превышать норму достокового полива.

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

Соблюдение правил эксплуатации лугов в рекомендуемых режимах предотвращает развитие деградационных процессов, обеспечивает наиболее полное использование массы трав и сохранение продуктивного долголетия луга.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5