Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Мелиоративное земледелие
.pdf
вспашку поперек склона;
вспашку ступенчатую с использованием плугов, у которых четные
корпуса устанавливаются на 10-12 см глубже;
вспашку с одновременным формированием на поле
противоэрозионного нанорельефа: борозд, валиков, прерывистых борозд,
лунок;
вспашку с почвоуглубителем или плугом с вырезными корпусами;
безотвальную обработку (рыхление);
плоскорезную обработку, глубокое рыхление с сохранением стерни;
комбинированную (отвально-безотвальную) обработку;
полосное рыхление почвы;
щелевание посевов озимых, многолетних трав, естественных сенокосов
и пастбищ;
минимальную обработку почвы;
глубокое рыхление, чизелевание, щелевание, кротование,
бороздование, лункование и другие - в многолетних насаждениях.
Для предотвращения водной эрозии применяют контурную обработку
почвы. Особенность такой обработки состоит в ее направлении, близком к
ходу горизонталей при поперечном движении агрегатов.
М. И. Сидоровым и М. И. Лопыревым предложена контурно-буферная
система с полосным чередованием культур и буферных полос из
многолетних трав в почвозащитных севооборотах, позволяющая сводить к
минимуму проявления водной эрозии почв.
На эродированных склонах с выраженным микрорельефом, кроме
основных, применяют специальные (дополнительные) приемы
противоэрозионной обработки почвы: бороздование, лункование,
кротование, обвалование, щелевание и др.
Задание 1. По заданию преподавателя (по категории земли, степени
смытости или дефлированности почвы, 0 уклона участка) в целях
21
регулирования снеготаяния и стока талых вод приведите рекомендации
использования агротехнических приемов.
Контрольные вопросы
1. Назовите причины возникновения водной и ветровой эрозии почв и
расскажите, какой ущерб причиняет она народному хозяйству.
2. Дайте характеристику факторам эрозии и дефляции.
3. Раскройте механизм развития эрозии и дефляции.
4. Назовите классификацию почв по степени смытости гумусового
горизонта и эродированности.
5. Перечислите организационно-хозяйственные мероприятия по борьбе
с эрозией почв.
6. Раскройте роль севооборотов в охране почв от эрозии.
7. Охарактеризуйте систему почвозащитной обработки почвы.
Вопросы для самостоятельной подготовки
1. История эрозии почв в лесостепи Западной Сибири
2. Теоретические аспекты эрозии почв
3. Охрана почв в системе народного хозяйства России
4. Физические основы эрозии почв
5. Оценка опасности эрозии почв
22
2. Биологические основы мелиорации земель
(влияние мелиорации на условия жизни и развитие растений)
При изучении земледелия мы представляли водный режим почв как
совокупность всех явлений поступления, передвижения и расходования
воды. При этом водный режим характеризовали водным балансом, то есть
количественным выражением запаса воды в почве за определенные периоды,
чаще всего за вегетационный. Существует целый ряд уравнений водного
баланса, но одно из простых и доступных остается предложенное А.А. Роде:
где W
WН + (0 +К+Г+ПП +П
– запас воды в начале периода;
Н
В) = WК
+(Т+И+С
+СВ ),
П
0– сумма осадков за весь период;
К – конденсация паров воды в почве из атмосферы;
Г – количество воды, поступающей из грунтовых вод;
П
– приток поверхностной воды;
П
П
– приток внутрипочвенной воды;
В
WК – запас воды в конце периода;
Т – транспирация за весь период (продуктивный расход);
И – испарение воды почвой (непроизводительные потери);
С
– сток поверхностный;
П
С
-сток внутрипочвенный (в т.ч. фильтрация);
В
Средний годовой водный баланс является уравновешенным, если
увлажнение или иссушение почвы не нарастают В противном случае водный
баланс будет или положительным (возможно иссушение) или
отрицательным, то есть дефицитным (желательно орошение).
Мы ожидаем от орошения увеличения как продуктивного расхода воды
– транспирации, так и расхода воды на испарение с поверхности почвы.
Реально увеличение поверхностного и внутрипочвенного стоков, в том
числе фильтрации, а это может привести к заболачиванию ниже
расположенных участков, а при засоленных водах и к засолению почв.
