книги из ГПНТБ / Марков Е.С. Мелиорация пойм нечерноземной зоны

Всоответствии с конкретными условиями пойм создание

впочве необходимой влажности достигается регулированием продолжительности паводкового затопления, уровня грун­ товых вод, поступления поверхностных и грунтовых вод с водосбора, фильтрационных вод рек и водохранилищ и пода­ чей воды в почву при недостатке ее. Большое значение имеет регулирование продолжительности паводкового затопле­ ния пойменных земель. Затопление летнепаводковыми во­ дами в вегетационный период в условиях повышенных тем­ ператур ведет к снижению урожайности, ухудшению каче­ ства продукции и даже гибели растений.

По наблюдениям Т. И. Карелина, в колхозах Ленинград­ ской области при затоплении посевов пшеницы весенними застойными водами в течение 3 дней урожай этой культуры снижался на 20—40%, в течение 3—7 дней — на 30—90%, втечение 7 дней и более.— на 80—100%.

Средние урожаи озимой пшеницы по девяти колхозам Ленинградской и Архангельской областей на нормально увлажняемой почве составляли 15,5 ц/га (от 14,4 до 17,0 ц/га), на временно избыточно увлажняемой почве с кратковременным застоем весенних поверхностных вод — 6 ц/га (от 3,4 до 7,0 ц/га).

На урожай и качество зерна озимой ржи влияет мощ­ ность затапливающего слоя воды' при весеннем паводке. Например, при слое воды 7 см погибало 27% растений (уро­ жай снижался на 54%), а при слое 11 см— 75% растений (урожай снижался на 71%).

Отмечается, что застойные воды оказывают более губи­ тельное действие на урожай, чем проточные, которые боль­ ше содержат кислорода.

На суглинистых почвах растения хуже выдерживают затопление, чем на супесях. При содержании в почве 50% глинистых частиц гибнет 27% всходов. - Гибель растений возрастает с повышением температуры воды. Летнее затоп­ ление на пойменных землях особенно опасно, так как по­ верхность почвы покрывается воздухонепроницаемой кор­ кой и мусором. После схода паводковых вод разрыхление водонасыщенной почвы машинами крайне затруднено. Лет­ ние паводки в вегетационный период даже без отложения наносов на пойме ведут к значительному снижению или ги­ бели урожая.

Зерновые и овощные культуры выдерживают менее про­ должительное затопление, чем травы. Б. Д. Оношко делит травы на три группы: 1) выдерживающие длительное (от

60

20—25 до 40—50 дней) затопление — бекмания, канарееч­ ник, мятлик болотный; 2) допускающие затопление не свыше 20—25 дней — полевица белая, мятлик луговой, клевер белый, тимофеевка; 3) не выдерживающие затопления более 7—10 дней — овсяница луговая, ежа сборная, клевер красный, райграс. При этом не говорится, как снижается урожай этих трав при меньшей продолжительности затоп­ ления.

Наблюдениями В. П. Струве установлено, что растения гибнут при зимовке не от температурных условий зимы, а от температуры весны и осени. Эти выводы особенно верны для торфяных почв, на которых существует значительная раз­ ница между температурными условиями воздуха и почвы весной и осенью. Поздней осенью жизнедеятельность листвы прекращается, а корневая система развивается, так как почва продолжает оставаться теплой; весной высокая темпе­ ратура воздуха благоприятствует развитию наземной части растений, а в это время замерзшая почва не может обеспе­ чить корни водой.

Опыты по установлению влияния на многолетние травы разной продолжительности затопления, проведенные В. Ц. Струве в пойме р. Цны, 3. М. Кашиным на Ирпенской пойме (Казаровичская станция) и другими исследователя­ ми, позволили разделить растения на группы. Не только затопление, но и подтопление корней растений в период вегетации снижает урожай культур, что подтверждается данными опытов О. В. Хитрово на низинном болоте поймы р, Яхромы (табл. 14).

Ввиду того что наблюдения проводили в разных усло­ виях (температура воды, воздуха, почвы, состав воды, зо­ нальные условия), длительность затопления по некоторым растениям неодинакова. Причины гибели растений при вы-

61

мокании до сих пор недостаточно изучены. Лучше перезимо­ вывают травы, накопившие больше пластического материа­ ла осенью. Как показали исследования К. П. Тиуновой, озимые культуры вымокают при затоплении только в теп­ лую погоду (при температуре воздуха 11—20° и выше), когда жизненные процессы идут более энергично, а у расте­ ний нарушаются нормальные процессы фотосинтеза из-за недостатка углекислоты и развиваются грибные и бакте­ риальные заболевания. Растения страдают от недостатка углекислоты больше, чем от недостатка 'кислорода. Стой­ кость растений к вымоканию повышается при добавочном питании углекислотой и применении повышенных доз азот­ ных удобрений, способствующих образованию новых тканей.

