33. Показатели устойчивости почв к эрозии и дефляции под различными культурами

Агрофон	Коэффициент
	эрозионной опасности	дефляционной опасности
Чистый пар	1	1
Сахарная свекла	0,9	0,95
Кукуруза на зерно	0,85	0,85
Подсолнечник	0,8	0,85
Картофель	0,75	0,85
Яровые зерновые	0,6	0,75
Смешанные посевы яровых культур	0,5	0,75
Однолетние травы	0,5	0,75
Горох, вико-овсяная смесь	0,35	0,75
Кукуруза на зеленый корм	0,6	0,7
Пропашные культуры с подсевом многолетних трав	0,5	0,7
Яровые зерновые культуры с подсевом многолетних трав	0,4	0,7
Озимые зерновые	0,3	0,3
Смешанные посевы озимых культур	0,25	0,25
Поукосные и пожнивные посевы яровых культур (в качестве промежуточной культуры)	0,3	0,25
Пожнивные посевы озимых культур (в качестве промежуточной культуры)	0,2	0,25
Многолетние травы 1-го года использования	0,08	0,08
То же 2-го года использования	0,03	0,03
То же 3-го года использования	0,01	0,01

Установление оптимального соотношения возделываемых культур (зерновых, пропашных, бобовых) и чистых паров является чрезвычайно важным фактором предотвращения эрозии. Корректировка структуры использования эродированной пашни сводится к расширению посевов многолетних трав и зернобобовых, замене части площа­дей чистого пара сидеральным. Уплотнение севооборотов промежуточными культурами повышает их почвозащитную роль. Усиление почво­защитной эффективности севооборотов при включении промежуточных культур, используемых на корм и зеленое удобрение, достигается благодаря удлинению периода, в течение которого почва находится под прикрытием растений, а также за счет улучшения физических свойств почвы вследствие дополнительного поступления в нее свежего органического вещества. В качестве озимых промежуточных куль­тур целесообразно использовать озимую рожь и ее смесь с озимой викой, в качестве поукосных - рапс яровой, горчицу белую, редьку масличную, в качестве пожнивных - горох укосный, рапс яровой.

Оптимизация структуры посевных площадей достигается путем дифференцированного освоения различных видов севооборотов в зависимости от эрозионной опасности земель. Полевые севообороты располагаются на пашне интенсивного и умеренного использования. На землях интенсивного использования вводятся зернопаропропашные, зернопропашные, плодосменные, а на пашне умеренного использования преимущественно зернотравяные севообороты. На сильносмытых почвах, т.е. на пашне ограниченного использования вводят почвозащитные севообороты с преобладанием многолетних трав.

Система обработки почвы в севооборотах также дифференцирована в зависимости от категорий ландшафта. В эрозионных ландшафтах с неустойчивым и недостаточным увлажнением (лесостепь, степь) система обработки на склонах должна обеспечивать максимальное впитывание в почву выпадающих осадков и предупреждать потери вла­ги на непродуктивное испарение, а в регионах с избыточным увлаж­нением (лесная зона) – способствовать безопасному отводу воды с пашни в овражно-балочную сеть. Приемы противоэрозионной обработки почвы на склонах условно делят на две группы: общие (вспашка, рыхление, культивация, боронование, междурядные обработки) и спе­циальные (обвалование зяби, щелевание и мульчирование почвы и др.). На пахотных землях I и II категорий, т.е. интенсивного использования, основной является отвальная разноглубинная обработка, дополняемая нулевыми, поверхностными и мелкими безотвальными обработками. На пашне III категории (умеренного использования) отвальную разноглубинную обработку необходимо заменять на комбинированную. На пахотных землях IV категории (ограниченного использования) предпочтительна безотвальная разноглубинная обработка.

Способы водозадерживающей обработки почвы. На склонах крутизной более 2-3^о применяются дополнительные водозадерживаюшие мероприятия, в частности лункование, бороздование, обваловывание, щелевание, кротование.

Лункование проводится на зяби и парах лункообразователем. Длинна лунок 110-120 см, ширина 35-50 см, глубина 12-15 см.

Прерывистое бороздование проводят с помощью специального приспособления, агрегатируемого с плугом или паровыми культиваторами. Рабочим органом является трех- или четырехлопатная крыльчатка. Прерывистое бороздование проводится одновременно со вспашкой зяби или паров. Размеры борозды: длинна 80-100 см, ширина 35-40 см, глубина 10-15 см.