23
При осушении мы можем затронуть несколько процессов (приходных
статей). Например, уменьшаем приток поверхностной или внутрипочвенной
влаги, а чаще и той и другой, вследствие этого может упасть уровень вод, а
значит, сократится поступление воды растениям. Становится реальным
появление дефицита влаги. Поэтому, вклиниваясь в естественный водный
баланс участка, мы должны четко представлять последствия такого шага,
чтобы сделать возможным управление водным балансом мелиорируемых
земель окружающей территории.
Средний годовой баланс определяет тип водного режима, по которому
можно судить о необходимости той или иной мелиорации. В почвоведении
пользуются понятиями основных типов водного режима, которые
определяются по коэффициенту увлажнения (КУ), то есть отношению
годовой суммы осадков к годовой испаряемости.
При КУ больше единицы тип водного режима – промывной.
Превышение количества осадков над испаряемостью создает предпосылки к
переувлажнению почв, а значит, предполагает осушение.
При КУ меньше единицы тип водного режима – непромывной.
Наблюдается превышение испаряемости над количеством выпадающих
осадков, и появляется необходимость орошения.
Однако, как бы не складывался водный баланс за год, наиболее важна
влагообеспеченность растений в течение вегетационного периода. Расход
влаги у яровой пшеницы, основной культуры Западной Сибири, возрастает
от посева до максимального развития зеленых растений (цветение-молочная
спелость): от второй декады июля до первой декады августа. Запасы же
продуктивной влаги в почве, наоборот, от весны к лету снижаются. Налицо
дефицит влаги в самый ответственный период, когда растения бурно
развиваются. Это характерно для зон интенсивного земледелия Западно-
Сибирского региона (степь и южная лесостепь). Отсюда острейшая
необходимость орошения, особенно в критический период потребления
влаги, то есть наибольшей потребности в воде.
24
Знание критических периодов у разных культур, особенно периодов
максимального потребления воды, позволит составить такой их перечень,
при котором можно увеличить КПД оросительной системы, прежде всего за
счет растянутого периода орошения.
Для подтверждения сказанного можно привести перечень наиболее
распространенных культур Западной Сибири, имеющих заметные
отклонения в календарных сроках критического периода потребления влаги
по сравнению с яровой пшеницей. Так у озимых культур (рожь, тритикале,
пшеница) критический период сдвигается на третью декаду мая – первую
декаду июня. У однолетних трав типа капустных (яровой рапс, сурепица,
редька масличная) летнего срока посева (20-30 июля) критический период
потребления влаги приходится на вторую половину августа - начало
сентября. Ряд культур имеют не столь значительные отклонения, но тоже
заметные. Например, многолетние травы (люцерна, кострец безостый,
донник) первого укоса будут наиболее требовательны к поливу в первой
половине июня то есть до наступления критического периода у яровой
пшеницы, а картофель и кукуруза в первой половине августа, то есть после
критического периода потребления влаги у яровой пшеницы.
Прежде чем приступить к радикальному регулированию водного
режима почв – орошению или осушению (грамотному и экономически
выгодному), нужно изучить водные свойства, формы влаги в почве и
почвенно-гидрологические константы.
Полная влагоемкость (ПВ) – это такое состояние увлажнения, когда
все поры заполнены водой. С таким явлением мы сталкиваемся на
заболоченных землях, в зоне грунтовых вод, на пахотных землях в период
после обильного ливня или полива. Пористость аэрации нулевая,
культурные растения не могут нормально произрастать без доступа воздуха.
Капилярная влагоемкость (KB) – это такое состояние увлажнения
почвы, когда в ней содержится максимальное количество воды в
капиллярно-подпертом состоянии. Обычно это 80-85 % ПВ. С таким
25
увлажнением мы встречаемся в зоне от уровня грунтовых вод (УГВ ДО
капиллярной каймы (КК). Неплохо если корни культурных растений
доходят до этой зоны, но если КК выходит на поверхность то
влагообеспеченность будет несколько избыточной. Хотя исследователи,
работающие с заболоченными почвами, считают KB верхней границей
оптимального увлажнения.
Наименьшая, или полевая влагоемкость (НВ) – это такое количество
воды, которое почва способна удержать в полевых условиях при
промачивании её сверху и после стекания гравитационной воды.
