Тема 12. Мелиорация земель
Для реализации потенциального плодородия почв в ряде случаев требуется проведение мелиораций. Мелиорация (от лат. melioratio – улучшение) совокупность организационно-хозяйственных и технических мероприятий, направленных на коренное улучшение земель. Она требует значительных капитальных затрат, которые окупаются за определенный период времени повышением экономического плодородия мелиорируемых земель. Мелиорация даёт возможность изменять комплекс почвенных, гидрологических и др. условий обширных регионов в необходимом для хозяйственной деятельности человека направлении; позволяет эффективнее использовать земельный фонд. В Беларуси на мелиорированных землях в настоящее время производится более ⅓ продукции растениеводства. Классифицирую мелиорации в зависимости от направленности и характера мелиоративных мероприятий (рис.12.1).
Система мероприятий для коренного улучшения неблагоприятного водного режима земель называется гидротехнической мелиорацией.
Рис.12.1 Гидротехнические мелиорации
Наиболее распространена мелиорация земель с неблагоприятным водным режимом: болот и избыточно увлажнённых земель. Она направлена на усиление аэрации почвы, оптимизации её температурного режима и стимулирование разложения органического вещества, что достигается удалением из почвы избытка воды – осушением.
Для оптимизации водного режима почв при дефиците в них влаги применяют орошение.
Орошение (ирригация) – подвод воды на поля и увеличение её запасов в корнеобитаемом слое почвы путем технических, агротехнических и организационно-хозяйственных мероприятий, обеспечивающих нормированное поступление воды в почву. Одним из способов искусственного орошения является обводнение – снабжение пресной водой путём устройства искусственных водоемов (прудов, каналов, колодцев и т.п.).
Если достигнуть оптимизации водного режима возможно при условии отвода избытка влаги в весенний и осенний периоды и орошения в летний, то применяется двухстороннее регулирование водного режима. Такие мелиоративные сооружения имеют довольно сложные конструкции и сравнительно высокую стоимость.
Во избежание поднятие уровня воды в реках, ручьях и т.п. за счет большого скопления воды, образовавшейся в результате таяния снега, льда или от ливней проводят паводко-регулирующие мелиорации.
Регулирование стока рек как сезонное, так и многолетнее осуществляют путём устройства водохранилищ, перераспределения паводковых вод, регулированием русла.
Оптимизация водно-воздушного и температурного режима почв, имеющих незначительное избыточное или недостаточное увлажнений может быть достигнута агротехническими мелиорациями (рис.12.2).
Рис.12.2 Агротехнические мелиорации
Агротехнические мероприятия заключаются восстановлении и повышении плодородия, улучшения ее структурного состояния за счет применения специальных способов обработки и посева, проведении мероприятий по задержанию и регулированию поверхностного стока, в снегозадержании и др.
Земельные мелиорации (рис.12.3) направлены коренное изменение свойств почв от изменения гранулометрического состава и вплоть до создания почвенного покрова.
Рис.12.3 Земельные мелиорации
На песчаных почвах вносят большие дозы органических удобрений, сеют сидераты, проводят глинование; тяжёлые почвы пескуют, на уплотнённых углубляют пахотный горизонт; неровные поверхности планируют.
Культурно-техническая мелиорация включает в себя проведение комплекса мелиоративных мероприятий, направленных на устранение неустроенности территории, приведение поверхности осваиваемых земель в удобное для обработки состояние, ликвидация мелкоконтурности и улучшение организации территории, уборки валунов и камней.
Создание ландшафтов достигается ландшафтно-рекультивационными мелиорациями. Задача таких работ сформировать культурные ландшафты на местах отвалов, разработок, карьеров. Помимо этого такие мелиорации проводятся при ликвидации последствий стихийных бедствий, повлекших за собой разрушение почвенного покрова.
Основа растительных мелиораций (рис.12.4) – формирование насаждений, которые обеспечивают защиту почв от разрушительного воздействия воды и ветра. Такие мелиорации предотвращают развитие эрозионных процессов, позволяют закреплять берега рек, прудов и водоёмов, бороться с обвалами и оползнями.
Рис.12.4 Растительные мелиорации
На плоских водоразделах и пологих склонах, на крутых склонах, по берегам рек, вдоль лощин, балок и оврагов формируют поле–и почвозащитные лесные полосы.
Предотвращают развитие эрозионных процессов лесные насаждения на песках и песчаных почвах, на склонах, гребнистых водоразделах.
Агролесомелиорации проводят вокруг животноводческих ферм и в местах отдыха скота, вдоль дорог и в населённых пунктах.
Эффективны растительные мелиорации в комплексе с культуртехническими, агротехническими, гидротехническими и др. мероприятиями. Например, при борьбе с водной эрозией они сочетаются с противоэрозионной обработкой почвы, травосеянием, террасированием, устройством валов, лотков и водосливов, запруд; при борьбе с ветровой эрозией – с почвозащитными севооборотами и специальной агротехникой.
Комплексные мероприятия по регулированию климата в нужном человеку направлении называется климатическими мелиорациями (рис.12.5). Проводится на сравнительно небольших территориях и преимущественно в приземном слое атмосферы.
