Система мероприятий по снижению поверхностного стока и водной эрозии на землях сельскохозяйственного назначения

Полуэктов Евгений Валерьянович; Балакай Наталья Ивановна; Балакай Георгий Трифонович

УДК 631.459:628.111:556.164.002.637

СИСТЕМА МЕРОПРИЯТИЙ ПО СНИЖЕНИЮ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА И ВОДНОЙ ЭРОЗИИ НА ЗЕМЛЯХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Приведена система мероприятий по снижению поверхностного стока и водной эрозии на землях сельскохозяйственного назначения, которая обеспечит повышение плодородия земель сельскохозяйственного назначения, улучшит общую экологическую обстановку и создаст условия для самовосстановления деградированных сельскохозяйственных угодий.

Ключевые слова: водная эрозия, сток талых вод, система мероприятий, контурнополосное размещение культур, агротехнические мероприятия, лесные полосы.

It is shown a system of measures on superficial drain and water erosion decrease on the soils of agricultural purpose which will provide fertility increase of the soils of agricultural purpose, will improve general ecological conditions and will create conditions for self-restoration of the degraded agricultural soils.

Keywords: water erosion, a drain of thawed snow, system of measures, contour-strip placing of cultures, agrotechnical actions, wood strips.

Исследования почвенного покрова последних десятилетий на территории Ростовской области показали, что продолжается рост эродированных и дефлированных земель, снижение содержания гумуса, увеличиваются площади под овражно-балочной сетью. Площадь земель, подверженных интенсивной водной эрозии, составляет 3,63 млн га, дефляции - 6,01 млн га, под овражно-балочной сетью находится свыше 230 тыс. га. Эрозионные процессы являются одной из основных причин уменьшения содержания гумуса в почве. Основными причинами развития эрозионных и дефляционных процессов являются высокая степень сельскохозяйственной освоенности земель, интенсивная обработка почвы, несоблюдение мер противоэрозионной защиты.

В свете современных представлений борьба с эрозией должна вестись на системном уровне. Зональные системы земледелия должны быть почвозащитными, водоохранными, экологически сбалансированными, базироваться на ландшафтной основе. Они должны решать следующие задачи:

а) повышение плодородия почв;

б) получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур;

в) защита почв от эрозии и дефляции;

г) предохранение водных источников от загрязнения биогенными веществами и пестицидами.

Система земледелия, вписываясь в существующие природные ландшафты, должна вести к созданию устойчивых, высокопродуктивных агроландшафтов. В рационально сконструированных агроландшафтах, где все составляющие его компоненты (пашня, лесные насаждения, сенокосы и пастбища и т.д.) находятся в желаемом равновесии, создается благоприятная экологическая обстановка. Наиболее полно ландшафтно-экологический подход используется в почвозащитных системах земледелия с контурной организацией территории.

Контурная организация территории -это организация территории в соответствии с контурами природных комплексов и наибольшим приближением к горизонталям границ угодий, рабочих участков, полей севооборотов, а также линейных почвоохранных мероприятий и рубежей (лесные полосы, контурно-полосное размещение посевов сельскохозяйственных культур, валов-террас и др.).

Почвозащитная система при контурно-ландшафтной организации территории основана на контурном расположении устройств в виде валов, валов-канав, канав с мульчей, чаще всего сопряженных со стокорегулирующими и прибалочными лесными полосами, широком применении специальных агротехнических приемов (валкование, щелевание, лункование, глубокое полосное рыхление и др.), приемов обработки почвы, оставляющих на поверхности стерню и растительные остатки. Эта система лучше других форм землеустройства и землепользования учитывает почвенные и рельефные особенности каждого земельного массива (контура).

Контурная организация территории является наиболее ярко выраженной формой дифференцированного (с учетом местных условий) подхода в земледелии к созданию условий формирования целых экосистем и ландшафтов, она является необходимым первоначальным условием эффективной реализации компонентов системы земледелия на ландшафтной основе, звеном, обеспечивающим органически слаженное функционирование противоэро-зионных мероприятий как единой системы и связь ее со средой.