Гидромелиоративные мероприятия регулируют не только продолжительность паводкового затопления пойм, решая его в зависимости от конкретных условий объекта, но и глубину стояния грунтовых вод. При помощи понижения или повы­ шения уровня грунтовых вод в вегетационный период и во время производства сельскохозяйственных работ создается необходимая влажность в почве.

Нормы осушения зависят от географического местополо­ жения, климатических, геологических, гидрологических, почвенных, рельефных и других условий мелиорируемого объекта и возделываемых культур. Норма осушения — величина переменная и изменяется в течение вегетационного периода н во время производства сельскохозяйственных работ. Чем на большую глубину понижены грунтовые воды, тем меньше влаги и больше воздуха в почве, и, наоборот, при высоких уровнях в почве больше влаги и меньше воз­ духа.

Все сельскохозяйственные культуры чувствительны к глубине залегания грунтовых вод, от которой зависит влаж­ ность почвы, и требуют различных норм осушения.

Для работы сельскохозяйственных машин глубина стоя­ ния уровня грунтовых вод должна быть не менее 50—60 см от поверхности.

На основании анализа отечественных и собственных исследований (на пойме р. Яхромы) Б. Д. Оношко реко­ мендует нормы осушения для различных культур (табл. 15).

Овощные культуры- Б. Д. Оношко делит на наиболее требовательные к влажности почвы (огурцы, томаты, лук репчатый) и менее требовательные (капуста, редис, репа, шпинат); промежуточное положение занимают морковь, пет­ рушка, свекла.

62

ная, райграс, клевер, люцерна, донник (глубина понижения грунтовых вод должна быть больше 50 см); 2) мятлик, поле­ вица, лисохвост луговой, тимофеевка (глубина понижения 20—50 см); 3) бекмания, канареечник, лисохвост (глубина понижения до 20 см).

По данным Центральной торфяной болотной станции, урожай сельскохозяйственных культур в зависимости от уровней грунтовых вод изменяется следующим образом (табл. 16).

Т а б л и ц а 16

В течение вегетационного периода корневая система раз­ растается, изменяется потребность растений в воде, пони­ жается уровень, грунтовых вод.

По данным исследований Мещерской опытно-мелиора­ тивной станции (Д. Г. Головко), с понижением уровня грун­ товых вод возрастает глубина проникновения корней кар­ тофеля в торфяную почву при размещении основной массы

63

их в пахотном горизонте (0—30 см), обладающем плодоро­ дием. Так, в 1963 г. при глубине грунтовых вод 217 см корни проникали на глубину 60—70 см, но в горизонте 0—30 см размещалось 70% корней, а в горизонте 0—40 см—82%; при глубинах грунтовых вод 89 и 125 см корни проникали на глубину 50—60 см, но в горизонте 0—30 см их1 было 87—88%.

Применяемые в настоящее время нормы осушения полу­ чены в основном в условиях мелкой пахоты при осушении мелкими открытыми каналами, обеспечивающими в основ­ ном отвод избыточных поверхностных вод и понижение на небольшую глубину грунтовых вод. При глубоком осуше­ нии и окультуриваниипахотного горизонта получаются более высокие урожаи, чем при мелком. Для разных куль­ тур в разных зонах нашей страны нормы осушения раз­ личны.

Для усдовий Белоруссии А. И. Ивицкий считает при­ меняемые нормы осушения не удовлетворяющими требо­ ваниям современного сельскохозяйственного производства и рекомендует значительно большие их размеры.

При глубоком понижении грунтовых вод на' болотах соз­ дается запас для поступления снеговых и дождевых вод; водный режим способствует увеличению плодородия почвы и мобилизации из торфа питательных веществ; уменьшается расход воды на транспирацию и испарение.

По мнению Н. А. Максимова, потребляемая растениями из почвы влага идет на транспирацию (99,8%) и только 0,2% на построение их органов. К. А. Тимирязев считал тран­ спирацию важным физиологическим процессом, связанным с передвижением солей от корня к листьям и регулирова­ нием их температуры.

Для определения общего расхода воды, потребляемой растениями, наиболее широко применяется^ коэффициент транспирации, являющийся отношением потребляемой рас­ тением воды к весу сухого вещества всех органов растения (листья, стебли,.цветы, корни).

Коэффициент транспирации для некоторых культур имеет следующие значения: картофель 285—575, кукуру­ за 239—495, капуста 250—600, клевер 330—731, свекла 304—377, овес 423—876. Значительные колебания значе­ ний коэффициента транспирации объясняются различными условиями произрастания растений.

В производственных услевиях определяют коэффициент водопотрёбления — суммарный коэффициент расхода воды

64

на транспнрацию и испарение почвы для урожая основной продукции. Для условий Московской области коэффициент водопотребления картофеля 68—90, капусты поздней 80—• 90, капусты ранней 70—80, моркови и столовой свеклы 70, кукурузы 700.

Согласно исследованиям Н. Ф. Лебедевича, значения величины влажности торфяных почв низинных болот для сельскохозяйственных -культур в полевых и вегетационных опытах близки между собой.

