Защита почв от эрозиии

Наибольшую практическую значимость чаще имеют не сами водосборы, а их составные части (склоны), которые в результате расчленения овражно-балочно-ложбинной сетью в условном приближении можно рассматривать как элементарные водосборные площади второго порядка с относительно односторонним стеканием воды по направлению падения склона (в дальнейшем будем называть их склонами первого порядка, а для краткости просто склонами).

Необходимость выполнения контурно-мелиора-тивной организации территории на уровне отдельных склонов определяется условиями экологической однородности гидрометеорологического, геоморфологического, почвенно-растительного и антропогенного факторов, создающих однородные условия выращивания сельскохозяйственных культур по соответствующим технологиям с наборами дополнительных (стандартных) почвозащитных приемов.

Таким образом, важной территориальной единицей контурнo-мелиоративной организации пахотных земель выступают склоны водосборных площадей и простейшие (элементарные) обособленные водосборы. Для выделения их границ и площадей используют планово-картографическую основу с горизонталями сечением 2,5 м масштаба 1:10000 и почвенную карту. При этом обращают особое внимание на однородность массива по степени его горизонтального и вертикального расчленения, форме и экспозиции склона, почвенному покрову и т.д., которые во всей своей совокупности определяют относительно однородные биоценотические условия применительно к агроландшафтам на фациальном уровне. В зависимости от условий площади таких водосборов могут быть в пределах от 5 до 200-300 га.

Внутри каждого склонового массива также создаются разнообразные экологические условия как по их гидротермическому режиму, так и по интенсивности развития эрозионных процессов. В связи с этим биологическая и ферментативная активность почв и уровень их плодородия будут снижаться в направлении от водоразделов к подножию склонов с возрастанием их длины и крутизны. Эта закономерность и определяет необходимость контурно-мелиоративной организации в условиях пересеченного рельефа местности, позволяющей учитывать различия

219

почвенно-экологических условий.

Интегральным показателем, учитывающим совокупное влияние природных и антропогенных факторов на развитие эрозионных процессов, является величина смыва почв. Она отражается на картограммах эрозионнопасных земель. Выделенные границы категорий пахотных земель в существенной мере «копируют» рельеф местности, определяют относительно однородные почвенно-экологические и биоценотические условия земельных участков, определяют характер и интенсивность поверхностного стока воды и смыва почв со склонов. Они являются основой контурной организации территории и дифференцированного применения комплекса противоэрозионных мероприятий (Методические указания..., 1986).

Осуществление контурно-мелиоративной организации территории склонов в натуре требует определения базисной контурной линии, которая, исходя из теоретических и практических соображений, должна быть приурочена к нижней границе земель третьей категории. Выше этой границы противоэрозионная агротехника способна предотвратить смыв 25-30% уровня вероятности: ниже - она оказывается недостаточной. Если эту базисную линию закрепить на местности полезащитными стокорегулирующими лесными полосами и усилить их в местах концентрации стока водопоглощающими и водозадерживающими валами-канавами, то земли IV и V категорий будут дополнительно защищены от эрозии, а противоэрозионная эффективность агротехнических приемов в значительной мере повысится.

Проектирование базисной контурной линии, которая одновременно выполняет функцию направляющей линии обработки почв, требует определенных знаний и опыта. Она должна быть запроектирована таким образом, чтобы обеспечить производительное использование техники и исключить возможность образования необработанных участков (клиньев). Для этого радиус кривизны не должен быть <60-70 м, а центры радиусов должны быть за пределами рабочих участков (Лопырев, 1982). Базисная контурная линия (лесная полоса) расчленяет склон нa две его части - приводораздельную и присетевую, каждая из которых характеризуется различными почвенно-экологическими условиями.

Почвы приводораздельной части склона имеют большую

220

мощность гумусового горизонта, содержат больше гумуса и питательных веществ, смыв почвы на них или отсутствует или не превышает на зяби (без применения противоэрозионных мероприятий) 12 т/га в год. В присетьевой части склона почвы смыты, имеют небольшую мощность гумусового горизонта с более низким содержанием гумуса и питательных веществ и ухудшенными водно-физическими свойствами, а среднемноголетняя величина современного смыва почв на зяби без применения почвозащитных мероприятий достигает 12-30 т/га в год.

Создание по базисной линии полезащитностокорегулирующих лесных полос, усиленных в местах концентрации стока валами-канавами, преследует цель одновременного выполнения ими ветроломной, снегораспределительной, гидрологической, противоэрозионной, экологической и др. функций в наиболее оптимальной, по условиям ее размещения средней части склонов. Такое размещение лесополос оказывает наибольшее мелиоративное влияние на обеих частях склона. Приводораздельные земли используются в полевых севооборотах с насыщением их пропашными культурами, присетьевые – в кормовых и почвозащитных в зависимости от условий с полным исключением пропашных культур или же в полевых – с насыщением их культурами сплошного сева. При этом лучшие условия увлажнения земель присетьевого фонда и близость источников водоснабжения – важнейшего критерия в создании орошаемых участков – создают объективные предпосылки получения высоких и устойчивых урожаев выращиваемых культур и решения проблемы кормопроизводства.

