Научно-технический обзор Ресурсосбережение как важнейший фактор повышения конкурентоспособности . мелиоративного сектора АПК (стр. 7 )

Мульчирование поливных борозд

Мульчирование дна поливных борозд растительными остатками – эффективный прием повышения допустимых расходов воды. Механизм его действия состоит в повышении шероховатости дна поливных борозд. В результате увеличиваются глубина потока и смоченный периметр, от чего увеличивается инфильтрация воды в почву, уменьшается скорость потока и, следовательно, уменьшается его размывающая и транспортирующая способности.

При мульчировании, например, соломой, в целях ее экономии, можно мульчировать лишь верхнюю часть поливных борозд, в наибольшей степени подвергающуюся смыву.

Предварительное увлажнение верхней части борозды потоком малого расхода

Одним из приемов, направленных на увеличение допустимой скорости потока, является увлажнение почвы в поливных бороздах перед поливом потоком малого расхода, позволяющее медленно (капиллярно) увлажниться стенкам борозды. Основной полив проводится через некоторое время после этого. Достаточно увлажнить верхние 20…30 м и оставить борозду на ночь в таком состоянии, чтобы утром проводить основной полив более высокими расходами воды (допустимыми по условию неразмываемости предварительно увлажненной почвы).

Эффект данного приема обусловлен повышением водопрочности агрегатов и связанным с ним увеличением шероховатости поверхности. Положительное влияние предварительного увлажнения на водопрочность почвенной структуры зависит от его интенсивности и длительности, а также от свойств почвы. Медленное, достаточно продолжительное капиллярное увлажнение почвы, особенно тяжелой по гранулометрическому составу, приводит к существенному повышению размывающей скорости потока и допустимого (по условию неразмываемости почвы) расхода воды.

Вариантом такой технологии можно считать также полив переменным расходом воды, когда вначале полив осуществляется малым расходом воды, затем увеличенным, а после добегания струи до конца борозды – снова уменьшенным.

Обработка почвы полимерами-структурообразователями

В условиях полива по бороздам одними из наиболее эффективными для обработки почвы оказались препараты серии “К”, которые вносят в почву в виде водного раствора.

Чтобы уменьшить расход полимера, можно использовать его лишь для верхней части поливных борозд (либо сочетать его применение с другими приемами).

Особенности эрозии почв при поливе дождеванием и методы ее предупреждения

При дождевании эрозия почв возникает из-за подачи воды с интенсивностью, превышающей интенсивность впитывания воды почвой. При этом, как и в случае полива по бороздам, впитывающая способность почвы не является постоянной в течение полива. В начале полива интенсивность впитывания равна интенсивности дождя. Далее, в результате насыщения почвы влагой, нарушения почвенной структуры, набухания и уплотнения почвы, интенсивность впитывания уменьшается. Чем больше энергия дождя, тем быстрее уменьшается впитывающая способность почвы. В связи с этим было бы целесообразно проводить полив с постоянно уменьшающейся интенсивностью. Однако большинство дождевальных машин и установок воспроизводят в течение всего полива дождь постоянной интенсивности.

Основными элементами противоэрозионной технологии полива дождеванием является продолжительность полива до образования луж, допустимые поливная норма и интенсивность дождевания. Эти параметры зависят от свойств почвы, характера растительности, условий рельефа и энергетических параметров дождя.

Предупреждение формирования стока при орошении дождеванием 

Агротехнические мероприятия, позволяющие повысить поливную норму, можно разделить на две группы. Мероприятия первой группы направлены на увеличение водовместимости и водопроницаемости пахотного слоя (глубокая вспашка, повышение водопрочности структуры, щелевание, мульчирование), мероприятия второй – на повышение водозадерживающей способности поверхности почвы (прерывистое бороздование в междурядьях пропашных культур, лункование и создание микролиманов при влагозарядковых поливах). К используемым гидротехническим мероприятиям следует отнести устройство валов-террас с широким основанием и ступенчатых террас.

Это те же меры, которые принимаются и для защиты почв от дождевой эрозии. Однако для предупреждения формирования стока при дождевании наибольшее значение имеют организационно-хозяйственные мероприятия. Это, в основном, использование противоэрозионной технологии дождевания, предусматривающей полив до образования луж, а также выбор соответствующей дождевальной техники.

Следует отметить, что выбор дождевальной техники зависит не только от интенсивности создаваемого ей дождя, но и от ряда других факторов, в том числе крутизны склона. Например, агрегаты ДДА-100МА, ДДН-70 и КИ-50 “Радуга” применимы на склонах крутизной до 0,05, а “Волжанка”, “Фрегат”, “Днепр” – до 0,02.

Эффективным методом повышения допустимых поливных норм является также прерывистое дождевание, существенно повышающее водопроницаемость почвы. При поливе установкой КИ-50 “Радуга” рекомендуется делить поливную норму на увеличивающиеся части в пропорции 1:2:3 и проводить полив с интервалом перед последующим поливом, равным продолжительности предыдущего полива. По некоторым данным, эффективно также предварительное увлажнение поверхности почвы малой нормой (несколько миллиметров).

