На нашем сайте вы найдете полезные советы о том, как повысить плодородие почвы на вашем участке.
Меню
Осушение почвы что это такое
Основы агрономии
Осушение сельскохозяйственных земель
Осушение заболоченных и переувлажненных земель
Одна из основных задач осушения заболоченных и переувлажненных земель – установление режима осушения. Режим осушения – это совокупность элементов водного режима осушаемых земель, обеспечивающих оптимальное развитие сельскохозяйственных культур в любой по погодно-климатическим условиям год.
Водный режим осушенных земель определяется влажностью почвы в зоне распространения корневой системы и продолжительностью затопления почвы в весенний и летне-осенний периоды. Активно воздействуя на водный режим, осушение земель влияет на воздушный, тепловой и пищевой режимы почвы. Многолетними исследованиями установлена оптимальная влажность корнеобитаемого слоя осушаемых почв, которая составляет для зерновых культур в среднем 55-70%, для овощных и картофеля – 60-75%, для корнеплодов – 55-65%, для многолетних трав – 65-80% от полной влагоемкости (ПВ). Верхний предел оптимальной влажности почвы определяется минимальным содержанием воздуха в почве, а нижний – количеством легкодоступной для растений влаги. Отклонение влажности в ту или иную сторону отрицательно сказывается на урожайности возделываемых культур.
Для нормального роста и развития сельскохозяйственных культур и обеспечения хорошего газообмена между почвой и атмосферой, содержание воздуха в почве должно быть: для овощных культур, картофеля, корнеплодов – 35-40%, для зерновых культур – 20-30%, для многолетних трав – 15-20% от пористости. Благоприятный воздушный режим обеспечивается, когда суммарное содержание кислорода и углекислоты в корнеобитаемом слое почвы составляет около 20-21% от всего объема воздуха в ней.
Состав почвенного воздуха и его количество в почве сильно зависит от уровня залегания грунтовых вод. С понижением уровня грунтовых вод концентрация диоксида углерода уменьшается, а содержание кислорода увеличивается. Накопление диоксида углерода и снижение концентрации кислорода в почвенном воздухе при более высоком уровне залегания грунтовых вод указывают на ослабление процессов газообмена между почвой и атмосферой, ухудшении аэрации почв, что служит одной из причин снижения урожайности, особенно культур, требовательных к аэрации.
Уровень грунтовых вод, обеспечивающий наиболее благоприятный водно-воздушный режим почвы для той или иной культуры в течение вегетационного периода, называется нормой осушения. Нормы осушения для различных сельскохозяйственных культур, произрастающих на одинаковых почвах, а также для одинаковых культур, произрастающих на разных почвах, могут сильно отличаться. Пример такой разницы можно увидеть в приведенной ниже таблице.
Культура
Методы и способы осушения земель
Под методом осушения подразумевают воздействия на водный режим почв с целью ликвидации их переувлажнения. Применяют следующие методы осушения:
Ускорение стока поверхностных и почвенных вод на объектах атмосферного питания на водоразделах и пологих склонах с тяжелыми почвами.
Перехватывание поверхностных и грунтовых вод, поступающих на осушаемую территорию со стороны водосбора или со стороны реки (водоема).
Понижение уровня грунтовых вод на участках, где переувлажнение или заболачивание – следствие высокого уровня грунтовых вод.
Метод отеплительных мелиораций применяется в условиях многолетней мерзлоты, где переувлажнение связано с глубоким промерзанием покровных почвогрунтов.
Метод двустороннего регулирования почвенной влаги связан с осушением и с увлажнением почвы.
Способы осушения – это технические и агротехнические приемы и средства, с помощью которых осуществляется тот или иной метод осушения. В зависимости от различных условий рекомендуются следующие способы осушения:
Осушение одиночными каналами и закрытым горизонтальным дренажем в сочетании с агромелиоративными мероприятиями на слабоводопроницаемых минеральных почвах.
