3.1. Меліоративні заходи на привододільному фонді

Привододільний фонд включає вододільні плато і прилеглі до них верхні частини привододільних схилів крутістю до 3°. Головним несприятливим фактором тут є дія шкідливих вітрів. Цю територію можна проектувати для вирощування різних сільськогосподарських культур у системі основних польових сівозмін.

На площі привододільного фонду необхідно запроектувати розміщення полезахисних (снігорозподілювальних, вітроломних) лісових смуг. Основне їх призначення - зменшення швидкості вітру і зниження тим самим шкідливого впливу хуртовинних і суховійних вітрів.

Повітропроникність - відношення маси повітря, що проходить через одиницю площі перерізу за одиницю часу в завітряній частині лісової смуги, до аналогічного показника навітряної частини смуги. Повітропроникність визначає, яка частина вітрового потоку проходить через смугу і як зменшується швидкість вітру. Повітропроникність залежить від ширини смуги, густоти й порядку розміщення дерев і кущів, їх складу, тобто факторів, які зумовлюють ажурність смуги.

Розрізняють основні і допоміжні полезахисні лісові смуги.

Основні лісові смуги розміщують упоперек напрямку шкідливих вітрів чи поверхневого стоку вод (наприклад у Лісостепу), а допоміжні розміщують перпендикулярно до основних для посилення їх захисного впливу.

Відстань між основними смугами встановлюється з таким розрахунком, щоб простір між двома сусідніми смугами був у зоні ефективного впливу смуг на вітер. Протяжність такої зони залежить від висоти смуг, а висота смуг - від біологічних особливостей головних порід, грунтово-кліматичних умов цього регіону і конструкції смуг. Рекомендовані відстані між основними та допоміжними полезахисними смугами, залежно від ґрунтових умов, наведені в таблиці 2.

Таблиця 2

Відстані між основними і допоміжними полезахисними лісовими смугами

Типи грунтів	Середня висота смуг, м	Відстань між смугами, м		Максимально допустима площа поля, га
		основ-ними	доміж-ними
Сірі лісові ґрунти, опідзолені і вилужені чорноземи	22-20	600	2000	120
Потужні, типові і звичайні чорноземи	20-18	500	2000	100
Південні чорноземи	16-12	400	2000	80
Темно-каштанові і каштанові	10-8	350	1500	70
Світло-каштанові	8-6	250	1500	50

На основі наявних грунтів бермо середню висоту смуг 16-12 м. Відстань між основними смугами рівну 400 м, між допоміжними – 2000 м. Максимальна площа одного поля становить 80 га.

Зона ефективного впливу на вітер смуг продувної конструкції відповідає величині, що дорівнює приблизно 30-кратній їх висоті, ажурної - 25 висотам.

Максимальний захисний ефект основних смуг забезпечується при розміщенні їх перпендикулярно до напрямку шкідливих вітрів. Оскільки не завжди це можливо виконати, припускаються відхилення до 30 градусів, однак, у виняткових випадках, припускається і більше відхилення.

Наприклад, з метою попередження водної ерозії лісосмуги доцільно розміщувати вздовж горизонталей (упоперек схилу).

Розташування основних полезахисних смуг збігається з довгими краями полів сівозмін. Польові дороги на плані показуємо штриховими лініями вздовж південних румбів від лісових смуг, що забезпечує швидке висихання польових доріг. Полезахисні смуги потрібно запроектувати також вздовж кордонів землекористування, із південного, південно-східного та східного боків. Кордони землекористування інших румбів будуть оточені лісосмугами відповідних сусідніх господарств.

На стиках основних і допоміжних лісових смуг для проїзду аграрної техніки слід запроектувати проміжки шириною 20-З0 м; у головних смугах через 600-800м - розриви шириною 10 м.

На плані лісові смуги позначаємо зеленою лінією товщиною до 1 мм. Кожну смугу нумеруємо, на ній проставляємо номер, протяжність (км), площу (га), наприклад: 3-1.75-2.62, тобто третя смуга має протяжність 1.75км і площу 2.62га.