Обваловывание выполняют плугом, на предпоследнем корпусе которого устанавливают удлиненный отвал, создающий борозды и валики высотой 20-25 см, расположенные на расстоянии 140-170 см друг от друга.

Поделка водоотводных борозд осуществляется бороздоделателем ДН-300. Глубина водоотводных борозд 18-22 см, ширина по верху 40-48 см, заложения откосов 1:1. Борозды обычно нарезают на расстоянии 50-100 м друг от друга в зависимости от рельефа местности и условий стока под углом 25-30^о к горизонталям. Из водоотводных борозд вода сбрасывается в места, безопасные в эрозионном отношении, например в задернованные или облесенные ложбины, лощины, балки.

Щелевание – поделка узких и глубоких щелей щелевателями - применяется на зяби, посевах озимых, сенокосах, и пастбищах. Глубина щелей может быть от 15 до 50 см, а расстояние между ними 100-150 см.

Кротование – создание пустот – проводится одновременно со вспашкой зяби, для чего на одном или двух корпусах плуга ставят кротователи. При протаскивании дренера на глубине 35-40 см создаются кротовины – круглые ходы диаметром 6-8 см.

Мульчирование. Данный прием имеет особое значение в защите почв от эрозии, а также регулировании водного режима и повышении биогенности почвы. Мульчирующий материал предохраняет почву от прямых ударов дождевых капель, разрушающих ее структуру, снижает скорость водных потоков благодаря повышению шероховатости поверхности. Эффективность мульчирования зависит от площади проективного покрытия поверхности мульчирующим материалом. При одинаковом покрытии поверхности мульча из пожнивных остатков пшеницы, кукурузы, сорго одинаково эффективна. По данным службы охраны почв США, для эффективной защиты почвы от эрозии рекомендуется вносить 2,5-5 т/га соломы.

Снегозадержание и регулирование снеготаяния. Для удержания и равномерного распределения снега на склонах применяют кулисы из высокостебельных растений – несколько рядков подсолнечника или кукурузы, горчицы, сорго и других культур, оставляемых на зиму. Для этой цели применяют также стерневые кулисы, представляющие полосы стерни шириной 60 см, высотой 35-40 см на расстоянии 6 м.

Важное значение имеет задержание снега снегопахами. Его начинают при высоте снежного покрова 8-12 см и проводят 2-3 раза за зиму преимущественно во время оттепелей. С помощью снегопаха формируют снежные валы с наклонными стенками высотой от 40 до 70 см, располагая их поперек господствующих ветров или перекрестно на расстоянии 5—10 м один от другого на нижних частях склонов южной и западной экспозиции и 15-20 м — на верхних частях этих склонов, а также на склонах северной и восточной экспозиции.

Чтобы избежать разрушения снежных валов ветром и уноса снега с полей практикуют полосное уплотнение снега, которое особенно эффективнопри проведении его в период оттепелей. Оно способствует накоплению дополнительного количества снега на уплотненных полосах, растягивает период снеготаяния и, следовательно, уменьшает его интенсивность. Кроме того, уплотненные снежные полосы уменьшают скорость стекания воды и задерживают смытую с проталин почву. Регулировать снеготаяние можно также путем полосного обнажения почвы или зачернения снега золой, торфом, почвой полосами шириной 2-3 м с расстоянием между ними 5-15 м.

Агролесомелиоративные противоэрозионные мероприятия. Защитное лесоразведение на землях, подверженных водной эрозии, включает: стокорегулирующие лесные полосы, ориентированные перпендикулярно линии стока, на склонах круче 1-2^о, прибалочные, расположенные вдоль бровки балки; приовражные лесные полосы – вдоль бровки оврага или его вершины; кольматирующие лесные насаждения по дну и склонам оврагов, балок, ложбин, предназначенные для задержания наносов.

Основное назначение стокорегулирующих лесных насаждений — перехват поверхностного стока и перевод его во внутрипочвенный. Механизм действия стокорегулирующих лесных полос основан на повышенной (по сравнению с пашней) впитывающей способности почв в лесном насаждении. Водопроницаемость почв в лесу обычно выше, чем на пашне, так как плотность почв в лесу меньше, а пористость больше. Это связано с образованием пустот после отмирания корней, с деятельностью землероев. Кроме того, лесная подстилка предохраняет почву от замерзания и заиливания, а также сама задерживает часть стока. Чем больше возраст защитного лесонасаждения, тем ближе обстановка в нем к лесной, тем больше впитывающая способность почвы.

