Система обработки склоновых, мелиорированных и вновь осваиваемых земель
1. Особенности обработки почв на склонах.
2. Обработка мелиорированных земель.
В склоновом земледелии обосновывают использование соломы и других растительных остатков, какую их часть следует использовать в животноводстве, а какую надо оставить на полях в качестве мульчи. В связи с необходимостью оставления части выращенной биомассы на полях заблаговременно устанавливают высоту среза растений при работе комбайном, решают, какой применять способ измельчения органических остатков.
Необходимо учитывать экологическую экспертизу сельскохозяйственной техники и технологии возделывания культур на склоновых землях с целью обеспечения защиты почв от эрозии, предотвращения сноса со склонов удобрений и нести пестицидов.
Сорта, возделываемые на склоновых землях, должны отличаться повышенной отзывчивостью на удобрения и дружно созревать, так как на склонах различной крутизны и экспозиции в пределах одного поля складываются различные условия вегетации культур. Экологические условия почв на склонах определяются целым рядом факторов.
Среди природных – важное значение имеет рельеф (экспозиция склонов), с которыми связано перераспределение тепла и атмосферных осадков. Склоны южной экспозиции при прочих равных условиях характеризуются более высоким радиационным балансом и менее благоприятными условиями увлажнения. Почва теряет влагу из-за высокой испаряемости и более бурного весеннего снеготаяния. На северные склоны поступает на I4% меньше солнечной энергии, чем на южную. Тот же эффект при освещении бугристых поверхностей по сравнению с ровной поверхностью. Продолжительность вегетационного периода растений одного и того же сорта, возделываемых на склонах разной экспозиции, различается па 7 – 15 дней.
Особенности обработки почв на склонах. В общем комплексе мероприятий по интенсификации почвозащитного земледелия важным фактором является рациональная обработка почвы склоновых земель. В условиях Нечерноземной зоны России при обработке дерново-подзолистых почв в одних хозяйствах стремятся создать мощный пахотный слой путем рыхления подпахотного горизонта с одновременным внесением больших доз органических и минеральных удобрений, извести; в других – минимализировать обработку. Но ни один отдельно взятый способ не может быть оптимальным. Очень важно применять разные меры противоэрозионной обработки с учетом конкретных условий рельефа, почв, погодных условий.
На склоновых землях увеличение урожая по более глубокой вспашке отличается неустойчивостью, а иногда его может не быть совсем. Это объясняется, с одной стороны, бедностью и истощенностью таких почв, а с другой – включением, а часто значительным припахиванием малоподвижного подпахотного слоя.
Традиционная отвальная обработка, проводимая в основном вдоль склона, совершенно недопустима в склоновом земледелии. Она усиливает водную эрозию, ведет к непроизводительным расходам влаги и питательных веществ, требует больших энергетических, трудовых и денежных затрат.
С ухудшением физических свойств уменьшается эрозионная устойчивость почвы. На поверхность выходят более уплотненные нижние горизонты с меньшим содержанием питательных веществ и водопрочных агрегатов.
На них не может образоваться густой полог культурных растений, способный противостоять эрозии. Кроме того, существенное увеличение плотности сложения, состояние скважности и ухудшение структуры почвы на эродированных землях приводят к быстрому их заплыванию, уплотнению, снижению непроницаемостью и глубины промачивания. Лишь применение глубокого безотвального рыхления позволяет устранить эти причины.
Система обработки почвы на склонахдолжна обеспечивать максимальное задержание осадков на месте их выпадения. Подготовка склоновых земель к обработке кроме образования водоотводящих борозд у вершин, должна предусматривать устранение формирующихся и прилегающих к полю оврагов. На землях в условиях мелкохолмистого рельефа необходимо учитывать, что на выпуклых и прямых склонах почвы менее увлажнены, чем на вогнутых или выпукло-вогнутых, а также ступеньчатых. Во избежание ухудшения технологических свойств почвы и ее потерь при смыве обработку почвы и последующие работы следует проводить по мере готовности полей.
Существует множество приемов устранения последствия процессов водной эрозии. Наиболее доступным из них является вспашка, культивация и рядовой посев сельскохозяйственных культур поперек склона, по возможности параллельно направлению горизонталей.
Один из наиболее эффективных почвозащитных приемов на склоновых землях при зяблевой обработке — рыхление без оборота пласта с сохранением на поверхности поля мульчи – слоя из стерни, растительных остатков. Для безотвального рыхления используют плуг со стрельчатыми рыхлящими лапами конструкции ЦНИИМЭСХ или серийными плоскорезами.