Внутри приводораздельного и присетьевого фонда выделяются поля и рабочие участки, сопряженные границы которых с базисной линией могут быть закреплены на местности посадкой одноили двухрядных лесных пoлoc из быстрорастущих пород, например, тополя, кустарников или кулис из высокостебельных растений: подсолнечника, кукурузы и др. Такая организация территории пахотных земель в условиях пересеченного рельефа местности обеспечивает дифференцированное использование почвенно-экологических особенностей на фациальном уровне и применение на них соответствующих комплексов противоэрозионных мероприятий.

221

На основе анализа и обобщения полевых опытов определена стокорегулирующая, почвозащитная и экономическая эффективность 30 агротехнических приемов и возможных вариантов их сочетаний. Нормативные показатели их эффективности на черноземных и серых лесных почвах рекомендовано использовать в разработке и проектировании противоэрозионных агрокомплексов применительно к соответствующим категориям эрозионноопасных земель (табл. 23).

Таблица 23. Интенсивность смыва почв 25-30% обеспеченности на пахотных землях различных категорий, т/га

Установлено, что на зяби с помощью агротехнических противоэрозионных мероприятий можно предотвратить смыв почв 25-30 % обеспеченности только на землях первых трех категорий. На землях IV и V категорий противоэрозионная агротехника не в состоянии предотвратить смыв почвы 25-30 % обеспеченности.

В качестве дополнительных мер на землях IV и V категорий предложено в зависимости от конкретной ситуации использовать почвозащитные севообороты, а по нижней границе земель III категории между полевыми и почвозащитными севооборотами создавать стокорегулирующие лесные полосы, усиленные в местах концентрации стока водозадерживающими и водопоглощающими валами-канавами. В отдельных случаях, например, при наличии земель только IV категорий или при небольших площадях земель IV и V категории, создаются только стокорегулирующие лесные полосы без почвозащитных севооборотов, которые одновременно являются жесткими каркасами контурно-мелиоративной организации территории и направ-

222

ляющими линий обработки почв на склонах.

Применительно к условиям для каждой категории пахотных земель можно разработать и рекомендовать производству соответствующие многовариантные агрокомплексы, отличительная особенность которых заключается в возможности учитывать изменчивые погодные и хозяйственные условия при их осуществлении. Стандартные одновариантные агрокомплексы лишали производственников маневренности техническими возможностями в зависимости от местных и погодных условий.

Размещение почвозащитных севооборотов на землях IV и V категорий обусловлено их высокой почвозащитной эффективностью и при внесении незначительных доз минеральных удобрений обеспечивает положительный баланс основных элементов питания растений и гумуса. Главное состоит в резком обогащении бедных по своему плодородию смытых почв органическим веществом, в результате чего улучшаются воднофизические свойства, усиливается биологическая и ферментативная активность, повышается плодородие почв при наименьших затратах труда и средств.

Целесообразность размещения почвозащитных севооборотов на землях присетьевого фонда обусловлена также лучшими условиями их увлажнения. Использование этих экологических особенностей путем выращивания влаголюбивых трав позволяет сократить затраты на орошение. Более полное использование исторически и экологически сложившихся природных особенностей ландшафта – залог успешного решения проблемы, исключающей отрицательные экологические и экономические последствия в сельскохозяйственном производстве.

Стокорегулирующие лесные полосы на пахотных склонах с валами-канавами - важнейшее звено контурно-мелиоративной организации эрозионноопасной территории. Главным принципом в проектировании и осуществлении оптимального противоэрозионного комплекса является непременное осуществление его составляющих в натуре на всей водосборной площади с нарастанием объемов и эффективности приемов сверху вниз по склону; всякого рода отклонения без взаимозаменяемости или же игнорирование этого принципа приводит к снижению эффективности всего почвозащитного комплекса.

223

Контурно-мелиоративная организация территории пахотных земель позволяет успешно решать комплекс вопросов по защите почв от эрозии и повышению их плодородия при наименьших затратах труда и средств. Любые другие радикальные средства всегда более энергоемкие и дорогостоящие.

Защита почв от эрозии - основа сохранения и расширенного воспроизводства плодородия почв путем оптимизации внешних условий и в первую очередь питания растений. Мощным фактором повышения плодородия почв является рациональное использование минеральных и органических удобрений на склоновых смытых землях. Трехлетние полевые опыты показали высокую эффективность коренного и поверхностного улучшения естественных пастбищ на балочных склонах с применением органических и минеральных удобрений в создании прочной кормовой базы для животноводства.

Завершающим этапом в оценке агромелиоративного и противоэрозионного комплекса, а также эффективности использования пашни наряду с другими проектными данными является фактический и перспективный (проектный) баланс основных элементов питания растений и гумуса. Чем выше урожайность выращиваемых культур и ниже дефицит питательных веществ и гумуса, тем лучше условия сохранения и расширенного воспроизводства плодородия почв. В случаях наметившегося дефицита определяют дополнительные мероприятия на его устранение.

