29.Основные направления мелиоративных работ на песчаных территориях. Способы закрепления подвижных песков (биологический, химический, механический). Лесоразведение на песчаных территориях, принципы проектирования.

Одним из важных объектов лесомелиорации являются песчаные территории. Неправильное использование этих земель приводит к образованию подвижных песков, при­чиняющих значительный вред народному хозяйству. Главнейшей задачей землеустроителей в связи с этим является составление научно обоснованного проекта землепользования, в который должны входить как про­филактические мероприятия, предохраняющие песчаные земли от развевания, так и меры по закреплению по­движных песков.

Борьба с подвижными песками проводится в двух направлениях:

а) осуществление профилактических мероприятий, способствующих прекращению роста площадей, занима­емых подвижными песками;

б) проведение активных мероприятий, направленных на закрепление подвижных песков и превращение их в кормовые, лесные или иные угодья.

К профилактическим мероприятиям должны относить­ся меры по правильной организации территории. В пер­вую очередь необходимо выделение охранных полос в пе­сках, граничащих с культурными землями, вокруг посел­ков и промышленных предприятий, вдоль дорог и других объектов, где должна быть запрещена всякая эксплуата­ция растительности (пастьба скота, корчевка и заготовка кустарников и т. д.) и проведены лесомелиоративные ра­боты.

Активные мероприятия по борьбе с подвижными пес­ками осуществляются фитомелиорацией, использованием механических защит и другими приемами. Наиболее рациональным приемом закрепления песков является фито-«мелиорация, позволяющая получать с этих земель хозяйственную продукцию.

Основные направления мелиоративных работ на пес­ках:

закрепление подвижных песков любыми средствами, -что может иметь место при угрозе засыпания ценных объ­ектов;

закрепление песков с целью получения пастбищных угодий;

закрепление песков с целью получения топливной дре­весины;

создание на закрепленных песках лесных массивов;

озеленительные посадки вокруг колодцев, ферм, по­селков, на пастбищах.

Способы закрепления подвижных песков включают создание на них биологических, механических или хими­ческих защит.

Для создания биологических защит используют семе­на трав, деревьев и кустарников, черенки и хлысты ив и тополей. Выбор основного приема работ — посева или по­садки зависит от характера песков. На участках с бли ми грунтовыми водами (когда капиллярная кайма дохо­дит до поверхности) хорошие результаты дает посев се­мян. На мощных подвижных песках предпочтительнее по­садки, так как семена легко выдуваются, а всходы стра« дают от выдувания и засыпания. При лесомелиоративных работах предпочтение всегда отдается древесно-кустар-никовым породам — псаммофитам. Травы высевают обычно на подвижных песках в тяжелых лесораститель-ных условиях или при необходимости увеличения коли­чества кормов для скота.

Закрепление песков кустарниками проводят там, где невозможно выращивание древесных пород. Одним из широко распространенных приемов является шелюгова­ние, которое успешно осуществляется на песках степной зоны, а также в полупустынях Северного Прикаспия и Казахстана. Шелюгу'высаживают черенками длиной 30 — 50 см, которые заготовляют из хлыстов 2 — 3-летнего возраста. Чем суше условия, тем длиннее готовят черенки. Высаживают их под сажальный кол или под-меч Колесо­ва на расстоянии в рядах-0,5—1 м один от другого, на полную длину, оставляя над поверхностью песка только верхушку в 1 — 2 см. Ряды-с расстоянием между ними 2 м располагают перпендикулярно направлению господ­ствующих ветров. На буграх посадку ведут по горизонта­лям, вершину бугра оставляют свободной для нивелиров­ки рельефа. Посадки лучше всего проводить после дождя. На участках с пологим рельефом возможна посадка хлы­стами под плуг. В этом случае на дно плужной борозды глубиной 25 см, направленной перпендикулярно господ­ствующему ветру, закладывают 2—3-летние шелюговые хлысты, затем борозду заваливают. Последующий уход заключается в заделке выдуваемых хлыстов.