Рис 12.5. Климатические мелиорации
Климатические мелиорации значительных территорий не проводятся, так как это вмешательство в ход климатообразующих процессов, которое может привести к непредсказуемым ухудшениям климатических условий.
Химические мелиорации (рис.12.6) – система мер химического воздействия на почву направленных на увеличение в почвах запасов питательных веществ и предотвращение их потерь, на создание благоприятной реакции почвенной среды, на искусственное улучшение физических свойств почв.
Рис. 12.6 Химические мелиорации
При химических мелиорациях из почвы удаляются вредные для растений вещества присутствие которых ухудшает химические, физико-химические и биологические свойства почвы и снижает почвенное плодородие. Наиболее распространенной химической мелиорацией в Беларуси является известкование кислых почв путем внесения известковых удобрений для замены в почвенном поглощающем комплексе ионов водорода и алюминия ионами кальция. Потребность в проведении известкования обусловлена тем, что большинство культурных растений лучше развиваются при слабокислой или нейтральной реакции среды. Такие культурные растения как пшеница, ячмень, кукуруза, огурцы, лук, салат хорошо развиваются лишь при слабокислой реакции. Сахарная свекла, капуста, люцерна совершенно не переносят кислой реакции и хорошо себя чувствуют только при нейтральной или слабощелочной.
Под воздействием известковых материалов повышается эффективность минеральных удобрений за счет увеличения их доступности растениям.
Кальций, внесенный при химической мелиорации, коагулирует почвенные коллоиды, улучшает структуру, водопроницаемость и аэрацию почвы.
Солонцы и солонцовые почвы гипсуют. Эти почвы в поглощенном комплексе содержат большое количество натрия, отличаются щелочной реакцией раствора, большой связностью, распыленностью, неблагоприятным водно-воздушным режимом. Гипсование почв – внесение гипса, кальций которого заменяет в почве натрий, для снижения щёлочности.
Подкисление почв (кислотование) как химическая мелиорация проводится на почвах с щелочной и нейтральной реакцией предназначенных для выращивания некоторых растений, требующих для произрастания кислых почв.
К химическим мелиорациям относят также внесение органических и минеральных удобрений в дозах коренным образом изменяющих питательный режим.
Эрозией называется разрушение почв и горных пород потоками воды и ветра. В зависимости от того, под воздействием каких факторов она происходит, различают два типа эрозии: водную и ветровую. Водная эрозия происходит под действием атмосферных осадков, стекающих по поверхности почвы, и подразделяется на плоскостную (горизонтальную) и линейную (вертикальную).
Плоскостная эрозия проявляется в том, что талые воды или выпадающие атмосферные осадки, стекая по уклону, захватывают и сносят вниз верхнюю часть почвенного профиля. При этом почва теряет свое плодородие, так как лишается гумусового горизонта, а вместо него на поверхность выступает лежащий ниже горизонт. Такое разрушение называют смывом почвы.
Линейная эрозия в отличие от плоскостной заключается в разрушении почвы вглубь, а не по плоскости. Линейную эрозию вызывают талые снеговые воды и выпадающие атмосферные осадки, стекающие сильными струями. Разрушая почву, они образуют вначале неглубокие рытвинки и канавки, которые постепенно развиваются, увеличиваются в размере и переходят в овраги. Такое разрушение называют размыванием почвы.
Ветровая эрозия происходит под действием ветра и подразделяется на два вида: пыльные бури и повседневную (местную) ветровую эрозию. Пыльные бури наблюдаются обычно в степных или мало облесенных районах, где сильные ветры подхватывают распыленный гумусовый горизонт, поднимают его на воздух и переносят на значительные расстояния. Благодаря тому, что на воздух поднимается, как правило, темный, гумусовый горизонт, пыльные бури называют часто черными бурями.
Повседневная (местная) эрозия внешне проявляется в образовании небольших столбов пыли, в поземке частиц почвы .
Хозяйственная деятельность человека является решающим фактором в развитии эрозии почв. Неправильное пользование земли приводит к усилению эрозии. К числу факторов, усиливающих развитие эрозии, относятся неправильная обработка почв, распахивание крутых склонов, освоение новых земель, уничтожение естественной древесной и травянистой растительности. Поэтому хозяйственная деятельность человека должна быть направлена на то, чтобы ограничивать или устранять влияние тех или иных неблагоприятных природных факторов, не допускать проявления эрозии, приостанавливать ее развитие, восстанавливать плодородие эродированных почв.
К природным факторам влияющим на развитие эрозии относят рельеф, климат, растительный покров, геологические условия, характер почвы.
Защита почвы от водной эрозии осуществляется комплексом взаимосвязанных и дополняющих друг друга мероприятии: агротехнических, лесомелиоративных, гидротехнических и организационно-хозяйственных.
Агротехнические и организационно-хозяйственные мероприятия относятся к предупредительным, основное назначение которых—предупредить возникновение водной эрозии; лесомелиоративные и гидротехнические мероприятия — непосредственные меры борьбы с уже возникшими процессами эрозии.