Наблюдается максимальное количество капиллярно-подвешенной воды.
Обычно от 60 (легкие почвы) до 75% ПВ (тяжелые). Эта величина и
рекомендуется в качестве верхней границы оптимального увлажнения при
расчете поливных норм. Ниже НВ влага считается доступной для растений
до величины влажности устойчивого завядания (ВЗ). Но замедление
накопления полезной продукции начинается значительно раньше, чем
наступает влажность устойчивого завядания.
Влажность разрыва капиллярных связей (ВРК) – это такое состояние
увлажнения почвы, при котором происходит разрыв влаги в капиллярах, т.е.
нарушается их сплошность. До этого предела влага не только доступна
растениям, но и наиболее продуктивна. Значит ВРК можно признать
нижней границей оптимального увлажнения, это обычно 80-75% НВ. В
литературных источниках можно встретить вместо ВРК влажность
замедления роста или снижения транспирации и т.п.
Введение этой константы довольно условно. Дело в том, что нижняя
граница оптимального увлажнения зависит от многих факторов: вида
сельскохозяйственной культуры, фазы роста и развития, метеорологических
условий и других.
Например, у картофеля критический период потребления влаги в фазы
бутонизации – цветения, когда нижний предел оптимального увлажнения
определён как 80-85% НВ, т.е. на уровне ВРК и выше. До этого периода и
26
после – достаточно 65-70% НВ. Для озимой пшеницы запасы влаги не
должны уменьшаться в период от начала выхода в трубку до колошения
ниже – 75-80% НВ и после колошения – 70% НВ; для кукурузы в период от
всходов до вымётывания – не ниже 65-70%, от выбрасывания метёлок до
начала налива зерна – 70-75% и во время налива зерна – опять 65-70% от
НВ; для томатов в период от всходов до плодообразования – 70%, начало
плодообразования – созревание первых плодов – 80% и далее до конца
вегетации – 70% от НВ.
Наиболее требовательна к условиям увлажнения в течение всей
вегетации капуста. Она отличается неглубокой маломощной корневой
системой и сильно развитой листовой поверхностью, лишенной опушения и
поэтому плохо защищенной от испарения. Поэтому высокие урожаи капуста
может дать при влажности почвы не ниже 80-85% НВ (Петинов, 1974).
Нижний предел оптимального увлажнения не постоянный и
пользоваться какой-то константной величиной не обязательно.
Влажность устойчивого завядания (ВУЗ) – это такое состояние
увлажнения почвы, при котором начинается устойчивое, т.е. необратимое
завядание растений, не устраняемое помещением растения в атмосферу
насыщенную водяными парами. Величина ВЗ обычно составляет 45-50%
НВ. Её определение в лаборатории достаточно трудоёмко, но не особенно
точно, поэтому в мелиоративной практике чаще всего ВЗ рассчитывают по
величине следующей константы (максимальной гигроскопичности):
ВЗ=1,34*МГ
Максимальная гигроскопичность (МГ) – это максимальное количество влаги, которое поглощается почвой из пространства, насыщенного
водяными парами. В гидрометеослужбе для определения ВЗ берут 1,34*МГ.
Влажность почвы (Wвес) определяли термостатно-весовым методом
путем высушивания почвы до постоянной массы.
Wвес=m
исп.вл./mсух.п.*
100%
где Wвес - влажность почвы в % к сухой почве;
27
m
10
.
.
hdW
Р
vвз
недост
10
.
.
hdW
Р
vвес
об щ
... недостобщдост
РРР
исп.вл.
– масса испарившейся влаги (масса бюкса с почвой до
высушивания минус массу бюкса с почвой после высушивания), г;
m
– масса сухой почвы (масса бюкса с почвой после высушивания
сух.п.
минус массу пустого бюкса), г.
Знание влажности устойчивого завядания позволяет рассчитывать
величину мёртвого запаса влаги в почве, т.е. недоступной растениям:
, мм,
где Р
W
– влажность завядания;
вз.
– недоступные запасы влаги;
недост.
dv – плотность почвы, г/см3;
h – мощность слоя почвы, см.
Заменяя в этой формуле ВЗ на фактическую влажность (W
определяем общие запасы влаги:
вес
),
, мм,
где Р
W
вес.
