Защита почв от эрозии
Ветровая эрозия почвы наносит большой ущерб сельскому хозяйству, особенно на карбонатных черноземах и каштановых почвах, а также на других типах почв легкого гранулометрического состава.
Ветровую эрозию подразделяют на два вида:
1) Пыльные, или черные бури;
2) Местная, или повседневная, эрозия.
Во время пыльной бури сильный ветер поднимает мелкие частицы почвы на большую высоту, а над поверхностью земли проносится большое количество мелких комочков или песчинок. Пыльные бури выдувают плодородный слой почвы, повреждают и уничтожают посевы на значительных площадях. Местная эрозия проявляется в виде поземки. Мелкие комочки почвы и песчинки перекатываются по поверхности почвы, засекая растения.
Проявляется ветровая эрозия не только весной, но и зимой. Сильные ветры сдувают с полей снег. Обнаженная почва подсыхает и сносится вместе со снегом с одного поля, образуя земляные наносы в других местах.
Многолетние исследования, проведенные Всесоюзным НИИ зернового хозяйства и другими опытными учреждениями, показали, что поля, поверхность которых состоит из большого количества (не менее 50%) прочных комочков почвы крупнее 1-2 мм в диаметре, не подвергаются эрозии. Частицы диаметром менее 1 мм сильным ветром перекатываются по поверхности почвы, частично разрушаются. Наиболее опасные в эрозионном отношении — частицы почвы диаметром 0,1-0,5 мм. Они обладают наибольшей разрушительной силой, так как перемещаются с места на место скачкообразно, разбивают более крупные комки, повреждают посевы, губят урожаи. Частицы размером 0,1 мм и менее сильными ветрами переносятся над почвой на далекие расстояния, образуя наносы у различных препятствий, причиняя также огромный вред сельскому хозяйству.
Основная причина ветровой эрозии в степных районах — несовершенная обработка почвы, в частности ежегодная вспашка с заделкой стерни, применение дисковых лущильников и гладких катков.
Ученые Всесоюзного НИИ зернового хозяйства под руководством академика ВАСХНИЛ А. И. Бараева в содружестве с научными сотрудниками институтов Казахстана, Сибири, Зауралья и других районов страны разработали почвозащитную систему земледелия для степных районов страны, которая надежно защищает почву от ветровой эрозии и обеспечивает значительное повышение урожаев.
В основу почвозащитной системы земледелия положено коренное изменение обработки почвы:
1) Отказ от применения плуга и других почвообрабатывающих орудий, заделывающих растительные остатки;
2) Обработка почвы орудиями плоскорезного типа, сохраняющими на поверхности почвы стерню и другие растительные остатки;
3) Введение и освоение почвозащитных севооборотов с полосным размещением посевов однолетних культур и многолетних трав;
4) Размещение паров на полях полосами между полосами зерновых культур;
5) Создание кулис на чистых парах;
6) Посев стерневыми сеялками;
7) Применение гербицидов.
Исследования Всесоюзного НИИ зернового хозяйства и производственные опыты, проведенные в совхозах и колхозах Казахстана, Сибири, Зауралья и других районов, показали, что наиболее надежное средство защиты почв от эрозии — сохранение пожнивных остатков на поверхности поля, а также улучшение структуры почвы, что способствует накоплению и сохранению в ней влаги. Стерня зерновых культур уменьшает скорость ветра на поверхности поля, способствует накоплению снега, что предохраняет почву от глубокого промерзания. На полях с сохраненной стерней лучше поглощаются весенние талые воды и уменьшаются потери влаги почвой от испарения и выдувания.
Для сохранения стерни на поверхности поля обработку почвы проводят орудиями с плоскорежущими рабочими органами. При основной обработке почвы (на 20-30 см) с сохранением стерни используют глубокорыхлители или культиваторы-плоскорезы-глубокорыхлители. Для неглубокой поверхностной обработки почвы с оставлением стерни применяют культиваторы-плоскорезы. При обработке поля этими орудиями на поверхности поля остается 70-90% стерни.