Существует несколько принципов подхода к структуре использования пашни при контурно-ландшафтной организации территории. Отрабатываемые земли могут быть разделены на четыре технологические группы по типу их использования. Первая -равнинная часть и склоны крутизной до 2,5°. К этой категории отнесена вся пашня, пригодная для возделывания пропашных культур и размещения чистого пара. Вторая - земли с уклоном от 2,5 до 5,50. Здесь размещаются преимущественно культуры сплошного сева, которые в наименьшей степени снижают урожай на смытых почвах и обеспечивают защиту почв от эрозии. Третья - склоны крутизной от 5,5 до 1012°. Они идут под постоянное залужение. Четвертая категория - это овражнобалочные земли, ограниченно используемые в сельском хозяйстве.

На землях первой технологической группы - полевые севообороты с максимально возможным насыщением пропаш-

ных культур и чистого пара. Многолетних трав в полевом богарном севообороте нет, так как они размещаются на склонах. На землях второй технологической группы со средне- и сильноэродированными почвами осваивают зерно-травяные севообороты. Земли третьей технологической группы (сильно размытые ложбинистые склоны) отводятся под постоянное залужение бобово-злаковыми травосмесями. Крутосклоны после террасирования используются под посадки плодовых и лекарственных древесных насаждений. На всей обрабатываемой площади применяются почвозащитные технологии, основанные на разноглубинной обработке почвы с щелеванием, мульчированием, лункованием и другими приемами. Это позволяет уменьшить эрозионные процессы в 2-4 раза и получить более высокий или равный урожай по сравнению с традиционной технологией. Щелевание является обязательным приемом основной обработки почвы и применяется на посевах озимых культур и многолетних трав с минимальной и поверхностной обработкой. Этим достигается задержание поверхностного стока на склонах слоем до 20 мм, устранение застоя талых вод на полях с микропонижениями, разуплотнение почвы, снижение риска образования ледяной корки.

На границах перехода одной группы земель в другую проектируются стокорегулирующие лесные полосы, усиленные простейшими гидротехническими сооружениями. Обычно границы контуров фиксируются рубежами первого и второго порядков. К рубежам первого порядка с постоянными стокорегулирующими элементами относятся стокорегулирующие и при-балочные лесные полосы, валы, канавы и т.д. Рубежами второго порядка являются временные земляные валики, проходимые для сельскохозяйственных машин и орудий, напашные террасы.

Исследованиями, проведенными научно-исследовательскими и учебными учреждениями Ростовской области, установлено, что в основу контурной организации территории, подверженной водной и совместному действию водной и ветровой эрозии, может быть положено контурно-

полосное размещение сельскохозяйственных культур и агрофонов. Функции его таковы, что позволяют одновременно решать вопросы организации эрозионно опасной территории, противоэрозионной агротехники и гидротехники.

Кроме того, полосное размещение в наибольшей степени учитывает природные факторы, которые, особенно на сложных склонах, расположены не в виде квадратов, а в виде горизонтально-контурных и полосных микрозон.

В борьбе с эрозией на пашне контурно-полосное размещение культур и агрофонов необходимо вводить, начиная с приводораздельной части и заканчивая подножием склона. Искусственное расчленение всей эрозионно опасной территории, а

Дополнение контурно-полосного размещения культур специальными агротехническими приемами (валкование, лун-кование, поделка микролиманов, щелевание) значительно усиливает противоэрози-онную эффективность последних. Объясняется это тем, что при создании микрорельефа в условиях традиционной линейнопрямоугольной организации территории на склонах длиной свыше 300-450 м при интенсивном снеготаянии или при выпадении ливней, возникает так называемый «лавинный эффект». Формируется он в том случае, когда величина водоотдачи из снега или количество выпадающих осадков превышает суммарный предел инфильтраци-онной способности почвы и емкости микрорельефа. Вода, переполняя лунки, борозды и т.д., начинает переливаться из одной в другую и, чем ниже по склону, тем со все увеличивающейся скоростью и массой, разрывая при этом перемычки между мик-

также контурно-полосное размещение культур и агрофонов не допускает образования больших водосборов, питающих опасные в эрозионном отношении потоки. Располагаясь по контуру и вписываясь в природный ландшафт, полосы представляют собой основу для наиболее эффективного осуществления других противо-эрозионных мероприятий - специальных агроприемов, лесных полос, гидротехнических сооружений. В этом заключается одна из особенностей контурно-полосного размещения культур, позволяющая использовать его практически повсеместно.