Нумеруємо також поля сівозмін; посередині кожного поля проставляємо у чисельнику номер поля (римськими цифрами): в знаменнику - площа, га.

Польові дороги, позначаємо чорними штриховими лініями товщиною 0.2-0.З мм, які будуть одночасно і межами полів сівозмін.

Важливим фактором у забезпеченні ефективного впливу лісових смуг на зменшення швидкості вітру і покращення мікроклімату місцевості є вибір оптимальної конструкції лісових смуг. Ажурність лісової смуги - відношення площі просвітів у поздовжньому профілі лісової смуги в облистненому стані до загальної площі. Конструкції лісових смуг. Виділяють три основні та дві проміжні конструкції лісових смуг. Основні - продувна, ажурна, щільна (непродувна); проміжні - ажурно-продувна, ажурно-щільна.

При цьому слід виходити з того, що в районах з переважанням несприятливих холодних хуртовинних вітрів потрібно створювати лісові смуги продувної конструкції; у Лісостепу - ажурної чи ажурно-продувної з більшою ажурністю; у Степу проти суховійних вітрів - ажурні з невеликою вітропроникністю; у районах прояву дефляції, чорних пилових бур - також ажурні, але більшої вітропроникності. Цього можна досягти шляхом певного підбору асортименту деревно-кущових порід, їх змішування, ширини смуги тощо.

Оптимальну ажурність смуги можна розрахувати за формулою:

P = (3),

де, Р - ажурність смуги, у відсотках;

L - відстань від смуги, на якій спостерігається зниження швидкості вітру, м;

Н - висота смуги, м;

V - швидкість вітру, м;

α - кут між напрямком вітрового потоку і лісовою смугою, град.

P = = 26,6 %

Виходячи із обрахованої ажурності крони, враховуючи район розташування даної території проектуємо смуги ажурної конструкції.

Ажурна конструкція має просвіти, розміщені рівномірно по всьому профілю: і у кронах, і між стовбурами. Ця конструкція належить до вузьких смуг. Рівномірний розподіл просвітів забезпечується наявністю деревних порід різної інтенсивності росту, що утворюють два яруси. Підлісок із високих кущів рівномірно заповнює просвіти між стовбурами дерев При ажурній конструкції лісової смуги частина вітрового потоку проникає крізь неї по всьому профілю. За лісосмугою її швидкість дещо нижча, ніж початкова. Потоки повітря заповнюють простір за смугою, запобігаючи виникненню зони зниженого тиску. Внаслідок цього завихрення у зоні наближення основної маси повітряного потоку до землі не утворюються, а повітряний потік, не зазнаючи впливу розрідженої зони, опускається до землі на відстань дещо більшу, ніж при щільній конструкції.

За лісосмугою ажурної конструкції зона затишшя не створюється, однак вплив її на зменшення швидкості вітрового потоку поширюється на більшу відстань, ніж при непродувній конструкції. Схема впливу смуги ажурної конструкції на швидкість вітру така: найбільш сильне зниження швидкості за лісосмугою у зоні 3 - 5 її висот, де вона становить 30 - 40 % початкової, потім спостерігається поступове підвищення швидкості і .відновлення її до початкової на відстані 40 - 50Н. Зона затишшя з навітряного боку смуги не утворюється. Дальність впливу смуг ажурної конструкції на зниження швидкості вітру на висоті 2-м становила 42 - 50 Н відповідно до профілю поперечного перерізу лісосмуги. При дослідженні впливу на вітер ступеня ажурності лісосмуг, який змінюється у межах 15 – 17%., виявлено, що на висоті 2 м цей вплив поширився з навітряного боку на відстань 5 - 15Н, зростаючи зі. зменшенням ступеня ажурності. Із підвітряного боку зі збільшенням ступеня ажурності від 15 до 40 % зона захисного впливу розширюється, а при подальшому збільшенні ступеня ажурності - звужується. Максимальна протяжність зони захисного впливу при ажурності 35 - 40 % становить 48 - 52Н, зменшуючись до 30 Н зі збільшенням ажурності до 70 %.