На сильно подвижных песках, где черенки выдуваются, применяют устилочный способ: рядами перпендикулярно направлению господствующих ветров укладывают хво­рост; расстояние между рядами 4 м, ширина полос 50 —-60 м с двойным расстоянием между ними; поперек рядов укладывают жерди-притужины и прикрепляют их к песку черенками длиной не менее 70 см, нарезанными из луч­ших хлыстов. Через 1—2 года, после того как черенки и. часть хвороста укоренятся, образовавшиеся побеги сажа­ют на пень, и шелюга начинает интенсивно куститься.

Шелюга — недолговечная порода, поэтому шелюгова­ние применяется как первая стадия закрепления песков, позволяющая между рядами шелюги проводить посев или посадку древесных пород.

На подвижных песках южных районов с глубокозале-гающими грунтовыми водами в качестве пескоукрепите-лей используют саксаул, джузгуны и черкезы. Участки подвижных песков с близкими грунтовыми водами можно закреплять посадкой тамариксов (гребенщиков).

Лесоразведение на песках (псаммолесомелиорация). Характер создаваемых на песках насаждений определя­ется комплексом лееорастительных условий. В практике лесоразведения на песках применяют различные виды лесонасаждений: массивные, кулисные, колковые (кур­тинные).

Массивное лесоразведение возможно на песчаных тер­риториях с лучшими лееорастительными условиями: Та­кие условия встречаются в лесной и лесостепной зонах с наиболее благоприятными климатическими условиями. В степной зоне сюда относятся относительно выровненные пространства с разбитыми черноземными супесями. На мелкозернистых глубоководных песках (Нижнеднепров­ские пески, ленточные боры Алтая и Казахстана и др.) возможно массивное лесоразведение при полноте насаж­дений 0,4 — 0,6, которая обеспечивает им достаточную площадь питания. В лесной зоне подготовка почвы под сплошные посадки леса проводится 30 — 50-метровыми кулисами с такими же межкулисными пространствами. На защищенных участках возможна сплошная вспашка. Посадка рядовая. Междурядья 1,5—2 м, расстояние в рядах 0,5 — 0,6 м. Через 3 — 4 года межкулисные прост­ранства распахивают и засаживают. На слабозаросших песках проводят ленточную обработку почвы.

В степной зоне, в условиях большей сухости, приме­няется узкокулисная обработка почвы (ширина кулисы 2 м., межкулисного пространства 4 м). В межкулисных пространствах сохраняют травостой для защиты молодых культур от засекания песком. Посреди кулисы сажают один ряд сеянцев через 0,6 — 0,8 м. Расстояние между рядами 3 м. Почву готовят во второй половине лета без­отвальным рыхлением на глубину 50 — 60 см. На зарос­ших песках степной зоны сначала засаживают сосной ку­лисы шириной 9—>12 м с оставлением таких же необра­ботанных полос, которые распахивают и засаживают че­рез 3 — 5 лет. Подготовка почвы проводится по системе раннего пара. При обработке почвы оставляют широкие (3 м) закрайки, чтобы не допустить иссушения травами почвы на границе с необработанными участками.

Кулисное лесоразведение применяется в сухой степи и полупустыне на территориях с пологим рельефом при корнедоступных грунтовых водах. Кулисы закладывают шириной 25—50 м через 100—150 м. При таком разме­щении межкулисные пространства обеспечивают приток грунтовых вод'в насаждения. Почву под посадки готовят осенью или ранней весной отвальными плугами на глуби­ну 30 — 35 см с одновременным боронованием. Посадку проводят весной. Ширина междурядий 3 — 4 м, расстоя­ние в рядах 0,8 — 1 м. Для посадки используют белую ака« цию, шелковицу, лох, абрикос, вяз мелколистный, сосну обыкновенную и крымскую, дуб черешчатый и др.