Агротехнические меры защиты почвы от эрозии направлены на задержание поверхностного стока воды и улучшение структуры почвы. Пахота, культивация и посев сельскохозяйственных культур должны проводиться только поперек склона, Такая пахота почти полностью предотвращает сток воды и смыв почвы на склонах до 2 - 4°. На ровных склонах крутизной более 4° дополнительно к поперечной вспашке проводят прерывистое бороздование и валкование.
На пастбищах, сенокосах и посевах озимых проводят щелевание. Щелевание способствует уменьшению поверхностного стока, значительно повышая запас воды в почве. Хорошим приемом накопления влаги и регулирования снеготаяния в почве является сгребание снега поперек склона в валы шириной 2 м, снегопахание, полосное уплотнение, или зачернение снега (торфом, золой и др.). В результате таких мер большое количество влаги впитывается в почву, уменьшая ее смыв, и повышается урожайность высеваемых культур.
Большую роль в борьбе с эрозией играют специальные севообороты обеспечивающие наилучшую защиту почвы от эрозии культурными растениями и их пожнивными остатками. Первое место в такой защите занимают многолетние травы, второе—озимые культуры.
Лесомелиоративные мероприятия сводятся к выращиванию противоэрозионных лесонасаждений особых форм и конструкций.
В тех случаях, когда агротехническими н лесомелиоративными мероприятиями смыв почвы предотвратить невозможно, применяют гидротехнические мероприятия.
Организационно-хозяйственные противоэрозионные мероприятия заключаются в специальной организации территории. При землеустройстве территорий, подверженных эрозии, основное внимание уделяют следующим вопросам: установлению специализации хозяйства и его производственных подразделении, размеров и границ, состава угодий н разработке мероприятии по их улучшению и защите почв от эрозии, проектированию систем рациональных севооборотов, обеспечивающих дифференцированное размещение культур с учетом эродированности почв.
К группе мероприятий по культуртехнической подготовке поверхности относятся очистка поверхности от древесной и кустарниковой растительности, корчевка пней, корней, погребенной древесины; уборка камней и планировка поверхности почвы, т. е. мероприятия, направленные на создание условий для нормального проведения сельскохозяйственных работ. К мероприятиям по созданию мощного пахотного слоя относят первичную обработку целины, рыхление и прикатывание. Мероприятия по окультуриванию пахотного слоя включают углубление и оструктуривание пахотного слоя, известкование кислых почв, первичное внесение удобрений, возделывание предварительных культур, введение специальных севооборотов, глинование и пестование торфяных почв.
ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
Растительный мир очень велик и разнообразен. Свыше 350 тыс. различных видов растений произрастает на нашей планете. Из них около 1500 видов выращивается человеком для пищевых и кормовых целей, в качестве технического и лекарственного сырья.
Растительный мир подразделяют на низшие и высшие растения. К низшим растениям относят водоросли, бактерии, слизевики, грибы и лишайники. К высшим растениям относятся мохообразные, папоротникообразные, голосеменные и покрытосеменные типы растений. При изучении растений определяют, к какому семейству они принадлежат, а также название рода и вида растения.
Помимо ботанической, существует классификация сельскохозяйственных культур по производственному принципу и их назначению. Для удобства изучения все полевые культуры делят на соответствующие группы (зерновые, технические, кормовые и др.).
В группу зерновых культур входят подгруппы типичных хлебов (пшеница, рожь, ячмень, овес), просовидных хлебов (кукуруза, просо, сорго, рис, чумиза), зерновых бобовых (горох, бобы, фасоль, люпин и др.), прочих зерновых (гречиха). К группе технических культур относят масличные (жиро- и эфиромасличные), прядильные, сахароносные, крахмалоносные, лекарственные и другие культуры. В группу кормовых культур входят корнеплоды, однолетние и многолетние травы, другие кормовые растения.
Однако единую классификацию, резко разграничивающую эти группы, установить трудно, так как многие культуры по ряду признаков можно отнести к различным группам. Так, картофель и сахарную свеклу можно одновременно отнести к пропашным и техническим культурам, кукурузу – к зерновым, пропашным и кормовым культурам, сою – к зернобобовым и техническим культурам и т.д. В данном случае культуру относят к группе по преобладающему производственному признаку.
При рассмотрении интенсивных технологий возделывания все разнообразие сельскохозяйственных культур мы разделили на следующие группы, наиболее характерные для Республики Беларусь: озимые зерновые культуры, яровые зерновые культуры, крупяные культуры, зернобобовые культуры, технические культуры, пропашные культуры, кормовые культуры, овощные культуры, плодовые и ягодные культуры.
В представленном материале изложено народнохозяйственное значение культурных растений, их биологические особенности, приведены сорта, требования к посеву, система удобрения, интегрированная система защиты растений от сорняков, вредителей и болезней, особенности ухода и организации уборки, комплекс специализированных машин.
Машины и механизмы, рекомендуемые для выполнения общих основных технологических операций (обработка почвы, внесение удобрений и т.д.) наиболее подробно приведены при описании озимых зерновых культур.