Что такое противоэрозионная стойкость почв

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Противоэрозионная стойкость почв и грунтов

Противоэрозионная стойкость почв характеризует способность почвы противостоять смывающему действию водного потока или совместному действию потока воды и капель дождя. Количественно она выражается величиной размывающей скорости потока, которая непосредственно определяется двумя показателями почвы: размером водопрочных агрегатов и сцеплением их друг с другом. Остальные свойства почв влияют на противоэрозионную стойкость косвенно, через эти показатели.[ . ]

Значительное влияние на противоэрозионную стойкость почв оказывает гранулометрический состав. Из двух почв одинакового генетического типа большей противоэрозионной стойкостью обладает более тяжелая по гранулометрическому составу почва, содержащая больше илистой фракции, способной к структурообразованию. Особенно неблагоприятно высокое содержание фракции крупной пыли (0,05-0,01 мм), значительно понижающей водопрочность структуры.[ . ]

Способность гумуса склеивать, цементировать частицы почвы друг с другом в водопрочные агрегаты должна сказываться на противоэрозионной стойкости почв. Действительно, многие исследователи при сравнении разных почв отмечали более высокую противоэрозионную стойкость почв с высоким содержанием гумуса. С.С.Соболев (1948) расположил основные типы почв по противоэрозионной стойкости в следующий ряд: мощный суглинистый чернозем > темно-каштановая почва > лесные суглинистые почвы > среднеподзолистые почвы. Аналогичный ряд предложил В.Б.Гуссак (1959): луговые почвы > черноземы > желтоподзолистая > дерново-подзолистая > почвы пустынных степей и пустынь. АД.Воронин и М.С.Кузнецов (1970) расположили почвы основных типов европейской части СССР по противоэрозионной стойкости в следующий ряд: чернозем мощный > чернозем обыкновенный > чернозем южный > дерново-подзолистая почва > светло-каштановая почва. Таким образом, противоэрозионная стойкость почв убывает на север и юг от черноземно-степной полосы вместе с уменьшением содержания гумуса.[ . ]

В воздушно-сухом состоянии почвы, богатые коллоидами, обладают более водопрочной структурой также в том случае, если они насыщены обменным кальцием, однако для почв, бедных коллоидами, наблюдается обратная зависимость. Водопрочность афегатов почвы насыщенной Иа+ в воздушно-сухом состоянии связана со слабой водопроницаемостью агрегатов вследствие их низкой активной порозности (Качинский, 1965). Вопрос о влиянии состава обменных катионов на противоэрозионную стойкость почв нельзя считать полностью решенным из-за недостатка данных по противоэрозионной стойкости почв природной солонцеватости разной степени выраженности.[ . ]

Исследованиями Ц.Е.Мирцхулавы (1958) установлен характер влияния солей на противоэрозионную стойкость фунтов. Наименьшим сопротивлением размыву обладают фунты, содержащие легкорастворимые соли. В результате бысфого вымывания этих солей связность фунта, а с ней и противоэрозионная стойкость быстро уменьшаются. Грунты, содержащие дисперсный гипс обладают большей противоэрозионной стойкостью; далее следуют фунты с крупнокристаллическими рассеянными карбонатами. Наибольшей противоэрозионной стойкостью обладают фунты, содержащие гндроокислы железа и сплошной макро- и микрокристаллический кальцит.[ . ]

Плотность почвы и плотность твердой фазы почвы непосредственно связаны с весом афегатов, поэтому можно ожидать наличие связи этих показателей с противоэрозионной стойкостью. Однако в опытах Ц.Е.Мирцхулавы с фунтами такой связи не было выявлено. Это объясняется тем, что наряду с изменением плотности изменились и другие свойства фунтов, оказывающие влияние на их противоэрозионную стойкость. В тех случаях, когда сохраняются прочие равные условия, четко проявляется прямая зависимость противоэрозионной стойкости почв и фунтов от их плотности (Кузнецов, 1967).[ . ]

Ктсп — коэффициент дисперсности по Качинскому, равный отношению фракции диаметром Вернуться к оглавлению

Источник

ПРОТИВОЭРОЗИОННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ПОЧВ

ПРОТИВОЭРОЗИОННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ПОЧВ, способность почв противостоять разрушающему действию талых, дождевых и ирригационных вод.