Колковое лесоразведение применяется в основном на бугристых песках южных степей, полупустыни и северной пустыни, где бедность песков и условия рельефа не поз­воляют осуществить сплошные посадки. Под лесопосадки используют котловины с близким (2 — 3 м) уровнем прес­ных слабоминерализованных грунтовых вод. Основная порода — сосна, как наиболее устойчивая и малотребова­тельная к пище и влаге.-Если капиллярная кайма грунто­вых вод достигает поверхности песка, можно выращивать черную ольху посевом семян. На гумусированных песках успешно растут тополь, белая акация, абрикос, шелкови­ца, лох. При возможности механизированной обработки делают узкокулисную вспашку через 3 — 4 м и высажива­ют сеянцы на расстоянии 0,6 — 0,8 м. Если условия релье­фа препятствуют этому, почву готовят вручную площад­ками 2X2 м и на каждую высаживают 6 — 8 сеянцев.

В колковых насаждениях в связи с ограниченным во­доснабжением большую роль играют рубки ухода. К 10— 12 годам здесь оставляют сосны не более 1000— 1200 эк­земпляров на 1 га, белой акации 700—800, тополя 300— 600. В дальнейшем проводят лишь санитарные рубки.

Улучшение приживаемости и роста лесных культур на песках может быть достигнуто внесением минеральных и органических удобрений, а также введением совместно с сосной культур-азотонакопителей (ольхи черной, акации белой, лоха).

Под лесные "насаждения в лесостепи отводят неис­пользуемые или малоиспользуемые в сельском хозяйстве земли. В степи лесные насаждения размещают на участ­ках бугристых песков, непригодных для сельскохозяйст» венных целей. В полупустыне под лесонасаждения отво­дятся участки между бугристыми песками с корнедос-тупными грунтовыми водами (пресными или слабомине­рализованными) .

При сельскохозяйственном использовании песчаных площадей (кормовые почвозащитные севообороты) обя­зательно создание лесных полос.

Создание системы защитных лесных полос как надеж--ного средства борьбы с ветровой эрозией необходимо так­же при закладке на песках садов и виноградников. Рас­стояние между полосами в этих случаях должно быть 1,00—150 м в саду и 50 м на виноградниках. Расстоя-" ние между поперечными полосами не должно превышать 300—400 м.

Закрепление песков посевом трав проводится в усло­виях, где затруднено выращивание леса, а также с целью увеличения емкости кормовых угодий на песках.

Наиболее распространенными и ценными травянисты­ми растениями-пескоукрепителями являются песчаный овес (кияк), аристиды, кумарчики. -

В условиях бугристого рельефа посев проводится вруч­ную. На ровных участках возможно применение меха­низации. При аэросеве, так же как и при севе вразброс, заделка семян происходит естественно, поэтому под дей­ствием, ветра семена обычно сносятся с повышений и накапливаются в понижениях, где и появляются обиль-- ные всходы. Равномерное распределение семян обеспе­чивается . применением механических защит. Лучшее время для посева — период после первых осенних дож­дей.

Закрепление песков механическими защитами. Дейст­вие механических защит основано на сплошной или части­чной изоляции рыхлой подвижной поверхности песка от ветра. С этой целью поверхность песка покрывают ря­дами или сплошь пучками травы '(тростника) (устилоч-ные защиты), или пучки стоймя закапывают в канавки, образуя ряды, направленные перпендикулярно господст­вующим ветрам. Сплошное закрепление территории ме­ханическими защитами стоит дорого и применяется толь­ко на участках, где пески угрожают важным промыш­ленным объектам или сельскохозяйственным землям. Чаще механические защиты устанавливают кулисами шириной 30—50 м через 100—150 м. В межкулисных пространствах проводят лесопосадки. На крупнобархан-

ных песках закрепляют лишь нижнюю треть или поло­вину наветренного склона, при этом осыпается только верхушка бархана.

Закрепление песков химическими средствами. В пос­ледние годы достигнуты значительные успехи в закреп­лении поверхности песка с помощью химических средств. Поверхность песка обрабатывается битумной""эмульсией, которая образует пористую пленку, прочно связываю­щую отдельные песчинки, но в то же время хорошо про­пускающую осадки и не препятствующую прорастанию всходов растений. .

Хороший эффект достигается применением многоком­понентных фиксаторов, получаемых из горячих смесей би­тума и мазута с нефтью, гудрона с нефтыо'или мазута с нефтью. Пленки, образующиеся в результате покрытия поверхности песка различными фиксаторами, защищают его от выдувания, сохраняют влагу, уменьшают колеба­ния температуры на поверхности песка и дают высокую приживаемость растений.