В зависимости от крутизны склона и культур, высеваемых в полосах, рекомендуется следующая ширина полос (табл.).

роемкостями. В подобных случаях величины смыва почвы и стока воды на склоне с микрорельефом будет нисколько не ниже, чем на участках без него.

Ситуация резко меняется в системе контурно-полосного размещения культур, где склон расчленен на полосы равновеликой длины - 50-80 м: возникновение эффекта лавинного сброса воды здесь практически невозможно, так как на таких коротких склонах, если микрорельеф и не может вместить всю влагу осадков, то потоки воды не успеют набрать достаточной скорости и обрести турбулентность для того чтобы вызвать смыв в больших размерах. Главным ограничителем скорости потоков воды является граница полосы, по которой, с течением времени, формируется вал с широким основанием - рубеж второго порядка.

Одним из ведущих компонентов ландшафтного земледелия, обеспечиваю-

Рекомендуемая ширина полос в зависимости от крутизны склонов

Крутизна склона, град. Рекомендуемая ширина полос, м

при чередовании на склоне полос многолетних трав с однолетними культурами при чередовании на склоне однолетних культур сплошного посева с пропашными или паром

1-3 100-70 80-60

3-5 70-55 60-50

5-8 55-40 50-40

щих экологическую устойчивость агроландшафта, является система лесных полос. Они играют большую роль в формировании определенной микрозональной структуры склонов. Контурное расположение лесных полос обеспечивает благоприятные условия для ввода стока талых и ливневых вод в них, равномерного распределения воды в лесополосе и максимального ее поглощения. Увязка стокорегулирующих и прибалочных лесных полос с контурно-полосным размещением культур и специальными агротехническими мероприятиями создает постепенное накапливание эрозионной устойчивости, прогрессирующий рост энергии противостояния. Специальные агротехнические приемы, обеспечивающие задержание осадков (до определенного уровня) на месте их выпадения, увязаны с линейными рубежами, роль которых выполняют валы по границам контурных полос сельскохозяйственных культур и лесные полосы. Сочетание этих трех компонентов, один из которых (лесные полосы) обладает постоянным пространственным воздействием на прилегающую территорию (10-15 высот лесной полосы вверх по склону и 5-8 вниз по склону), позволило в условиях Ростовской области задержать сток талых вод слоем от 44 до 70 мм и снизить смыв почвы до 0,33,1 т/га. В данном случае ключевое значение в задержании стока и уменьшении смыва переходит к лесным полосам. Дере-

вья деконцентрируют водный поток, разбивая его на отдельные струи. Энергия потока гасится, увеличивается контакт вод местного стока с лесной подстилкой, через которую поглощается значительная его часть.

Усиление контурно-полосного размещения культур и агрофонов, лесных полос рубежами первого порядка в виде простейших гидротехнических сооружений (валы, валы-канавы, канавы, запруды и т.д.) формирует зону сплошной мелиоративной обстановки. Причем совмещение лесных полос с гидротехническими сооружениями позволяет уменьшить ширину лесных полос, улучшить их аэродинамические функции. Задержание определенной части стока на каждом этапе этой системы позволило зарегулировать сток талых вод слоем 100 мм. А это значит, что для условий Ростовской области мы можем с помощью контурно-ландшафтной системы земледелия полностью задержать сток талых вод 10% обеспеченности.

Таким образом, приемы и мероприятия в системе контурно-ландшафтного земледелия подобраны с таким расчетом, что каждый прием выделяется среди других, подчеркивая при этом свою индивидуальность и одновременно снижая поверхностный сток и смыв почвы до экологически допустимых значений, и усиливая почвозащитную эффективность комплекса мероприятий в целом.