Обусловлена группой факторов, присущих генетическому типу, подтипу и разновидности почвы, связана с содержанием и фракционным составом гумуса, с количеством оксидов железа, марганца, алюминия и др., силикатов, катионов в поглощающем комплексе, карбонатов. Зависит от сложения, механич. и агрегатного состава почв и др., а также от особенностей их хозяйственного использования и состояния. Наличие густого растительного покрова/ защищает почву от разрушительного воздействия капель дождя и струйчатых потоков воды. Чем больше зеленая масса растений, чем лучше развита корневая система, тем выше устойчивость почв к смыву. Менее податливы к нему почвы целины, занятые многолетними травами, культурами сплошного сева; в большей мере — под пропашными и черным паром. П. у. п., занятых под виноградными насаждениями, ослаблена ввиду значительного отдаления растений друг от друга, слабого прикрытия поверхности растительностью, многократной обработки междурядий. П. у. п. виноградников можно повысить путем проведения агрофизич., агротехнич. и фитомелиоративных мероприятий. Количественные характеристики П. у. п. определяют методами, основанными на измерении фи-зич., химических и физико-химических свойств почв (гумусности, микроагрегатности, дисперсности, содержания глинистых и коллоидных частиц и др.); на прямом определении количества вынесенного водой почвенного материала при воздействии на нее стандартного потока или искусственного дождя; на учете величины размывающей скорости потока, при которой начинается отрыв частиц почвы. Наличие объективных количественных характеристик П. у. п. позволяет правильно определить направление хозяйственного их использования, а также прогнозировать размеры возможного смыва, разрабатывать эффективные меры защиты.

Литература: Мирцхулава Ц. Е. Инженерные методы расчета и прогноза
водной эрозии. — Москва, 1970; Кузнецов М. С. Противоэрозионная
стойкость почв. — Mосква, 1981; Заславский M. Н. Эрозиоведение. —
М., 1983.

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Популярные статьи

Противоэрозионные мероприятия

В современном земледелии разработаны и применяются ряд противоэрозионных приемов, направленных на защиту почвы от эрозии и предупреждение её развития и распространения. Противоэрозионные приемы (мероприятия) являются составными элементами противоэрозионного комплекса мероприятий.

Комплексное применение организационных, агротехнических, агрохимических, лесомелиоративных и гидротехнических противоэрозионных приемов максимально эффективно. Оно обеспечивает сохранение плодородия земель, рост урожайности, устойчивости и рентабельности земледелия.

Основные приемы почвозащитного комплекса

Основные приемы почвозащитного комплекса:

1. Противоэрозионные мероприятия:
   • залужение сильносмытых склонов;
   • почвозащитные севообороты;
   • контурно-поперечная обработка;
   • лесомелиорация;
   • гидромелиоративные сооружения, например, плотины, системы водорегулирующих валов, быстротоки;
   • полосное прикатывание и зачернение снега, применение щитов для снегозадержания.
2. Противодефляционные мероприятия:
   • зернопаровые, зернопропашные севообороты с короткой ротации;
   • буферные полосы многолетних трав;
   • полосное размещение чистых паров и пропашных культур;
   • кулисные посевы;
   • плоскорезная обработка почвы;
   • посев зерновых стерневыми сеялками;
   • лесомелиорация;
   • регулярное орошение.
3. Противоэрозионно-противодефляционные мероприятия:
   • почвоводоохранное землеустройство территории;
   • залужение сильносмытых склонов;
   • зернотравяные, зернопаровые и зернопропашные севообороты;
   • полосное размещение чистых паров, пропашных культур и многолетних трав;
   • плоскорезная обработка поперек склонов после зерновых культур;
   • лункование отвальной, например, после многолетних трав и кукурузы, зяби и паров;
   • щелевание посевов многолетних трав;
   • мульчирование почвы измельченной соломой;
   • лесомелиорации;
   • гидротехнические сооружения;
   • агрогидромелиоративный почвозащитный комплекс на водосборном бассейне.

Лесомелиоративные приемы

Лесные насаждения в эрозионно опасных районах в зависимости от назначения подразделяют на:

• водорегулирующие,
• прибалочные,
• приовражные,
• полезащитные,
• пастбищезащитные.