Оптимальная ширина полосы должна отвечать с одной стороны, экономическим требованиям минимального отчуждения пашни, с другой стороны, требованию максимального объема поглощаемой воды, т.е. быть достаточно широкой. Оптимальная ширина лежит в пределах от 10 до 20 м.

Стокорегулирующие лесные полосы дополняют простейшими водозадерживающими сооружениями в тех местах, где объем стока сравнительно невелик — 80-100 мм при 10% его обеспеченности. При большей величине стока часть его следует сбрасывать в овражно-балочную сеть, приняв меры против возможной линейной эрозии. Для этого стокорегулирующие лесные полосы дополняют водонаправляющими гидротехническими сооружениями.

Механизм почвозащитного действия прибалочных лесных на­саждений несколько отличается от механизма действия других видов лесных насаждений. Эти отличия обусловлены в первую очередь особенностями места расположения таких насаждений — вдоль бровки балок и лощин. Особенность этого местоположения в том, что здесь кончается пологий склон, а ниже бровки начинается сравнительно крутой склон балки, где обычно расположена нижняя граница пашни. Кроме того, расчлененность поверхности здесь выше, чем в приводораздельной и средней частях склона. Эти особенности обусловливают более высокую степень концентрации поверхностного стока, поступающего в прибалочную лесополосу. Поэтому прибалочные лесополосы еще в большей степени, чем стокорегулирующие, нуждаются в дополнении простейшими гидротехническими сооружениями — распылителями стока, перемычками, водозадерживающими и водоотводящими валами.

Ширина прибалочных лесополос, согласно действующим инструкциям, ограничена диапазоном 12,5-21 м. Выбор ширины и конструкции прибалочной лесополосы зависит от условий снегонакопления, поскольку накопление большого количества снега в лесополосе может сопровождаться усилением смыва и размыва почвы при его таянии. При прочих равных условиях, чем плотнее и шире лесополоса, тем больше снега она аккумулирует. Чем меньше ширина и больше ажурность лесополосы, тем меньше сугроб в самой лесополосе и тем равномернее распределение снега в межполосном пространстве. Обоснование ширины и конструкции прибалочной лесополосы должно включать учет местных особенностей почв, рельефа, микроклимата.

Согласно исследованиям (Данилов и др., 1980), в южно-таежной и лесостепной зонах европейской части России лесополосы максимальной ширины ажурной или продуваемой конструкции надо создавать на высоких наветренных берегах балок, минималь­ной ширины (5-7,5 м) при продуваемой конструкции — на подветренных (снегозаносимых) берегах балок. На участках большого отклонения лесополосы от перпендикуляра к линиям стока полоса должна быть предельно узкой и продуваемой. В местах пересечения, лесополосой ложбин целесообразно увеличение ширины и плотности конструкции за счет введения кустарников.

Снег на межполосном пространстве тает быстрее, чем в сугробе, затеняемом лесополосой, и талые воды, попадая в сугроб, освобождаются от переносимых почвенных частиц. Кольматирование наносов прибалочной лесополосой обеспечивает надежную работу водозадерживающих валов, обычно устраиваемых между лесополосой и вершиной склонового оврага.

Основное назначение приовражных лесных насаждений – создание условий для зарастания откосов оврагов травянистой и лесной растительностью, которая скрепляет корнями почву и предотвращает рост оврагов вширь. Приовражные лесные полосы располагают вдоль бровки оврага, поэтому они чаще всего ориентированы вдоль склона, как и сам овраг. Это увеличивает опасность размыва почвы вдоль лесополосы в процессе снеготаяния. Поэтому приовражные полосы, как и прибалочные, нуждаются в дополнении гидротехническими сооружениями.

Овражно-балочные лесные насаждения бывают трех видов:

- береговые балочные — по длинным пологим берегам балок;

- по дну и откосам оврагов с целью их закрепления;

- насаждения-илофильтры по днищам оврагов и балок для кольматации твердого стока.

На берегах балок крутизной до 20° лесными полосами в сочетании с простейшими гидротехническими сооружениями удается зарегулировать сток 10% обеспеченности.

Гидротехнические противоэрозионные мероприятия. Гидротехнические мероприятия вследствие их дороговизны применяют в тех случаях, когда предотвращение эрозии не достигается агротехническими и лесомелиоративными средствами, а целесообразность имеет эколого-экономическое обоснование.