заменяемости факторов жизни растений: воды, пищи, тепла, света, воздуха. Нельзя только регулированием водного режима, не изменяя другие факторы, поднять урожай.

Тепловой режим. Одни и те же культуры требуют разный тепловой режим в течение вегетации. Переход растений из одной фазы в другую связан с суммой положительных темпе­ ратур воздуха и почвы. В годы с пониженными температу­ рами вегетационного периода растения плохо развиваются и даже гибнут, хотя в почве содержится необходимое коли­ чество влаги, воздуха и питательных веществ. С изменением влажности почвы изменяется ее температура. Без удаления избытков воды из почвы нельзя создать в ней необходимый термический режим.

По отношению к тепловому режиму Б. Д. Оношко делит овощные культуры на три группы:

мало требовательные к теплу, из них с короткой вегета­ цией (щавель, редис, салат, репа, лук на зелень, шпинат)

и с продолжительной вегетацией (капуста белокочанная, морковь, петрушка, брюква);

более требовательные к теплу (свекла, цветная капуста); требовательные к теплу и чувствительные к заморозкам

(огурцы, помидоры, лук репчатый, фасоль). Питательный режим. Возделываемым на поймах сель­

скохозяйственным культурам требуется большое количе­ ство питательных веществ.

Заболоченные поймы богаты питательными веществами, которые после мелиорации пойм превращаются в пригод­ ные для сельскохозяйственных растений и обеспечивают возможность получения высоких урожаев. Но запасы ряда веществ небезграничны, и если не организована правиль­ ная система севооборотов, удобрений и регулирования вод­ ного и питательного режимов, урожаи на пойменных землях могут быстро снизиться.

Содержание питательных веществ (среднее), по данным Д. П. Мещерякова, из многих анализов приведено в таб­ лице 18.

Как видно, для разных типов пойменных болот содержа­ ние одних и тех же питательных веществ (азота, фосфора, калия, извести) резко отличается.

Содержание питательных веществ на одном и том же участке поймы также непостоянно и изменяется с окульту­ риванием почв и изменением водного режима в течение года.

66

И все же можно примерно определить, на сколько лет хватило бы запасов питательных веществ, если не вносить удобрений.

Принимая урожай на пойменных землях (по данным кол­ хозов и опытных станций) — картофеля 500 ц/га, капусты 1000 ц/га, моркови 1000 ц/га, можно определить приблизи­ тельную потребность этих культур в главнейших элемен­ тах питания (табл. 19).

Число лет, в течение которых удовлетворяется потреб­ ность сельскохозяйственных культур в питательных веще­ ствах, приведено в таблице 20.

При замене луговой растительности овощными культу­ рами из почвы выносится большое количество питательных веществ и тогда следует вносить значительное количество удобрений. Необходимо также вносить в почву микроэле­ менты, что резко сказывается на качестве и количестве урожая.

Значительное количество питательных веществ из почвы вымывается с дренажными водами во время весеннего и осо­ бенно осеннего стока. Наблюдениями 3. Т. Киндерис уста­ новлено, что с 1 га площади, осушенной дренажем, вымы­ вается за год следующее количество питательных веществ (кг): нитратов до 50, кальция до 238, магния до 90, хлори­ дов до 76, натрия до 23, гидрокарбонатов в разные годы от от 45 до 1171, сульфатов от 6 до 160.

Большую роль в перемещении химических элементов в почве играют микроорганизмы, растительность и производ­ ственная деятельность человека.

Подземные воды обладают ионизацией, которая спо­ собствует ускорению роста и развития и повышению уро­ жайности сельскохозяйственных культур.

Применяя грунтовые воды для увлажнения полей, не­ обходимо учитывать их химический состав, состав почв и возделываемых культур. Нужно знать также температуру воды в вегетационный период.

В. И. Вернадский разделяет подземные воды в зависи­ мости от их минерализации на пресные (с минерализацией до 1 г/л), соленые (от 1 до 50 г/л) и рассолы (выше 50 г/л).

Эффективность содержащихся в почве питательных ве­ ществ и вносимых удобрений зависит от почвенной влаж­ ности. Она резко снижается как при избытке, так и при недостатке воды в почве. Внесение удобрений в почву забо­ лоченных пойм без проведения необходимых гидромелиора­ тивных мероприятий по регулированию водного режима не обеспечит повышения урожаев выращиваемых культур.

Требования к кислотности почвы. Сельскохозяйствен­ ные культуры по-разному реагируют на кислотность почвы. Например, овощные растения разделяются на две группы: требующие для своего развития нейтральной реакции (ка­ пуста, морковь, свекла, огурцы, лук, горох) и хорошо раз-, вивающиеся при слабокислой реакции почвы (картофель, репа, щавель, шпинат).

Большинство пойменных торфяных и минеральных почв не нуждаются в известковании, которое может оказать вред­ ное влияние. На некоторых поймах (р. Яхрома) есть даже

69