Протяжність зони захисного впливу смуги залежить від кута підходу вітрового потоку до лісової смуги. Захисний вплив найбільш ефективний, якщо кут між напрямом вітру і лісосмугою становить. 90°. При відхиленні напряму вітру протяжність зони впливу зменшується, при цьому ступінь зменшення пропорційний значенню відхилення напряму вітру від перпендикулярного. Отже, зона впливу лісової смуги на зниження швидкості вітру залежить від висоти і ступеня ажурності смуги, швидкості,вітру, кута набігання вітрового потоку.

Відносна та абсолютна вологість під захистом лісових смуг усіх конструкцій збільшується. На міжсмугових ділянках відносна вологість повітря в середньому підвищується на 2 - 3%, а абсолютна - на 0,5 - 1,0 мм.

Випаровування на міжсмугових ділянках внаслідок підвищення відносної вологості повітря і зниження швидкості вітру зменшується на 15 - 45% залежно від початкової швидкості вітру і відстані ділянки поля від лісової смуги.

Транспірація рослин під захистом лісових насаджень змінюється позитивно: інтенсивність її у сільськогосподарських культурах на захищених лісовими смугами полях значно зменшується що сприяє більш економному витрачанню ґрунтової вологи.

Сніговідкладення під впливом лісових смуг усіх конструкцій загалом поліпшується тому, що на відкритій місцевості сніг здувається у мікропониження, в гідрографічну сітку, яри. Лісові смуги запобігають здуванню снігу з полів у низини і сприяють накопиченню його в зоні свого живлення. Характер сніговідкладення у зоні безпосередньо залежить від аеродинамічних властивостей смуг. Під впливом ажурних смуг сніг відкладається у вигляді пологих заметів

Вологість грунту на полях у системі лісових смуг через рівномірне сніговідкладення, зменшення втрат вологи на випаровування і поверхневий стік на 10 – 30 % більше, ніж у відкритому полі навіть у кінці літа. На міжсмугових полях спостерігається підняття рівня ґрунтових вод, а під лісосмугами, навпаки, опускання на глибину до 3 м. Запаси ґрунтових вод на захищених смугами полях збільшуються.

Під впливом лісових смуг знижується об'ємна маса і зростають загальна шпаруватість та зв'язність грунту, поліпшуються його вологоємність і водопроникність, що різко зменшує чи навіть повністю виключає поверхневий стік води.

Лісові смуги, поліпшуючи мікроклімат, водний, повітряний режим грунту, створюють сприятливі умови для росту і розвитку сільськогосподарських культур. Урожайність основних зернових культур у зоні впливу лісових смуг зростає на 20 - 40%, або 2 - 3 ц/га, овочевих - на 45 - 70%, сіяних трав - удвічі. Збільшення приросту врожаю прямо залежить від висоти лісовихсмуг або дальності їх захисного впливу, а також погодних умов

Лісові смуги чинять позитивний санітарно-гігієнічний вплив. Вони регулюють вітровий режим, температуру, відносну вологість повітря, поглинають вуглекислоту, виділяють чистий кисень. Один гектар лісових насаджень виділяє стільки кисню, скільки потрібно для дихання 200 чоловік.

Вибір деревних порід для формування насаджень залежить, насамперед, від відповідності їх біологічних властивостей конкретним лісорослинним умовам. Асортимент порід повинен відповідати основному функціональному завданню лісомеліоративного насадження.

Породи, з яких формуються захисні лісонасадження, за своїм функціональним призначенням поділяються на три групи: головні, супутні, кущі.

До головних належать породи, які відіграють функціональну роль у насадженні. Ці породи утворюють верхній ярус насаджень. Вони найбільш високі, стійкі й довговічні за даних екологічних.

Супутні породи забезпечують кращий ріст головної породи. Вони займають другий ярус насадження, тіневитривалі, мають щільну крону, що сприяє затіненню грунту, а також формуванню стовбурів і крон дерев головної породи.