Для противоэрозионной обработки почвы применяют также штанговый культиватор, рабочий орган которого представляет собой горизонтальную штангу, вращающуюся под поверхностью почвы на глубине 6-7 см.
Для послеуборочного осеннего и ранневесеннего рыхления стерневых фонов, закрытия влаги и заделки семян сорняков используют игольчатые бороны с рабочими органами типа ротационной мотыги. Эта борона может работать при любом количестве стерни и соломы на поле. Она сохраняет стерню (до 85%), хорошо рыхлит и выравнивает почву.
Установлено, что в полях севооборота целесообразно чередовать более глубокое рыхление глубокорыхлителями с мелкой обработкой культиваторами-плоскорезами. Например, в пятипольном севообороте рекомендуется рыхлить паровое поле глубокорыхлителями на глубину 25-27 см, а под третью культуру после пара — на 20-22 см; под вторую и четвертую культуры поле обрабатывают культиватором-плоскорезом на глубину 10-12 см.
Для посева зерновых культур по паровому полю, не засоренному сорняками, целесообразно использовать прессовую сеялку, для посева второй, третьей и последующих зерновых культур после пара применяют сеялки-культиваторы, которые выполняют одновременно предпосевную обработку почвы, посев, внесение удобрений и прикатывание засеянных рядков. На переувлажненных почвах более эффективен лущильник-сеялка.
По данным А. И. Бараева и Э. Ф. Госсена, в опытном хозяйстве Всесоюзного НИИ зернового хозяйства в среднем за десять лет урожайность яровой пшеницы по осенней плоскорезной обработке в сравнении с осенней вспашкой плугами была выше на 0,48 т/га. По данным Кустанайской областной сельскохозяйственной опытной станции, сохранение стерни на поверхности почвы позволяет накопить снега почти в 2 раза больше, чем при отвальной обработке зяби. Прибавка урожая яровой пшеницы в среднем за десять лет составила 0,38 т/га. Однако на легкосуглинистых и супесчаных почвах стерня не может полностью защитить почву от эрозии. На таких почвах в борьбе с ветровой эрозией эта станция рекомендует наряду с безотвальной обработкой применять полосное размещение культур. Полосы шириной 30-50 м засевают яровой пшеницей, а буферные полосы шириной 30 м — житняком с донником. Применение полосного размещения культур позволяет накопить снега значительно больше, чем при отсутствии полос, и снижает ветровую эрозию не только весной, но и зимой.
На Павлодарской опытной станции по защите почв от эрозии разработан и применяется комплекс противоэрозионных мероприятий. Введены почвозащитные севообороты с полосным размещением культур. В почвозащитных севооборотах полосы однолетних культур и кулисного пара чередуют с полосами многолетних трав (люцерна или эспарцет в смеси с житняком). При этом ширина защитных и защищаемых полос одинакова и не превышает на песчаных почвах 50, а на легкосуглинистых — 100 м. Здесь полосы размещают поперек господствующих ветров. Почву обрабатывают плоскорезами с оставлением стерни на поверхности. На паровом поле выращивают кулисы из горчицы для накопления снега и защиты почвы от выдувания. При уборке зерновых оставляют высокую стерню и разбрасывают на полях солому. Подбирают засухоустойчивые культуры и сорта, широко проводят борьбу с сорняками химическими средствами, а число механических обработок почвы уменьшают. Участки, непригодные для выращивания однолетних культур, залужают. Применение комплекса почвозащитных мероприятий на Павлодарской опытной станции позволило предупредить эрозию и получить высокие урожаи возделываемых культур.
Для борьбы с ветровой эрозией и дополнительного накопления снега в степных районах Сибири и Казахстана, кроме приемов безотвальной обработки почвы, целесообразно оставлять на зяби кулисы из стерни с более высоким срезом и высевать кулисы из подсолнечника и горчицы. По данным опытных учреждений, совхозов и колхозов Северного Казахстана, на кулисном пару накапливается в 2-3 раза больше снега и урожайность повышается на 0,4-0,7 т/га.