– общие запасы влаги;
общ.
– влажность почвы, %;
dv – плотность почвы, г/см3;
h – мощность слоя почвы, см.
В итоге мы можем определить наиболее важную величину от которой
и зависит в засушливых условиях Западной Сибири урожай - запасы
доступной влаги:
, мм,
где Р
Р
недост.
– общие запасы влаги;
общ.
– недоступные запасы влаги.
В практической работе агронома нужно уметь оценить эти запасы. В
этом плане можно воспользоваться выводами учёных нашего региона.
Например, сотрудники СибНИИСХа (Неклюдов,1990) оценивают запасы
продуктивной влаги в метровом слое почвы по следующей шкале:
28
очень хорошие – более 160 мм (1600 м3 /га);
хорошие – 160-130 мм (1600 -1300 м3 /га);
удовлетворительные – 130-90 мм (1300-900 м3 /га);
плохие – 90-60 мм (900-600 м3 /га);
очень плохие – менее 60 мм (600 м3 /га).
На орошаемых участках важно не допускать снижение влажности
почвы ниже уровня ВРК. Здесь можно рассчитывать на максимальные
урожаи орошаемых культур при удержании влажности почвы в диапазоне
оптимальной влаги (ДОВ), который мы определили как НВ - ВРК.
Величину поливной нормы (количество воды, расходуемой при одном
поливе на 1 га) рассчитывают по следующей формуле:
НП = 100*h*dv*(BH- В),
где НП – поливная норма, м3/га;
h – мощность увлажняемого слоя, м;
dv – плотность почвы, г/см3;
Внв – наименьшая влагоёмкость, %;
В – фактическая влажность почвы, %.
Норма осушения – это положение уровня грунтовых вод, благо-
приятное для роста культурных растений. В отличие от поливной нормы
(количество воды на 1 га), здесь мы имеем только мощность слоя почвы,
освобождаемого от избыточного увлажнения. Например, минимальная
норма осушения – 40-50 см. Однако норма осушения не предусматривает
конкретного количества воды, которое необходимо удалить с 1 га. Для этого
используют понятия минимальной и максимальной водоотдачи или
водосброса.
Минимальная водоотдача – разница между запасами влаги при
полной и капиллярной влагоёмкостях.
Максимальная водоотдача – разница между запасами влаги при
полной и наименьшей влагоёмкостях. Например, запас влаги в метровом
слое гипново-осокового торфа при полной влагоёмкости составляет 8600,
29
капиллярной – 6500 и наименьшей – 4700 м
3
/га. В данном случае
необходимо с 1га сбросить минимум 2100, максимум 3900 м воды.
При выполнении основной задачи – удержание влажности почвы и
оптимальных пределах (НВ-ВРК), необходимо разобраться в том, как
используется вода, поступающая в растение. Из всей воды, поглощаемой
корнями из почвы, растение связывает в своём организме всего 0,2%.
Остальная часть воды испаряется с поверхности листьев и других органов
растений. Этот процесс получил название транспирации, или
биологического испарения. В целом вся транспирация считается
продуктивным расходом влаги, т.к. благодаря ей обеспечивается подъём
воды вместе с минеральными солями в листья и другие части растения, т. е.
нормальное питание растений. Кроме этого, благодаря транспирации
растения регулируют водный режим своих тканей, предохраняют их от
перегрева при высоких температурах.
При орошении транспирация обычно возрастает. Этому способствует,
прежде всего, мощное развитие вегетативной массы. Однако значительно
снижаются колебания транспирации и по периодам вегетации, и в течение
суток, что существенно увеличивает урожай культур.
Количественно транспирацию можно характеризовать коэффи-
циентом транспирации (ТК), представляющим отношение количества
израсходованной за время вегетации воды (м или т) к сухой надземной
массе урожая (т). Например, ТК пшеницы равен 410, люцерны 586 кукурузы
– 239.
В Западной Сибири сильно изменяются условия выращивания
растений по годам, по фонам минерального питания и обработки почвы, по
предшественникам и целой серии всевозможных нюансов агротехники. В
полевых условиях расчленить расход влаги на транспирацию и физическое
испарение почвой во время вегетации чрезвычайно трудно. Поэтому в
практических целях реальнее учитывать суммарный расход воды полем.
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]