Параметри (ширина) полезахисної лісової смуги зумовлюються кількістю рядів і шириною міжрядь. У східних районах з частими пиловими бурями проектуються 5-7-рядні основні смуги, у північних і лісостепових районах для послаблення шкідливої дії холодних хуртовинних вітрів і рівномірного сніговідкладання - 3-5-рядні. Допоміжні смуги - 2-3-рядні із однієї головної породи

Ширина міжрядь встановлюється з урахуванням грунтово-кліматичних умов і асортименту порід (у Лісостепу і північному Степу - 2.0-2.5м, у посушливих умовах південного Степу 3 - 4м). У ширину смуги включаються закраїни з обох сторін, вони приймаються рівними ширині міжряддя, але не більше 3м. Відстань у рядах між рослин 1.0 м. Схеми полезахисних смуг (основних і додаткових) подані відповідно на рис. 1, 2.

Вітер

Схил

К

1,0

л.гост. Д зв. Д зв. Кл.гост. Кз -----

Кл.гост. Д зв. Д зв. Кл.гост. Кз -----

Кл.гост. Д зв. Д зв. Кл.гост. Кз

Рис. 1. Схема основної полезахисної смуги.

Грунти: чорноземи звичайні та південні глинисті.

Кількість садивного матеріалу (тис.шт на 1га), всього – 4,000, у т. ч. Д-1,600, Кл – 1,600, Кз – 0,800.

Умовні позначення: Д – дуб звичайний, Кл – клен гостролистий, Кз – кизил.

1,0

Д Д ----

Д Д ----

Д Д

Рис. 2 Схема додаткової полезахисної смуги.

Кількість садивного матеріалу (тис.шт на 1га), всього – 4,000, у т. ч. Д-4,000.

Умовні позначення: Д – дуб звичайний.

Асортимент порід підбирається з урахуванням грунтово-кліматичних умов місцевості і конструкції лісової смуги.

Кількість садивного матеріалу, що необхідна для створення полезахисних смуг подано в табл. 3.

Таблиця 3

Розрахунок потреби садивного матеріалу для створення полезахисних лісових смуг

Номери смуг	Протяжність, км	Площа, га	Потрібна кількість садивного матеріалу, тис. шт
			Всього	У тому числі по породах
				Дуб зв.	Клен г.	Кизил
Основні смуги
1	2,60	3,32	13,300	5,320	5,320	2,660
2	2,64	3,30	13,200	5,280	5,280	2,640
3	2,63	3,29	13,150	5,260	5,260	2,630
4	1,27	1,59	6,350	2,540	2,540	1,270
5	0,99	1,24	4,950	1,980	1,980	0,990
Разом	10,19	12,74	50,950	20,380	20,380	10,190
Допоміжні смуги
1	1,36	0,68	2,720
2	1,24	0,62	2,480
Разом	2,6	1,3	5,200
Всього	12,79	14,04	56,150

Оптимальність розміщення полезахисних лісових смуг потрібно перевірити шляхом визначення коефіцієнта захисної дії смуг за формулою:

К = (4),

де К – коефіцієнт корисної дії смуг;

L – сумарна протяжність основних лісових смуг, км;

l – зона ефективного впливу смуги на вітер, тобто відстань між головними смугами, м;

S – площа привододільного фонду, га.

К = = 1,1

Оскільки коефіцієнт (К) близький до одиниці - смуги на території розміщені оптимально; у супротивному випадку потрібно було б взяти інші параметри показника 1.

Крім лісомеліоративних, на привододільному фонді слід запроектувати й агротехнічні заходи, які, не потребуючи великих додаткових, витрат, сприятимуть більшій ефективності дії полезахисних лісових смуг, підвищенню врожайності аграрних культур.

Виходячи з умов господарства і зональних рекомендацій, проектуємо агротехнічні заходи, які тут є найбільш ефективними. Оскільки район розташований в зоні прояву дефляції, то доцільно запроектувати: : безвідвальний обробіток ґрунту із збереженням стерні; перехресний посів; створення одно-, двометрових куліс через 50-30м із високостеблових культур (кукурудзи, соняшника тощо) на парах, полях зернових тощо; смугове розміщення аграрних культур (75-80м зернові чи технічні культури і 20-25м - багаторічні трави).