Кроме того, выделяют водоохранные, размещаемые у рек, прудов и водоемов, куртинно-групповые насаждения. В некоторых случаях проводят сплошное облесение склонов, песков, балок и оврагов.

В открытых степных и лесостепных районах с активными и сильными ветрами главным назначением лесных полос является снижение скорости и турбулентности эрозионных ветровых потоков. Ослабление ветра способствует защите почв от выдувания в летний и зимний периоды, задержанию снег, повышению влажности почвы и воздуха, улучшению микроклимата.

Согласно данным ВНИАЛМИ, система лесных полос позволяет накапливать в 1,5-2 раза больше снега на полях, влажность воздуха в приземном слое увеличивается на 5-10%, потери влаги от испарения уменьшаются на 20-30%, чем в открытой степи.

Прогивоэрозионная и мелиоративная эффективность лесных насаждения зависит от их конструкции. В степных районов применяют ажурные и продуваемые узкорядные по 3-5 рядов полосы.

При лесомелиоративных мероприятиях в районах развития водной эрозии важно учитывать особенности рельефа местности, так как неправильное размещение лесных полос может привести к усилению стока, увеличению смыва и размыва почвы, оврагообразованию.

Водорегулирующие лесные полосы создают на относительно крутых склонах с уклоном более 2-3°. Основных их предназначением является распыление и поглощение поверхностного стока талых и ливневых вод. Их размещают полосами по 4-7 рядов поперек склона или по горизонталям с расстоянием между полосами 200-350 м, в зависимости от крутизны и подверженности почвы эрозии.

Прибалочные лесные полосы предназначаются для защиты прилегающей пашни от разрушающего действия эрозионных процессов и для более эффективного снегораспределения и увлажнения полей. Как правило, их проектируют ажурной конструкции шириной 12-21 м.

Приовражные лесные полосы создаются для укрепления растущих вершин оврагов. Они могут охватывать целые системы оврагов и вершин. Предварительно выполняют закрепление вершин оврагов обвалованием.

Пастбищезащитные лесные полосы размещают на склонах, учитывая рельеф, поврежденность почв эрозией, направление стока и господствующих ветров. Конструкция полос ажурная и ажурно-продуваемая с шириной 9-18 м и расстоянием между основными полосами от 200 до 350 м.

Куртинно-групповое и сплошное облесение проводят при большой изрезанности территории оврагами и на песках.

К гидротехнических противоэрозионным сооружениям прежде всего относят:

• земляные водозадерживающие, водорегулирующие валы и канавы, служащие для задержания и отвода воды в укрепленные водоприемники, ложбины и др.;
• вершинные (головные) сооружения в виде бетонных, деревянных, кирпичных и других лотков, быстротоков, перепадов, консолей и т.д.;
• донные сооружения по руслам ложбин и оврагов, предотвращающих дальнейший размыв русла;
• берегоукрепительные и противоселевые сооружения;
• пруды и водоемы.

Фитомелиоративные приемы

Естественный растительный покров и густой покров культурных растений могут служить эффективной защитой почвы от водной и ветровой эрозии. К культурным растениям, с высокими почвозащитными свойствами относятся многолетние и однолетние травы, озимые и яровые зерновые, гречиха, горох и другие растения сплошного сева. Для усиления почвозащитного эффекта повышают норму высева, применяют перекрестный и узкорядный способы посева.

На крутых склонах проводят залужение многолетними травами. Например, в Белгородской опытной станции при залужении склонов крутизной 10-12° урожай сена составляет 2,5-3 т/га. В Лискинском и Острогожском районах Воронежской области урожай сена на крутых склонах составляет до 4 т/га. В Белгородской области на склоновых землях наиболее продуктивны травосмеси люцерны, эспарцета, костреца безостого и овсяницы луговой.

На востоке России для залужения используют житняк ширококолосый и узкоколосый, донник желтый и эспарцет песчаный. Их смеси дают большие урожаи сена высокого качества или зеленой массы.

Высокой почвозащитной способностью от выдувания обладают многолетние травы, раскустившиеся озимые культуры; в меньшей степени она проявлена у ранних яровых, самая низкая — у поздних пропашных.