Многолетний опыт земледелия в Казахстане и Сибири показывает, что в районах ветровой эрозии чистые пары, идущие под яровую пшеницу, также следует обрабатывать безотвальными орудиями типа плоскорезов, чтобы в течение всего периода парования сохранить на поверхности пожнивные остатки и создать лучшие условия для поглощения и сохранения зимних и весенне-летних осадков.
На легких и сильно распыленных почвах пар обрабатывают полосами. Для этого поля, отводимые под пар, делят на полосы шириной 100-200 м, в зависимости от гранулометрического состава почвы. Часть из них оставляют под паром, а остальные засевают зерновыми культурами. На следующий год пар и зерновые растения меняют местами. Зимой на стерневых и паровых полосах более равномерно накапливается снег. Оставшаяся стерня после уборки зерновых культур снижает скорость ветра и оказывает защитное влияние на смежные паровые поля. Полосы нарезают поперек господствующих ветров.
В южных районах многолетние травы, и в первую очередь люцерна в чистом виде или в смеси с многолетними злаковыми травами, — важное средство для борьбы с эрозией. Для предотвращения пыльных бурь здесь используют полезащитные лесные полосы, полосные посевы многолетних трав и однолетних культур, буферные посевы многолетних трав и культур сплошного сева, чередование вспашки с безотвальной обработкой почвы с сохранением стерни на поверхности.
Для защиты от ветровой эрозии распыленных черноземов и каштановых почв, особенно песчаных и супесчаных их разностей, большое значение имеет применение комплекса агротехнических мероприятий, направленных в первую очередь на уменьшение скорости ветра в приземном слое воздуха. На черноземах и каштановых почвах юга для борьбы с ветровой, а также и водной эрозией углубляют вспашку до 27-30 см и более. При этом из подпахотного слоя выворачиваются и примешиваются к верхнему слою структурные водопрочные агрегаты, обеспечивающие устойчивость почвы к ветровой эрозии. Глубокую вспашку проводят периодически, чередуя ее с обычной.
В засушливой зоне южного земледелия, где озимую пшеницу сеют после стерневого предшественника, можно применять безотвальную обработку плоскорезом. При этом на карбонатных и каштановых почвах сохраняется 80% стерни, что способствует уменьшению скорости ветра в приземном слое почвы в 1,5-2 раза по сравнению с обычным паром и накоплению влаги на 150-200 м 3 /га больше, чем при вспашке обычными отвальными плугами. Стерня здесь служит своего рода мульчей — улучшает впитывание в почву талой и дождевой воды, снижает потери влаги от испарения и выдувания.
В степной части Украины, на Северном Кавказе и в Молдавии для борьбы с ветровой эрозией важное значение имеет замена чистых паров занятыми кукурузой с междурядьями до 210 см. На таких парах озимая пшеница будет хорошо защищена оставленными на зиму стеблями кукурузы.
На уменьшение ветровой эрозии почвы большое влияние оказывает растительный покров. Хорошо раскустившиеся с осени всходы озимой пшеницы выдерживают пыльные бури без повреждения, и почва не выдувается. Важно проводить посев в оптимальные сроки и соблюдать необходимую норму высева. Такие посевы лучше защищают почву от выдувания.
Залужение сильно эродированных земель предотвращает развитие водной и ветровой эрозии. На востоке страны для залужения в первую очередь используют житняк ширококолосый и узкоколосый, эспарцет песчаный и донник желтый. Смеси этих многолетних трав дают большие урожаи сена высокого качества или зеленой массы.