Установлено, что фактический баланс азота, фосфора, калия и гумуса по землепользованию с зернопропашными севооборотами отрицательный. Исключением являются почвозащитные севообороты, внутри которых практически без применения удобрений сохраняется положительный баланс калия и гумуса, но они требуют внесения азота и фосфора. В перспективе, несмотря на сокращение потерь элементов питания и с учетом внесения удобрений, возрастает и потребность в дополнительных удобрениях. Что же касается гумуса, то с возрастанием урожайности четко прослеживается тенденция накопления его в почвах.

Осуществление комплекса научно-технических приемов по защите почв от эрозии и повышению их плодородия на основе изложенных рекомендаций позволяет только за счет перераспределения земель по категориям и уточнения структуры агро-

224

комплексов обеспечить ежегодный экономический эффект по каждому сельскохозяйственному предприятию. Главное заключается не в экономии, а в осуществлении оптимального объема противоэрозионных и агромелиоративных мероприятий там, где они действительно необходимы.

Доказана принципиальная возможность успешной борьбы с эрозией почв, вызванной стоком талых вод, на пахотных склонах Центральной лесостепи имеющимися техническими средствами, если ежегодно своевременно и в полном объеме осуществлять комплекс мероприятий в соответствии с проектами на всей водосборной площади, что является непременным условием сохранении и расширенного воспроизводства плодородия почв.

Проектирование противоэрозионных мероприятий на пахотных склонах в недалеком прошлом осуществлялось институтами системы «Гипрозем». Схема проектирования противоэрозионных мероприятий на пахотных склонах была проста. По материалам специальных изысканий и почвенного обследования выделяли категории эрозионноопасных пахотных земель. Исходя из специализации хозяйства, структуры посевных площадей, картограммы категорий земель и других условий, определяли виды севооборотов, границы полей и рабочих участков, на которые затем «накладывали» типовые агрокомплексы, рекомендованные зональными научными учреждениями. Такая система проектирования противоэрозионных мероприятий на пахотных склонах представлялась удобной и экономически целесообразной.

Вместе с тем в сложившейся практике проектирования противоэрозионных мероприятий был ряд недостатков. Наиболее существенные из них – отсутствие единой теоретической основы проектирования противоэрозионного комплекса, слишком упрощенное и потому не всегда объективное установление категорий эрозионноопасных пахотных земель, схематичный и количественно не обоснованный набор противоэрозионных мероприятий (агрокомплексов).

В качестве единой теоретической основы в проектировании противоэрозионных мероприятий на пахотных склонах должен быть принят показатель интенсивности смыва почв со склонов. В то же время при проектировании гидротехнических противоэрозионных сооружений в основе расчетов должна вы-

225

ступать величина стока талых и ливневых вод.

В таблице 24 приведены показатели противоэрозионной эффективности отдельных приемов или их возможных сочетаний.

Табл. 24. Почвозащитная эффективность отдельных приемов и их сочетаний (в числителе – черноземные, в знаменателе – серые лесные почвы)

Примечание. Цифры под вопросом нуждаются в уточнении.

Набор приемов и их сочетания могут быть уточнены с учетом особенностей природных условий и технической возможности в каждом конкретном году, с учетом складывающихся погодных условий

На основе разработанной шкалы категорий пахотных земель и установленной эффективности противоэрозионных приемов и их сочетаний определяют содержание противоэрозионного комплекса применительно к соответствующей категории эрозионноопасных земель.

Накоплен значительный опыт восстановления разрушенных оврагами земель. Облесение практически разрушенных овражно-балочных земель улучшит экологическое состояние прилегающих почв, будет способствовать повышению их продуктивности.

Для предотвращения роста оврагов и устранения отрицательного экологического влияния на прилегающие земли необходимо применять систему гидротехнических сооружений и лесных полос. Если межовражные участки (2-5 га) примыкают к более крупным, необходимы меры по выполаживанию oврагов с целью их объединения. При этом пастбищная нагрузка скота на организованных загонах должна быть несколько снижена. Межовражные участки в 5-10 га целесообразнее использовать как пастбища, предварительно проведя защиту земель от водной эрозии и выполаживание оврагов.

Коренная мелиорация позволит разрозненные, изолированные массивы овражно-балочных земель превратить в оптимальные по размерам гуртовые (отарные). Слаборасчлененные (межовражные участки в 10 га) овражно-балочные земли следует улучшать в первую очередь. Накоплен обширный материал, позволяющий значительно повысить продуктивность пастбищ при коренном и поверхностном их улучшении.

227

Использование овражно-балочных земель должно быть тесно связано с организацией и устройством их территории. Необходимо сделать так, чтобы пастьба не была одной из причин развития эрозии. Для этого надо предусмотреть огораживание бровок оврагов, скотопрогонов, загонов очередного стравливания. Плотность поголовья скота должна быть увязана с реальной продуктивностью пастбищ. Использование их следует осуществлять в системе пастбищеоборота, который регламентирует выпас, сенокошение и предусматривает меры по улучшению пастбищ на каждом конкретном участке. Все это позволит повысить уровень экологической устойчивости овражно-балочных земель при одновременном pocте их продуктивности.

228