Осушение закрытым дренажем маломощных торфяников, подстилаемых слабоводопроницаемыми грунтами и используемых под пашню.
Торфяники мощные (более 1,5-2,0 м) предварительно осушаются открытыми каналами и кротовым дренажем, а затем после осадки торфа закладывается закрытый дренаж.
Осушение торфяников открытыми каналами в сочетании с разреженным закрытым дренажем при использовании их под пашню и пастбища.
Осушительная система и ее элементы
Осушительная система – комплекс осушительных, увлажнительных, гидротехнических и других сооружений, обеспечивающих превращение торфяных болот и минеральных заболоченных земель в высокопродуктивные угодья и создающих благоприятные условия для получения гарантированных урожаев сельскохозяйственных культур. В осушительные системы входят следующие звенья:
1. Осушаемая территория. 2. Регулирующая сеть – открытые каналы или закрытые дрены и собиратели, выводные борозды, ложбины, поглотительные фильтры и другие устройства, предназначенные для регулирования водно-воздушного режима почвы в корнеобитаемом слое. 3. Проводящая сеть – магистральные каналы разного порядка, закрытые и открытые коллекторы, предназначенные для приема воды из регулирующей и оградительной сети и отвода ее в водоприемник. 4. Оградительная сеть – ловчие и нагорные каналы, различные дрены, дамбы и другие устройства, предохраняющие осушаемые земли от затопления поверхностными и подземными водами со стороны водоприемника. 5. Водоприемники, принимающие с осушаемой площади и проводящей сети избыточные воды. Водоприемниками могут быть реки, озера, балки и другие искусственные и естественные водоемы. 6. Гидротехнические сооружения – шлюзы-регуляторы, трубопереезды, перепады, быстротоки, насосные станции, дренажные устья, колодцы, позволяющие управлять работой осушительной сети. 7. Дорожная сеть для эксплуатации мелиорируемых земель.
Культуртехнические работы на осушаемых землях
К культуртехническим работам относят удаление или уничтожение древесно-кустарниковой растительности, пней, камней и кочек, очистку площади от древесных остатков, первичную обработку почвы, планировку поверхности. Важное требование при выполнении работ по освоению мелиорируемых земель – максимальное сохранение плодородного слоя почвы на всех этапах гидротехнических и культуртехнических работ.
Наибольший объем работ приходится на удаление древесно-кустарниковой растительности и пней. Расчистку земель от древесной растительности начинают с выбора всей деловой ее части. Затем мелколесье и кустарники срезают кусторезами, а оставшиеся пни и корни удаляют корчевальными машинами, после чего древесную массу вычесывают корчевальными боронами или измельчают и перемешивают с почвой машинами для фрезерования кустарника. При удалении древесно-кустарниковой растительности неизбежен вынос гумусового слоя почвы, который компенсируется повышенными дозами органических удобрений.
Камни удаляются с поверхности почвы и скрытые на глубине до 0,30 м. Уборка камней производится в два этапа – крупные и средние валуны удаляют корчевателями одновременно или сразу же после вывоза мелколесья и кустарника. Затем камнеуборочными машинами (УПК-0.6, МКП-1.5) убирают камни, извлеченные при обработке почвы.
Удаление кочек высотой 0,1-0,15 м производят тяжелыми дисковыми боронами за несколько проходов или фрезами. Более высокие кочки срезают бульдозерами или разделывают машинами типа МПГ-1.7, МТП-42. В зимнее время кочки удаляют при глубине промерзания почвы не более 0,1 м и высоте снега до 0,15 м.
Выравнивание поверхности почвы включает капитальную планировку и выравнивание микрорельефа. Осуществляют эти работы бульдозерами, скреперами, грейдерами, планировщиками и аналогичными машинами.
Окультуривание осушаемых земель – важнейшее условие получения высоких урожаев и повышения продуктивности мелиорируемых земель. Комплекс окультуривания и повышения плодородия включает следующие основные мероприятия: систему обработки почвы мелиоративной направленности, подбор наиболее продуктивных культур и введение севооборотов, систему удобрений, известкование и гипсование, добавление минерального грунта к торфяным почвам.