Почвозащитные севообороты

Основная статья: Специальные севообороты: Почвозащитные севообороты

Почвозащитные севообороты — севообороты, направленные на защиту почв от водной эрозии на склонах более 5°, где смыв почвы может достигать 15 т/га в год, и ветровой эрозии, например в открытой степи, где скорость ветра около поверхности более 3-4 м/с.

На угодьях, подверженных водной эрозии, поля севооборотов размещают длинной стороной поперек направления склона для того, чтобы обрабатывать поле поперек склона.

В основе почвозащитных севооборотов заложено свойство некоторых сельскохозяйственных культур в сочетании со специальными приемами обработки почвы и размещения культур защищать почву от эрозии.

Буферные полосы

Буферные полосы — способ посева культур, который служит накоплению снега зимой и сокращению стока и развития водной и ветровой эрозии в весенний период. Для буферных полос используют посевы многолетних и однолетних трав, озимых и яровых зерновых, подсолнечника, суданской травы и других культур. Ширина буферных полос и расстояние между ними определяется крутизной склона, степенью проявления эрозионных процессов.

На практике на склонах 6-8° ширина буферных полос составляет 4-6 м (3,6-7,2 м), с расстоянием между ними 30-40 м. На склонах меньшей крутизны расстояние составляет до 50-100 м, а при большей крутизне — 10-30 м при ширине полос 10,8 м. Для предотвращения ветровой эрозии ширину буферных полос определяется в зависимости от степени дефлированности почвы и скорости ветров.

Система почвозащитной обработки почвы

Система обработки почвы должна обеспечивать на каждом поле и участке в течение всего года защиту почвы от эрозионных процессов и получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

К приемам почвозащитной обработки почвы относят общие и специальные (дополнительные).

Примеры общих противоэрозионных приемов основной обработки:

• вспашка поперек склона;
• ступенчатая вспашка с использованием плугов, у которых четные корпуса устанавливают на 10—12 см глубже;
• вспашка с одновременным формированием на поле противоэрозионного нанорельефа, например, борозд, валиков, лунок, прерывистых борозд;
• вспашка с почвоуглубителем или плугом с вырезными корпусами;
• безотвальная вспашка;
• плоскорезная обработка, глубокое рыхление с сохранением стерни;
• комбинированная отвально-безотвальная вспашка;
• полосное рыхление почвы;
• щелевание посевов озимых, многолетних трав, естественных сенокосов и пастбищ;
• минимальная обработка почвы;
• чизелевание;
• кротование;
• контурная обработка почвы;
• обработка глубокорыхлителями, культиваторами-плоскорезами, игольчатой бороной, штанговыми культиваторами и другими противоэрозионными орудиями.

Приведенный перечень не исчерпывается перечисленными приемами, которые могут быть дополнены другими с учетом почвенно-климатических условий каждой зоны.

Согласно исследованиям, проведенным в эрозионно опасных зонах страны, глубокая зяблевая вспашка позволяет увеличить запасы воды на 20-30 мм за счет уменьшения поверхностного и внутрипочвенного стоков и повысить урожайность сельскохозяйственных культур в среднем на 10-15%, особенно в годы засухи и в зонах недостаточного увлажнения.

Чередование способов обработки почвы

Чередование безотвального рыхления на глубину 30-32 см со вспашкой на 20-22 см с обвалованием зяби является эффективным приемом противоэрозионной обработки почвы.

Эффективно также чередование глубокой вспашки на 30-32 см, если позволяет гумусовый горизонт, с обычной на глубину 20-22 см.

Применение безотвальных орудий на склоновых землях позволяет резко сократить сток талых вод и смыв почвы. При этом урожайность зерновых культур увеличивается на 0,2-0,4 т/га. На тяжелых почвах применяют глубокое рыхление (чизелевание) и вспашку поперек склонов.

В Нечерноземной зоне на дерново-подзолистых почвах используют в основном отвальную обработку в сочетании с поверхностной, на остальной европейской части России — комбинированную обработку, сочетающую отвальную с поверхностной и плоскорезной, в Сибири — плоскорезную в сочетании с поверхностной.

Контурная обработка почвы

Контурная обработка — обработка почвы в направлении, близком к ходу горизонталей при поперечном движении агрегатов, является составной частью контурной организации территории.