Сведения об авторах

Полуэктов Евгений Валерьянович - д-р с.-х. наук, профессор Российского научноисследовательский института проблем мелиорации», ведущий научный сотрудник отдела освоения и использования орошаемых земель (г. Новочеркасск).

Тел. 8(8635) 26-65-00, 8-960-456-21-01. E-mail: rosniipm@novoch.ru

Балакай Наталья Ивановна - канд. с.-х. наук Российского научно-исследовательского института проблем мелиорации, старший научный сотрудник отдела освоения и использования орошаемых земель (г. Новочеркасск). Тел. 8(8635) 26-65-00,

8-905-426-78-31. E-mail: rosniipm@novoch.ru

Балакай Георгий Трифонович - д-р с.-х. наук, профессор Российского научноисследовательского института проблем мелиорации, заместитель директора по науке, заведующий отделом освоения и использования орошаемых земель (г. Новочеркасск).

Тел. 8(8635) 26-65-00. E-mail: rosniipm@novoch.ru

Information about the authors

Poluektov Evgeniy Valerjanovich - Doctor of Agricultural Sciences, professor of Russian Research Institute of Melioration Problems, leading research assistant of department of irrigated lands’ development and application (Novocherkassk). Phone: 8 (8635) 26-65-00, 8-960-456-21-01. E-mail: rosniipm@novoch.ru

Balakay Natalia Ivanovna - Candidate of Agricultural Sciences of Russian Research Institute of Melioration Problems, senior research assistant of department of irrigated lands’ development and application (Novocherkassk). Phone: 8 (8635) 26-65-00, 8-905-426-78-31.

E-mail: rosniipm@novoch.ru

Balakay Georgiy Trifonovich - Doctor of Agricultural Sciences, professor of Russian Research Institute of Melioration Problems, deputy manager of science, head of the department of irrigated lands’ development and application (Novocherkassk). Phone: 8 (8635) 26-65-00, 8-903-402-47-80. E-mail: rosniipm@novoch.ru

УДК 626.844:631.445.41(470.61)

ОСОБЕННОСТИ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ НА ЧЕРНОЗЕМАХ

РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Представлены результаты исследований влияния капельного орошения на отдельные показатели почвенного плодородия на орошаемых землях Ростовской области. Даны рекомендации по преодолению нежелательных последствий орошения капельным способом.

Ключевые слова: капельное орошение, засоление, осолонцевание, состав поливной воды, промывка почвы, водорастворимые соли кальция.

These are presented the investigation results of drop irrigation impact on some soil fertility characteristics on the irrigated lands of Rostov region. These are also given requirements for overcoming of undesirable effects from drop irrigation.

Keywords: drop irrigation, salinization, alkalinization, irrigation water composition, soil leaching, calcium soluble salts.

В настоящее время капельное орошение является одним из наиболее динамично развивающихся способов орошения. В Ростовской области капельное орошение все шире применяется для выращивания в крупных хозяйствах - лука и картофеля, в личных подсобных хозяйствах - томатов, а также в хозяйствах, занятых выращиванием плодовых деревьев. Водные источники для полива весьма разнообразны. Это и поливная вода крупных оросительных систем, и глубокие скважины, и колодцы. Расширение площадей под капельным орошением возможно за счет полей неправильной формы, где применять другие способы орошения затруднительно; на площа-

дях, которые можно орошать из малоде-битных источников водоснабжения. Кроме того, применение капельного орошения весьма перспективно при использовании местного стока, который в Ростовской области может обеспечить полив на площади около 120 тыс. га [1].

Организация площадей на местном стоке с использованием капельного орошения может реализовать принципы циклического орошения, когда система капельного орошения проектируется с учетом возможной переустановки ее на другие поля севооборота. С помощью капельного орошения можно поливать также виноградники, по-

System of measures on superficial drain and water erosion decrease on the soils of agricultural purpose

Текст научной работы на тему «Система мероприятий по снижению поверхностного стока и водной эрозии на землях сельскохозяйственного назначения»