Для скорейшего окультуривания торфоболотных почв в качестве предварительных культур возделывают пропашные на протяжении 2-3 лет. На почвах, где после культуртехнических работ остаются камни, корневые остатки, в первый год рекомендуется высевать однолетние и многолетние травы, на второй – озимые и картофель, на третий – пропашные. На низинных болотах в первый год освоения можно сеять овес, озимую рожь, на второй год – пропашные.
Источник
осушение
осуше́ние, удаление избытка воды с поверхности земли, из почвы и грунта; один из основных видов мелиорации. О. как комплекс организационно-хозяйственных, технических и агротехнических мероприятий проводится для коренного улучшения болотных (слой торфа более 30 см), заболоченных (слой торфа менее 30 см) и избыточно увлажнённых минеральных земель постоянного (затопленные и подтопленные земли) и кратковременного переувлажнения. Потребность в О. возникает, когда возделываемые сельскохозяйственной культуры в течение всей вегетации или в отдельные фазы развития испытывают избыток влаги. Кроме того, переувлажнение почвы усложняет проведение сельскохозяйственных работ, особенно посева и уборки, в оптимальные агротехнические сроки, ведёт к снижению урожайности. О. регулирует водный и связанные с ним воздушный и другие режимы почвы, что обеспечивает повышение её плодородия, получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. О. улучшает несущую способность почвы и условия проходимости сельскохозяйственной техники; осушенные почвы раньше (на 1015 сут) поспевают весной для обработки, осенью на них облегчается применение сельскохозяйственной техники. В сочетании с культуртехническими работами О. позволяет устранить мелкоконтурность сельскохозяйственных угодий и создать крупные (1260 га и более) поля правильной (прямоугольной или трапецеидальной) конфигурации с однородным водным режимом и выравненным плодородием почвы. О. начали применять за 3 тыс. лет до н. э. в Египте. В России О.использовали с конца XIV в. Однако только во 2-й половине XIX в. О. начало развиваться в Полесье, северо-западных губерниях и центральном промышленном районе (бывшая Тверская, Владимирская, Рязанская, Московская и Ярославская губернии), а с 1890 в Западной Сибири. До Октябрьской революции 1917 было осушено 3,2 млн. га. За годы Советской власти площадь осушаемых земель увеличилась более чем в 4 раза (см. табл.). Потенциальный фонд земель для О. составляют переувлажнённые сельскохозяйственные и переувлажнённые земли государственного лесного фонда, наиболее плодородными из которых (низинные болота, поймы, лесные сенокосы) после О. могут быть включены в сельскохозяйственный оборот.
Для О. строят осушительные системы, избыточную воду отводят дренажем или каналами; для активного регулирования водного режима используют осушительно-увлажнительные системы. Естественный водный режим зависит от типа водного питания земель. При атмосферном типе избыточная влага формируется за счет атмосферных осадков, О. направлено на ускорение отвода поверхностного стока с помощью открытых и закрытых собирателей и агромелиоративных мероприятий; при грунтовом переувлажнение вызвано неглубоким (менее нормы осушения) залеганием уровней грунтовых вод, О. направлено на понижение их уровней с помощью открытых осушителей и закрытого дренажа; при грунтово-напорном снижение уровней напорных и грунтовых вод горизонтальным, вертикальным или комбинированным дренажём; при склоновом ограждение осушаемых земель со стороны склонов нагорными каналами и выполнение противоэрозионных мероприятий на склоне; при намывном ограждение территории дамбами (валами) от затоплений речными, морскими и другими водами и осушение её каналами и дренами, часто с отводом воды в водоприёмник насосными станциями.