Искусственные пленки, фиксирующие поверхность пес­ка, теряют свою механическую прочность и разрушаются на 2 — 3-й год, поэтому химическое закрепление песков является предварительным приемом для создания под его защитой покрова из травянистой или древесной растительности.

30.Оросительные гидромелиорации: их сущность, назначение, условия и область

применения. Виды орошения.

Потребность в орошении и его распространение. Орошение — это гидромелиорация с подводом воды на земли недостаточной природной обеспеченности.

Орошение применяют во всех природных зонах, кроме тунд­ры, однако на различных территориях оно выполняет разные задачи и имеет свои особенности. Аридные регионы страны отличаются жарким сухим клима­том, здесь выпадает мало осадков (в среднем за год менее 200... 300 мм), причем большая их часть приходится на вневегетаци-онный период. Показатель увлажнения (отношение годовой сум­мы осадков к потенциальной испаряемости) меньше 0,33, дефи­цит испаряемости (разница между возможной испаряемостью за вегетационный период и продуктивно используемыми осадками) превышает 5000 м³/га. В аридной зоне размещено около 40 % орошаемой пашни. Урожаи сельскохозяйственных культур без орошения (на богаре) здесь очень низкие. Поэтому орошение в таких районах — необходимое условие культурного земледелия. Субаридные районы страны характеризуются неустойчивым естественным увлажнением, показатель увлажнения меньше 0',77, а дефицит испаряемости 2000...5000 м³/га. Здесь размещено бо­лее половины орошаемой пашни. Каждый 3...4-Й год обычно су­хой, в вегетационный период выпадает мало осадков, и тогда урожаи сельскохозяйственных культур на богарных землях резко падают. Орошение в этих районах существенно дополняет естест­венные осадки. Основные культуры в этой зоне — зерновые и кормовые, и орошение наряду с задачей повышения их урожай­ности имеет важную цель — выравнивание по годам валового выхода этих ценных культур, составляющих основу сельского хозяйства. В гумидных районах с показателем увлажнения 0,77... 1,33 и дефицитом испаряемости менее 2000 м /га орошают влаголю-~1 бивые культуры, такие, как овощи, травы, а также сады. Здесь размещается около 5 % орошаемой пашни страны. Экономичес­кая целесообразность орошения в этих районах обусловлена неравномерностью распределения осадков в течение вегетации. Здесь нередки засушливые (бездождевые) периоды продолжи­тельностью 10...15 и даже 20 дней и более, и сельскохозяйственные культуры начинают испытывать недостаток почвенной влаги, j снижают урожайность. Орошение в засушливое время позволяет заметно повысить урожайность овощных культур и трав. Виды орошения. В зависимости от характера действия разли- I / чают орошение регулярное и одноразовое (влагозарядочное). При регулярном орошении почву увлажняют в течение всего ве­гетационного периода в соответствии с потребностями в воде сельскохозяйственных культур, складывающимися погодными условиями (в особенности выпадающими осадками), хозяйствен­ными возможностями. Одноразовое орошение включает только один полив за год, обычно это весенняя или осенняя влагозаряд­ка при лиманном орошении. Регулярное орошение — основной и наиболее интенсивный вид орошения, которое позволяет поддерживать оптимальные влагозапасы в почве в течение всего пе­риода вегетации, но оно дорогостоящее. Влагозарядковое оро­шение, хотя и в несколько раз дешевле, обеспечивает заметную прибавку урожая благодаря созданию в слое почвы глубиной 1...2 м и более значительных запасов влаги, которые растение может использовать постепенно; по мере углубления корневой системы, а также в результате миграции почвенной влаги. Оно нашло применение как экстенсивный метод мелиорации преиму­щественно в степных районах Казахстана и Поволжья, где мало рек и наиболее доступным и приемлемым источником орошения служит местный сток весеннего снеготаяния.

