9.5. Картографирование эрозионноопасных пахотных почв

Нижняя граница категорий эрозионно-опасных пахотных почв определяется расчетным методом, сводящимся к установле­нию изогипсометрических точек, в которых величина смыва почв на зяби не превышает нижних значений региональной шкалы соответствующих категорий пахотных почв: I – зона формирования поверхностного стока и смыва почв, компенсируемых скоростью культурного почвообразования, II – смыв почвы до 5 т/га, III – смыв почвы 5-12 т/га, IV – смыв почвы 12-20 т/га, V – смыв почвы больше 20 т/га.

Расчет нижней границы безвозвратных потерь почвы в соответствии со шкалой категорий пахотных почв ведется с использованием формулы [10, 11]:

, (4)

или , (5)

где М_н – интенсивность весеннего смыва почв талыми водами на зяби с элементарных водосборов, т/га; Q – показатель эродируемости почв, г/дж; - масса поверхностного стока талых вод с I га, кг/га; g – ускорение силы тяжести, 9,8 м/с²; 0,5 – величина, учитывающая средний путь движения талых вод по скло­ну при условии равномерного распределения снежного покрова; L – средневзвешенная длина линии стока на элементарном во­досборе, м;  - средневзвешенная крутизна на элементарном водосборе, град.; К – относительные поправочные коэффициенты, учитывающие влияние формы склона (к_фс), экспозиции склона (К_эс), гранулометрического состава (К_гс), солонцеватости и карбонатности почв (К_ск), смытости почв (К_эп), защищенности почв от эрозии (К_зп). Р = (0,01 МС + 10 К + К_ск) – (Г – R₂О₃) – относительный комплексный показатель противоэрозионной стойкости почв, где М – содержание микроагрегатов размером >0,01 мм, %; С – степень насыщенности почв основаниями, %; К – относительный гранулометрический показатель структурности почв по Вадюниной как отношение суммарного содержания ила и мелкой пыли к количеству средней и крупной пыли; К_ск – суммарное содержание диспергирующих солей и свободных карбонатов, % с соответствующими коэффи­циентами при них (К); Г – содержание общего гумуса, %; R₂O₃ – суммарное содержание полутораоксидов в пахотном слое почв в %.

Расчеты начинают с выделения на плане землепользования границы элементарных водосборов, площади которых не должны превышать 300-500 га. В определении границы и площади водосбора пахотных земель руководствуются условиям их однородности по длине, крутизне, форме и экспозиций склонов, почвенному покрову, степени расчленения территории и существующей защищенности почв от эрозии. Граница водосборов, как правило, совпадает с тальвегами овражно-балочно-ложбинной сети. Отдельные водосборы могут иметь площадь 5-10 га. Следует учитывать, что с уменьшением площади водосбора возрастают его однородность и точность расчетов.

Почвы I категории выделяют в верхней приводораздельной части склона. Это зона формирования талого стока и устойчивого смыва почв, уравновешенного на границе скоростью культурного почвообразования. От верхней водораздельной точки она ограничивается высотой падения склона до 5 м при крутизне склонов <0,75°. На плане М 1:10000 граница определяется при расстоянии между горизонталями более 19 мм, а на картосхеме М I:25000 она будет на первой линии горизонтали. В местах с силь­ной поперечной выпуклостью и на продольных гребнях склона в резуль­тате рассеивания стока и ослабления эрозии граница может ограничиваться превышением до 7,5 и реже до 10 м при крутизне <0,75°. Нижняя от водораздела граница этой зоны (I категория) является точкой отсчета безвозвратных потерь почвы с нижележащей части склона.

Расчет нижней границы II, III и IV категорий пахот­ных почв производят по таблице приложения 4, составленной на основе формулы (4) с учетом п. 1. Ниже приведены значения основных факторов эрозии по графам 2-16 приложения 4:

№ - номер участка.

0,05 – постоянный множитель, учитывающий размерность и соответствующие преобразования в формуле (4).

Q – удельный смыв почвы на зяби, г/Дж: дерново-сильноподзолистые почвы – 0,03, среднеподзолистые – 0,10, слабоподзолистые – 0,18; светло-серые лесные – 0,26, серые лесные – 0,35, темно-серые лесные – 0,46; черноземы оподзоленные – 0,54, выщелоченные – 0,63, типичные – 0,86, обыкновенные – 1,03, южные – 1,19.

- слой стока талых вод для данного хозяйства в мм, устанавливается по формуле (I).

К_фс – коэффициент, учитывающий влияние продольного профиля склона в зависимости от степени его выпуклости или вогнутости (С_в). Определяют по формулам и зависимостям соответствующего раздела данного пособия.

K_эс – коэффициент экспозиции скло­на: С – 0,8; Ю – 1,2; В – 0,95; 3 – 1,05; СB – 0,68; ЮВ – 1,08; ЮЗ – 1,12; СЗ – 0,92.

К_зп – коэффициент, учитывающий эродированность (смытость) почв: несмытые – 0,85; слабосмытые – 1,0; среднесмытые – 1,25; сильносмытые – 1,51.

К_гс – коэффициент, учитывающий влияние гранулометрического состава почв:

Гранулометрический состав	Дерново-под­золистые	Серые лесные	Черноземные
Глина	0,62	0,69	0,78
Тяжелый суглинок	0,79	0,82	1,00
Средний суглинок	0,92	1,00	1,16
Легкий суглинок	1,08	1,16	1,37
Супесь, песок	1,28	I,46	1,62

К_ск – коэффициент, учитывающий солонцеватость и карбонатность почв. Степень засоления: слабая – 1,12; средняя – 1,24; сильная – 1,36; карбонатные почвы – 1,25.