Октябрьский (1984) Пленум ЦК КПСС принял Долговременную программу развития мелиорации в целях наращивания продовольственного фонда страны. Крупными объектами О., наряду с Нечернозёмной зоной РСФСР, республиками Советской Прибалтики, Белоруссией, Украиной (Полесье, Прикарпатье, Закарпатская область), становятся болота и заболоченные земли Сибири и Дальнего Востока. На основе О. 1,3 млн. га болот создан крупный аграрный комплекс в Полесье Белоруссии, где с осушенных земель хозяйства получают в 56 раз больше продукции, чем до мелиорации; освоены заболоченные плавни в низовьях Кубани и на Приханкайской низменности (Приморский край) под рис, завершается освоение Колхидской низменности (Грузия) под чай, цитрусовые, тунг и другие субтропические культуры. Важное значение имеет О. для кормопроизводства.
Основные направления научно-технического прогресса в О.: повсеместный переход на закрытый дренаж (открытые каналы только при предварительном О. болот и малопродуктивных земель); применение водооборотных осушительно-увлажнительных систем; переход от регулирования (спрямление, углубление) рек на машинное О. с использованием насосных станций (позволяет сохранить реки в естественном состоянии); использование пластмассовых труб вместо керамических для дренажа (бестраншейное его строительство); автоматизация систем; широкое применение мероприятий по ускорению поверхностного стока (глубокое рыхление почвы, гребневание поверхности и др.); проведение осушительных работ одновременно с культуртехникой и окультуриванием почв. О. воздействует на природную среду, особенно на земельные и водные ресурсы (понижаются уровни грунтовых вод на прилегающих землях, перераспределяется во времени речной сток и пр.), на растительность, животный мир и пр. Предотвращение возможных нежелательных воздействий О. на природу одна из важнейших экологических задач, поэтому составной частью любого проекта мелиорации земель является раздел «охрана природы». Правильно проведённое О. не вызывает негативных изменений в природе, об этом свидетельствует опыт Латвийской ССР, Литовской ССР, Эстонской ССР, Закарпатской области УССР, многих районов БССР, РСФСР, опыт зарубежных стран.
За рубежом площадь осушаемых земель рассматривается как показатель технического уровня и возможностей сельского хозяйства, его интенсификации. В европейских странах (ПНР, ФРГ, ГДР, Великобритания, Дания, Нидерланды, Бельгия. Франция, ЧССР и др.) осушено более 60% переувлажненных земель, осушение сельскохозяйственных угодий закончено в основном в середине XIX начале XX вв. Особое место занимает О. в Нидерландах, где 40% земель находится ниже уровня моря. Площадь осушаемых земель в мире (вместе с противопаводковой защитой) более 190 млн. га, наибольшие площади приходятся (млн. га): на США 60, Аргентину 7,7, Бразилию 7 и КНР 6,7. В Дании, Великобритании, Нидерландах, Финляндии осушаемые земли составляют более 60% от обрабатываемых площадей, в ГДР, Египте, Индонезии, Италии, Пакистане, ПНР, Румынии, США, ФРГ, Швейцарии, Швеции, Югославии более 20%. Во всех странах ведутся постоянные работы по осушению новых земель и модернизации ранее построенных осушительных систем в соответствии с требованиями современной интенсификации земледелия.
Литература: Маслов Б. С., Станкевич В. С., Черненок В. Я., Осушительно-увлажнительные системы, М., 1981; Мурашко А. И., Сельскохозяйственный дренаж в гумидной зоне, М., 1982; Мелиорация и водное хозяйство. Справочник, т. 3 Осушение, М., 1985.
Использование осушенных земель в СССР, млн. га.
1970
1975
1980
1985
Всего осушённых сельскохозяйственных земель
7,35
10,06
12,55
14,61
Из них занято:
зерновыми культурами
1,42
2,22
3,04
3,53
техническими культурами
0,21
0,30
0,38
0,44
картофелем и овощами
0,21
0,27
0,33
0,37
кормовыми культурами
1,71
2,33
3,01
3,63
сенокосами и пастбищами
3,32
4,43
5,25
5,88
Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь. — М.: Большая Российская энциклопедия . В. К. Месяц (главный редактор) и др. . 1998 .