Для успешной борьбы с водной или ветровой эрозией необходимо применять комплекс мероприятий. Для каждого района, совхоза, колхоза, поля и даже отдельного участка разрабатывают эффективные противоэрозионные мероприятия в наилучшем их сочетании. Так, на Новосильской зональной агромелиоративной опытной станции Орловской области накоплен богатый опыт борьбы с водной эрозией. Здесь на площади 700 га внедрен противоэрозионный комплекс, включающий организационно-хозяйственные, гидротехнические, лесомелиоративные и агротехнические мероприятия. Эрозия почв прекращена на всей площади, и урожай зерновых культур увеличился более чем в 3 раза. Земли этой станции разбиты на категории в зависимости от уклона и смытости. Склоны с несмытыми и малосмытыми почвами отведены под полевые севообороты, а сильносмытые — под почвозащитные севообороты. Лощины и балки залужены и используются под пастбища с рациональным пастбищеоборотом. Зяблевую обработку проводят отвальными и безотвальными плугами на глубину 27-30 см поперек склонов. Боронование, культивацию, посев также ведут поперек склона. На всю площадь эродированных почв вносят органические и минеральные удобрения.
В Ставропольском крае большое значение придается комплексу приемов защиты почв от эрозии применительно к природным условиям различных зон края. Большое внимание уделяют внедрению специальных почвозащитных севооборотов на склонах, в которых более половины полей отводят под многолетние травы, а пропашные культуры, как правило, исключают или они занимают небольшие площади. В комплекс почвозащитных агротехнических мероприятий входит обработка и посев поперек склона, полосное размещение посевов, нарезка валиков по горизонтали, обработка поля с оставлением стерни на поверхности, залужение балок и оврагов.
Совхоз Ростовской области по праву называют хозяйством высокой культуры земледелия и устойчивых урожаев. Здесь пыльные бури повторяются через каждые 2-3 года, зимой метели длятся 10-12 дней, ветры дуют со скоростью 15-20 м/с. Однако вреда посевам пыльные бури не причиняют. Для борьбы с эрозией в совхозе наряду с полезащитными насаждениями установлено правильное чередование культур в севооборотах, применяют специальные агротехнические мероприятия.
Опыт передовых колхозов и совхозов Казахстана, Сибири, Алтая, Зауралья, Поволжья и других районов страны подтверждает, что почвозащитная система земледелия — наиболее эффективный метод защиты почв от ветровой эрозии. При такой системе земледелия даже в острозасушливые годы в степных районах Казахстана и Сибири получают 1,1-1,2 т зерна, а в лучшие по осадкам годы — 2 т и более с 1 га.
Особенности ирригационной эрозии.
Ирригационная эрозия почвы проявляется под влиянием стока оросительных вод при поливе по бороздам в условиях сложного (волнисто-холмистого) рельефа. Размеры ее зависят от крутизны, экспозиции и формы склона, типа водосбора и его площади, глубины местных базисов эрозии и свойств почвы. Установлено, что в результате ирригационной эрозии при неправильном использовании орошаемых земель ежегодно теряется около 100-150 т почвы с 1 га. С этим количеством почвы уносится около 0,8-1 т гумуса, примерно 100-120 кг азота и 110-165 кг фосфора. Ухудшаются физические и другие свойства почвы. На почвах, подверженных ирригационной эрозии, сельскохозяйственные культуры растут и развиваются неравномерно, их урожайность снижается. Такой эрозии подвержены значительные площади орошаемых земель, например в Средней Азии свыше 1,5 млн га.
Для устранения ирригационной эрозии рекомендуют следующие приемы:
1) Нарезку на склонах поливных борозд по наименьшему уклону не глубже 10-12 см;
2) При увеличении уклона с 2 до 6° уменьшение длины борозд с 150 до 100 м и полив струей от 0,1 до 0,05 л/с;
3) На тяжелых почвах щелевание междурядий хлопчатника;
4) На склонах с легкими почвами орошение дождеванием;
5) Повышение доз удобрений на смытых почвах на 25-40% по сравнению с несмытыми;
6) Освоение хлопково-люцерновых севооборотов с трехлетней люцерной. По истечении срока действия распашки трехлетней люцерны на средне- и сильносмытых почвах выращивают сидеральные культуры или вносят органические удобрения (30- 40 т/га).
Опыт передовых хозяйств Узбекистана, Таджикистана и Киргизии подтверждает, что указанное сочетание агроприемов обеспечивает надежную защиту почв от ирригационного смыва.
Источник