Различают также орошение сплошное и выборочное. Сплошное орошение характерно для сильно засушливых (арид­ных) районов, где культурное земледелие немыслимо без оро­шения (рис. 27). В более влажных регионах поливают обычно не все и даже не большую часть севооборотов, а только часть земель, на которых выращивают наиболее ценные культуры, соз­дающие основу экономики хозяйства, или наиболее отзывчивые на орошение (выборочное орошение). По мере продвижения на север в районы с большим естественным увлажнением выбороч-ность орошения увеличивается, в Нечерноземной зоне его исполь­зуют для овощных севооборотов и пастбищ. К специальным видам орошения относят удобрительное (по­лив сточными водами, а также использование полых речных вод, содержащих много плодородного ила во взвешенном состоянии, на специально устроенных обвалованных участках в пределах поймы), отеплительное (полив теплыми водами ТЭЦ или горячих подземных источников) и аэрозольное (для увлажнения листо­вой поверхности растений с целью ликвидации атмосферной за­сухи) .

31. Поливной режим с/х культур, принципы его проектирования. График интегральной кривой дефицита водопотребления с/х культур. Виды поливных режимов.

В реальных условиях производства обеспечить такой постоян­ный статический водно-воздушный режим почвы очень трудно. В течение вегетации растений почвенная влага расходуется на водопотребление Е (суммарное испарение, или эвапотранспирацию), которое включает транспирацию (биологическое испаре­ние) и физическое испарение с поверхности почвы. В засушли­вых условиях естественный приход почвенной влаги за счет по­лезно используемых осадков учитывает непроизводительные потери осадков А на сток и испарение) обычно не компенсирует ее потери, и влагосодержание верхнего корнеобитаемого слоя почвы падает. Когда оно приблизится к минимально допустимому порогу иссушения (ДПИ) и когда вследствие низкого содержания и малой подвижности почвенной В реальных условиях производства обеспечить такой постоян­ный статический водно-воздушный режим почвы очень трудно. В течение вегетации растений почвенная влага расходуется на водопотребление Е (суммарное испарение, или эвапотранспирацию), которое включает транспирацию (биологическое испаре­ние) и физическое испарение с поверхности почвы. В засушли­вых условиях естественный приход почвенной влаги за счет по­лезно используемых осадков \лА (коэффициент \х ^ 1 учитывает непроизводительные потери осадков А на сток и испарение) обычно не компенсирует ее потери, и влагосодержание верхнего корнеобитаемого слоя почвы падает. Когда оно приблизится к минимально допустимому порогу иссушения (ДПИ) и когда вследствие низкого содержания и малой подвижности почвенной влаги отбор ее корневой системой уже не может компенсировать транспирацию, почву необходимо искусственно увлажнить, т. е. провести полив, иначе урожайность снизится. Полив — это од-|\ нократное искусственное увлажнение почвы оросительной водой путем ее распределения по поливному участку и превращения в результате процесса впитывания из состояния тока в состояние почвенной влаги/с целью обеспечения необходимого водного ре­жима почвы.

Обозначим: h — глубина промачивания почвы (она не должна превышать глубину Я расчетного слоя почвы, или активного слоя, в котором расположена основная масса корней растения); а — средняя для этого слоя плотность почвы, г/см³; |3ппв — средняя расчетная влажность почвы после полива, которую при­нимают равной предельной полевой влагоемкости (ППВ), % массы сухой почвы; Рдпи — то же, перед поливом, % массы сухой почвы; ее часто выражают в % ППВ (табл. 3). Тогда по­ливная норма будет, Обозначим: h — глубина промачивания почвы (она не должна превышать глубину Я расчетного слоя почвы, или активного слоя, в котором расположена основная масса корней растения); а — средняя для этого слоя плотность почвы, г/см³; |3ппв — средняя расчетная влажность почвы после полива, которую при­нимают равной предельной полевой влагоемкости (ППВ), % массы сухой почвы; Рдпи — то же, перед поливом, % массы сухой почвы; ее часто выражают в % ППВ (табл. 3). Тогда по­ливная норма будет, м³/га: ,