Рациональным способом орошения крутых склонов является капельное и синхронно-импульсное дождевание.

Другие противоэрозионные мероприятия

В борьбе с эрозией почв косвенную роль играют такие мелиоративные мероприятия, как внесение органических и минеральных удобрений, а также известкование, гипсование, кислование и т. д. На эрозионно-опасных участках используют поверхностные способы улучшения с сохранением дернины, что достигается поверхностным внесением удобрений и обработкой специальными орудиями. Восстановление плодородия смытых почв, внесение азотных и фосфорных удобрений, сидерация способствуют прекращению смыва. Благодаря применению органических удобрений (навоз, торф, компост) улучшается структура почв, что обеспечивает лучшую водопроницаемость, поглощение воды и уменьшение смыва. Органические и минеральные удобрения, ускоряющие развитие выращиваемых культур, способствуют защите почв от эрозии. [Однако давно было замечено, что постоянное применение минеральных удобрений может привести к отрицательным последствиям: “Еще один пример проблем, создаваемых тем, что преподносится как технический прогресс, дает современная агротехника, основанная главным образом на возмещении сокращающегося естественного питательного запаса питательных веществ растений в почве массированным применением минеральных удобрений, особенно азота. Эти удобрения сильно повышают урожаи непосредственно выращиваемых культур, но в то же время снижение содержания почвенного органического вещества в результате изменения физических свойств почвы (особенно ее проницаемости для кислорода) резко снижает эффективность поглощения культурой вносимых минеральных удобрений. В результате неиспользованные азотные удобрения вымываются из почвы в реки и озера, где они присоединяются к нитратам, сбрасываемым с осветленным стоком установок по очистке и использованию сточных вод, вызывая пышное развитие зеленых водных растений и последующее органическое загрязнение” (амыкающийся круг: Пер. с англ. М: Гдрометеоиздат, 1974)].

Экологически чистая технология рассматривает навоз как источник питательных веществ, способных к быстрой трансформации в зернистое гумусное удобрение для полей, отличающееся превосходными качествами в смысле повышения плодородия почв и рентабельности: при переработке дождевыми червями 1 т сухого навоза получается 600 кг сухого  гумусного  удобрения  с  содержанием  от  25 до
40 % гумуса. Такая технология переработки навоза (и некоторых других отходов) с помощью дождевых червей позволяет реанимировать почву, быстро повысить ее плодородие, вернуть ей устойчивость к водной и ветровой эрозии.

В борьбе с эрозией бывает эффективным искусственное оструктуривание почв с помощью клеящих веществ типа торфяного клея, латексов и их смесей, а также полимеров на основе акриловой кислоты (полиакриламиды).

Ведется поиск поверхностно-активных веществ (на основе отходов нефтеперерабатывающей промышленности, синтетических жирных кислот, полимеров-латексов и др.), обеспечивающих уменьшение испарения с поверхности почвы и воды.

Принципы проектирования противоэрозионных и противодефляционных мероприятий

Основными принципами проектирования противоэрозионных и противодефляционных (дефляция – ветровая эрозия) мероприятий являются:

– экономическая целесообразность;

– комплексность (предполагает увязку мероприятий, направленных на предупреждение разных видов эрозии — при дождях, снеготаянии, орошении, а также дефляции; кроме того, задачи предупреждения эрозии почв должны решаться в комплексе с другими задачами землеустройства);

– зональность (то есть необходимость полного учета местных условий);

– необходимость охвата почвозащитными мероприятиями всей территории водосбора или района проявления дефляции;

– стадийность (проектирование от общего к частному).

* Почвозащитные технологии

США

Период 1980—1990-х годов в США характеризуется значительным усилением позиций сторонников охраны и рационального использования природных ресурсов. Так, согласно положениям сельскохозяйственного закона 1985 года, была начата крупномасштабная программа по выводу земель из сельскохозяйственного оборота, в результате которой уже в начале 1990-х годов около 15 млн. га выокоэродированных земель оказались законсервированными. Расходы на эту программу ежегодно достигают 1,7 млрд. долларов. Федеральное правительство стало выплачивать фермерам, участвующим в программе, денежное вознаграждение за вывод из севооборота сильно эродированных земель. При этом фермер принимал на себя обязательство не обрабатывать эти земли в течение 10 лет. Тогда же была начата программа создания резерва заболоченных территорий, которая предусматривала перевод земель из сельскохозяйственного использования в болота, либо отказ от использования переувлажненных земель в производстве на период действия программы.

Конгресс и правительство страны осуществили целый комплекс мер, связанных с разработкой и внедрением почвозащитных технологий. Он включал как использование севооборотов, укрепляющих верхний почвенный слой, так и специальные приемы обработки почвы в период подготовки к посевной, севу и уборке урожая. Это залужение, полосовая и контурная обработка, террасирование и др.