НИИ сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева и Воронежским ГАУ предложена контурно-буферная система, заключающаяся в полосном чередовании культур и буферных полос многолетних трав в почвозащитных севооборотах.

Широкое распространение получили работы Я.И. Потапенко Всероссийского научно-исследовательского института виноградарства и виноделия, который предложил комплекс противоэрозионных мероприятий на контурно-полосной основе.

Специальные приемы

К специальным (дополнительным) приемам противоэрозионной обработки почвы относятся: бороздование, лункование, кротование, обвалование, щелевание и др.

На односторонних и выровненных склоновых землях без ложбин применяют обвалование и бороздование зяби. Обвалование выполняется одновременно со вспашкой с использованием удлиненного отвала, установленного на одном из корпусов плуга. Одновременно со вспашкой зяби возможно выполнение прерывистого бороздования. Для этого применяют плуги с установленными на них специальными трехлопастными перемычкоделателями. Для прерывистого бороздования на плуги устанавливают приспособления ПРНТ-70000, ПРНТ-90000.

Глубина борозд, расположенных на обработанном поле, составляет 25-30 см и расстояние между ними 4-10 м. Чем больше крутизна склона, тем чаще делают борозды.

Согласно данным опытных учреждений Башкортостана, бороздовании зяби уменьшает смыв почвы, повышает ее влажность и урожайность яровой пшеницы на 0,15-0,4 т/га.

На многих агропредприятиях Центрально-Черноземной зоны, Поволжья, Северного Кавказа и Башкортостана на склонах крутизной до 2-4° используют вспашку с поделкой валиков высотой 15-30 см поперек склона, которое проводят путем удлинения предпоследнего отвала на корпусном плуге.

На склонах до 3,5-4° для борьбы с водной эрозией в Ростовской области зарекомендовало себя бороздование зяби бороздопрерывателями типа ППБ-0,6. Для прерывистого бороздования используют также клавишный плуг, оснащенный подвижными секциями плужных корпусов, каждая из которых, поднимаясь и опускаясь, создает прерывистые борозды.

Создание на поверхности обработанной почвы микролиманов способствует задержанию талых вод. Для их устройства на склонах на плуг с удлиненными отвалами устанавливают перемычкоделатель.

На зяблевых и паровых полях осенью применяют лункование с помощью шестисекционных дисковых лункообразователей ЛОД-10 или специальных приспособлений, которые позволяют создать на поле около 13 тыс. лунок, длиной 130 см, шириной 40-50 см и глубиной 10-20 см, суммарной вместимостью до 250—300 м 3 /га воды. Однако, в условиях периодических оттепелей и заморозков, устойчивый снежный покров не формируется, а на дне лунок возникают ледяные линзы, препятствующие впитыванию талых вод. В результате этого сток не только не уменьшается, но возрастает. В связи с этим в качестве агротехнического приема получило техническое усовершенствование противоэрозионных агрегатов, которые за один проход образует валики, лунки и щели, впитывающая способность таких лунок увеличивается за счет расположения лунок над щелями.

Для уменьшения внутрипочвенного стока используют ступенчатую разноглубинную вспашку, которую проводят поперек склона плугом, с выставленными на обычную глубину четными корпусами и нечетными, выставленными на глубину 12-15 см больше. В результате плужная подошва приобретает ступенчатую конфигурацию, сокращающую внутрипочвенный сток.

На сильносклоновых землях, где эффективность бороздования и лункования значительно снижается, применяют щелевание, чизелевание и кротование. Щелевание проводят в посевах озимых, многолетних трав, чистых парах, естественных сенокосах, пастбищах и садах, на зяби, особенно ранней. Этот способ заключается в поделке щелевателями или другими орудиями щелей глубиной до 40-60 см, шириной — 3-5 см и расстоянием между ними — 100-400 см. Щели, как правило, нарезают поздней осенью при подмерзании почвы, что обеспечивает сохранение щелей до весны.

Кротование — создание на глубине 35-40 см специальными приспособлениями полостей-кротовин диаметром 6-8 см на расстоянии 0,7-1,4 м. Благодаря этому приему улучшается водопроницаемость, распределение влаги по профилю почвы, в условиях избыточного увлажнения удаляется лишняя влага.

Источник