т= 100а/h(bппв - bдпи)-

В уравнение водного баланса почвы, кроме водопотребления культуры и полезно используемых осадков, входят также подпи­тывание корнеобитаемого слоя за счет капиллярной каймы грун­товых вод ( + G) или, наоборот, потери влаги из корнеобитаемого слоя на глубинную фильтрацию и пополнение грунтовых вод ( — G), что может быть при обильных осадках или неправильных поливах (в том числе очаговой инфильтрации в понижениях рельефа на неспланированном поле). При расчетах учитывают также изменение запасов почвенной влаги в рассматриваемом слое почвы на начало (W„) и конец расчетного периода (W_K), в том числе прирост влаги в результате увеличения в течение ве­гетации корнеобитаемого слоя почвы.

Изучая подекадные водные балансы почвы, определяют его подекадные дефициты, которые последовательно суммируют, и по этим данным строят интегральную кривую дефицита на весь ве­гетационный период культуры (рис. 30). Эту кривую используют для установления сроков полива культуры при известных нормах.

Следует иметь в виду, что вычисляемую по формуле (17) по­ливную норму можно назвать физиологической. Она не учиты­вает особенности впитывания воды в почву при различных спо­собах и технике полива. Виды поливов. Классификация поливных режимов. В зави­симости от времени проведения поливы бывают вегетационные и вневегетационные. По назначению вегетационные поливы могут быть увлажнительные (их часто называют просто вегетацион­ными), подкормочные (удобрительные), послепосадочные или послепосевные (для приживления рассады и обеспечения друж­ных всходов), освежительные (дождеванием в жаркую, сухую погоду), противозаморозковые (для многолетних насаждений). Вневегетационные поливы бывают влагозарядковые, опресни­тельные (для промывки верхнего слоя почвы от вредных солей), предпахотные (чтобы пересушенная почва не пылила при вспашке и бороновании), предпосадочные или предпосевные (рассаду высаживают, а семена заделывают во влажную почву), провоцирующие сорняки (для их последующего уничтожения при обработке почвы).

При влагозарядковых поливах в засушливых районах страны (Средняя Азия и Закавказье, степная зона) почву промачивают осенью или весной на большую глубину (до 1...2 м и более). Метод влагозарядки основан, во-первых, на свойстве почв доста­точно прочно удерживать в порах определенное количество вла­ги на уровне, близком к ППВ, и, во-вторых, на способности корневой системы сельскохозяйственных растений проникать вслед за влагой в глубокие слои почвы и использовать находящуюся там продуктивную влагу. При эксплуатации уже построенной оросительной. системы фактический по­ливной режим варьирует по годам и внутри года в соответствии с изменением погодных условий. Этот режим орошения называют эксплуатационным. Его составляют, во-первых, для оперативного планирования водопользования и проведения поливов на бли­жайшую декаду (оперативный поливной режим) и, во-вторых, для сезонного планирования водопользования с учетом ожидае­мых в текущем году погодных условий, а также водоносности источника орошения (поливной режим плана водопользования). По назначению различают увлажнительный режим, обеспечи­вающий требуемые для роста и развития растений условия влажности почвы на протяжении всего периода вегетации; увлажни-

тельно-удобрительный (при поливах сточными водами) и увлаж­нительно-промывной, который предусматривает на засоленных или подверженных вторичному засолению землях создание нисходящих токов воды, для чего дают повышенную ороситель­ную норму, м³/га:

М„_р = М -4- М„„сх, Вегетационный поливной режим разрабатывают так же, как и при орошении обычными (чистыми) водами, однако учитыва­ют следующее. Во-первых, на орошаемых пастбищах необходимо соблюдать санитарно-ветеринарные требования, согласно кото­рым между поливом сточными водами (в особенности животно­водческими стоками) и стравливанием должен быть карантин­ный разрыв в 15...21 дней в зависимости от степени подготовки и обезвреживания поливной воды. Во-вторых, нельзя превышать допустимые уровни концентрации ингредиентов производственно­го происхождения, их содержания в продукции, выращиваемой на ЗПО, и в почве. При необходимости предусматривают раз­бавление сточных вод чистой водой.