Простейшие противоэрозионные гидротехнические сооружения включают: валы-террасы, ступенчатые террасы, траншейные террасы, распылители стока, водозадерживающие валы, водоотводные валы-канавы, вершинные водосборные сооружения, донные сооружения.

На склонах крутизной 4-6° эффективность таких водозадерживающих приемов, как лункование и прерывистое бороздование, резко снижается, уменьшается также емкость микролиманов. В этих условиях большое значение для задержания стока приобретает сооружение валов-террас (валов с широким основанием или гребневидных террас). Их создают на склонах крутизной не более 6° при невысокой ложбинности склона. Валы-террасы строят по горизонталям местности и привязывают к границам полей и производственных участков. Высота валов обычно 30-60 см, ширина основания — в 8-12 раз больше высоты. Благодаря пологим откосам такие валы легко преодолеваются всеми сельскохозяйственными машинами при обработке почвы, посеве и уборке урожая.

Ступенчатые террасы сооружаются в целях интенсивного использования крутых склонов под ценные многолетние культуры с механизированными обработкой почвы и уходом за растениями, задержания поверхностного стока и защиты почв от эрозии. Они представляют собой непрерывные вытянутые по горизонтали (или с допустимым уклоном вдоль полотна) площадки той или иной ширины. Механизм противоэрозионного действия террасирования основывается на уменьшении скорости движения воды и увеличении поглощения воды почвой.

Ступенчатые террасы состоят из полотна, выемочного и насыпного откосов. Расстояние между насыпным откосом верхней террасы и выемочным откосом нижней террасы называется бермой. В засушливых районах, особенно на орошаемых террасах, по нижнему краю полотна устраивают валы для задержания влаги. В районах избыточного увлажнения (например, на побережье Кавказа) вдоль выемочного откоса прокладывают канаву для отвода избытка воды, при этом полотну террасы придается небольшой продольный уклон. В поперечном сечении полотно террасы может быть горизонтальным, иметь прямой уклон (в направлении склона) или обратный уклон.

Траншейные террасы (террасы-каналы) используются для борьбы с эрозией и селями при облесении крутых (до 35-40°) склонов. Они состоят из траншей, вытянутых строго по горизонталям и валов из вынутой почвы, расположенных вдоль нижних краев канав. Деревья высаживают в нижней части насыпного откоса, примыкающего к канаве, что обеспечивает им относительно лучшие условия.

Распылители стока создают для рассредоточения потоков воды, концентрирующихся в ложбинах, разъемных бороздах, межах, напашах, у дорог и лесных полос. Распылитель стока представляет собой валик с расположенной перед ним выемкой, перегораживающей понижение под углом 45° к его оси. Высота валика обычно 0,3-0,5 м, в сторону нижнего конца распылителя он уменьшается и сходит на нет. Валик имеет треугольное или трапециевидное сечение с заложением откосов 1:1,5.

Распылители размещают по длине ложбин через каждые 50-100 м.

Водозадерживающие валы устраивают на прилегающем к вершине оврага участке склона для приостановки его роста. Валы рекомендуется создавать в условиях спокойного рельефа на водосборах не более 15 га при средней крутизне склона не более 3°. При выраженной ложбинности площадь водосбора не должна превышать 5-8 га, а при крутизне склона 3-6° — 5 га.

Водоотводные валы-канавы (нагорные канавы) применяются для отвода воды от вершин оврагов в задернованные ложбины или к одной вершине, закрепленной водосбросным сооружением.

Вершинные водосбросные сооружения служат для безопасного сброса воды через вершину на дно оврага. Они создаются в тех случаях, когда система водорегулирующих мероприятий на водосборе оказывается неэффективной или не может быть применена, а также при подходе вершины оврага к ценным сооружениям. Выделяют три типа вершинных сооружений: быстротоки, перепады и консоли (консольные перепады). Быстротоки — это сооружения, в которых вода движется непрерывно по их дну. В перепадах и консолях — на одних участках по дну, а на других — падает по воздуху.

Донные сооружения (запруды) создают после укрепления вершины оврага для предотвращения дальнейшего углубления дна. При отсутствии донных сооружений очень вероятен подмыв и разрушение вершинных сооружений. Запруды обычно строят в привершинной части оврага, где вследствие больших уклонов скорость потока оказывается выше допустимой для данного грунта.