К_зп – коэффициент, учитывающий защищенность почв, кото­рый равен на зяби 1,0, на стерне – 0,63, на озимых – 0,45, на многолетних травах – 0,1. При наличии лесных полос, расположенных поперек склона или под углом К_зп = 0,7. Ширина зоны защиты – 400 м, длина соответствует длине защищаемой зоны. Коэффициент 0,7 действует только на защищенную зону (площадь): вверх от лесной полосы – 100 м и вниз – 300 м.

Р – величина, характеризующая количество смытой почвы, приходящееся на I м высоты падения по линии стока, то же, что и цена деления единицы превышения, ; определяют путем перемножения граф 2-11.

С = Н/h – величина, характеризующая соотношение между средним превышением профиля склона (Н) и средневзвешен­ным превышением по линиям стока (h). В целях упрощения расчетов можно брать соотношение по количеству горизонталей.

Е = С/Р – переходная величина к определению категорий по числу горизонталей.

14-16 – количество горизонталей от границы I ка­тегории, определяющих нижние границы пахотных земель II (2Е), III (4,8Е) и IV (8Е) категорий, соответственно равных величинам потерь почвы на зяби 5, 12, 20 и более 20 т/га в год на почвах V категории.

В расчетах категорий особое внимание уделяют точ­ности определения средневзвешенного превышения по линиям стока и смыва. При этом водотоки крупных ложбин рассматривают как транспортные артерии и по ним расчетные превышения не определяют. Учитываются лишь превышения с элементарных склонов, обращен­ных в сторону этих водотоков. Исключение составляют гофрирован­ные склоны, где средневзвешенное превышение по линиям стока отождествляют со средневзвешенным превышением склона, в связи с этим величина смыва на них будет примерно в 3 раза выше. Кроме того, на гофрированных склонах учитывают влияние поперечного профиля склона, определяющего рассеивание поверхностного стока. Коэффициент рассеивания К_рс = L_г / L_шс, где L_г - длина горизонтали, м; L_шс – ширина типичной части склона (м) на уровне одина­ковых отметок. Полученную величину смыва делят на значение это­го коэффициента. Гофрированные склоны следует выделять в особо эрозионноопасную категорию почв, нуждающуюся в первоочередной противоэрозионной мелиорации. Значения показателей смыва почв на них превышают установленные величины смыва по шкале.

Границы категорий по элементарным водосборам соединяют между собой плавной линией с учетом рельефа. Линии границ категорий закрепляют синей тушью, а выделенные площади окраши­вают принятыми цветами. В установленном порядке производятся вы­числения площадей по категориям.

На картограмме категорий пахотных почв составля­ется экспликация в соответствии с приложением 5, где указываются индексы и цвета категорий, площади, их удельный вес от общей площади пашни, а также сред­няя величина смыва почв с каждой категории для определения суммарного смыва почвы в хозяйстве.

Картограмму категорий пахотных почв используют при организации типов и видов севооборотов, полей и рабочих уча­стков, для расчета фактического смыва почв в хозяйстве с учетом структуры посевных площадей и почвозащитной эффективности растительности (приложение 6), а также в проектировании противоэрозионных мероприятий. Ниже приводим приложения, с помощью которых можно будет проводить соответствующие работы.

Приложение 1. Поправочные коэффициенты (S) к картам весеннего

поверхностного стока с пашни для различных почв [5]:

дерново-подзолистые средне- и тяжелосуглинистые – 1,10; дерновоподзолистые легкосуглинистые и серые лесные оподзоленные суглинистые – 1,05; дерново-подзолистые супесчаные и песчаные – 0,82; черноземы обыкновенные глинистые, тяжело- среднесуглинистые – 0,99; чернозем типичный и выщелоченный средне- и тяжелосуглинистый – 0,98; чернозем типичный и выщелоченный легкосуглинистый – 0,87; серые и светло-серые лесные легко-, средне- и тяжелосуглинистые – 1,08; темно-серые лесные среднесуглинистые; чернозем выщелоченный суглинистый – 1,06; чернозем обыкновенный средне- и тяжелосуглинистый – 0,96; чернозем южный легкоглинистый – 1,08; Чернозем южный суглинистый и супесчаный – 0,93; чернозем мощный суглинистый – 0,98; светло-каштановые легко- и среднесуглинистые – 0,89; светло-каштановые легкосуглинистые, супесчаные и песчаные – 0,80.

Приложение 2. Ординаты кривой обеспеченности (Р_о) для перехода от среднемноголетнего весеннего стока к стоку 10% обеспеченности на пашне в ЦЧР

Природные зоны региона	Коэффициент Ро для
	зяби	уплотненной пашни
Лесостепная зона	2,24	2,01
Степная зона	2,54	2,02

Приложение 4. Расчет категорий пахотных почв по интенсивности смыва и количеству горизонталей от границы формирования устойчивого смыва почв [11] *

№ водо- сбора	Средневзвешенные значения факторов эрозии									Р- произведение граф 2-10			Категории
	множи- тель	Q, г/Дж	мм	Кфс	Кэс	Кэп	Кгс	Кск	Кзп				II	III	IV
													2Е	4,8Е	8Е
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16

*Примечание. В графе 2 множитель – величина постоянная, равна 0,05