Простой и действенный прием обработки почв, в борьбе с водной эрозией – щелевание, проводимое на поле занятых посевами озимых культур, а так же на сенокосах и пастбищах. Хороший эффект, в основном за счет сокращения объема поверхностного стока, дает щелевание зяби при промерзании почвы на глубину 3 – 5 см. Однако на посевах озимой пшеницы при щелевании под посевы культуры получают лучшие результаты по сравнению со щелеванием промерзшей на глубину 3 см почвы. Это связано с тем, что в условиях Нечерноземья почва промерзает на глубину 5 см и более в течение 1 – 2 суток и поэтому время проведения приема на больших площадях крайне ограничено. Щелевание же почвы, промерзшей на глубину 5 – 7 см и более, вызывает значительные повреждения растений, существенно снижает урожай. Многолетние травы по тем же причинам лучше щелевать до начала периода осенних заморозков.
Проведение щелевания озимых и многолетних трав в рекомендуемые сроки меньше повреждает растения щелерезами и движениями тракторов, верхняя часть щели имеет малую ширину, снижается буксование тракторов.
На склонах со смытыми дерново-подзолистыми почвами эффективно осеннее чизелевание, которое увеличивает водопоглощающую способность. При проведении чизелевания в почве остается много пустот, способствующих накоплению влаги и снижению стока. Под действием этого приема улучшаются водно-воздушные свойства слоя почвы на глубину обработки, при этом на 0,06 – 0,15 г/см 2 уменьшается ее плотность, на 14—23% снижается твердость.
Положительное влияние на водно-физические свойств смытых дерново-подзолистых почв и урожайность полевых культур оказывает приспособление для нарезки узких вертикальных щелей на глубину 30 – 35 см (разработано Смоленским филиалом ТСХА), используемое в сочетании с плугам и сеялками. Углубление пахотного слоя позволяет разрушить уплотненную прослойку подпочвы, образующуюся при обработке на одну и ту же глубину.
Усилить противоэрозионную эффективность вспашки поперек склона можно кротованием. Для этого на плуги серийного производства устанавливают кротователи. Кротователи образуют в почве на глубине 35 – 40 см сеть глухих дрен диаметром 6 – 8 см с расстоянием между ними 70 – 140 см. Кротователь разрушает плужную подошву, образуя пористые щели и кротовины, улучшающие водно-воздушный режим почвы. Кротование в сочетании со щелеванием целесообразно применять при коренном улучшении сенокосных и пастбищных угодий. Кротованне-щелевание повторяют через 2 – 3 года, в зависимости от типа почвы.
Большой почвозащитный эффект на дерново-подзолистых, средне- и сильносмытых почвах комбинированной вспашки поперек склона (при крутизне свыше 40˚).
Принцип комбинированной вспашки состоит в том, что с одного навесного четырехкорпусного плуга снимают отвалы, за исключением отвала последнего корпуса, к которому крепят удлинитель для нарезки валиков при вспашке. Кроме того, на плуг устанавливают почвоуглубители на 10 – 15 см ниже полевой доски. Таким образом, получается безотвальная вспашка с рыхлением подпахотного горизонта. Ширина взрыхленных полос корпусами плуга без отвалов с сохранением стерни на поверхности вспаханной почвы между гребнями составляет 110 – 120 см.
Комбинированная вспашка зяби на склонах позволяет сохранить влагу, накопленную на зимний период; более чем в 2 раза уменьшить смыв почвы паводковыми водами и вдвое сократить потери основных питательных веществ с продуктами эрозии; повысить урожайность ячменя до 2 ц/га, озимой ржи до 5 ц/га.
Перспективный противоэрозионный прием зяблевой обработки почв на склонах различной крутизны, формата, расчлененности и сложности – плоскорезная обработка, которая имеет ряд преимуществ по сравнению с обычной отвальной. Почва защищается от размывающего действия дождей и талых вод растительными остатками, увеличивается поступление влаги, не уменьшается количество гумуса, повышается урожайность сельскохозяйственных культур.
В качестве орудий для такой обработки дерново-подзолистых почв можно применять плоскорезы –глубокорыхлители. Кроме того, в борьбе с водной эрозией полезны приовражно — балочиые насаждения
Максимально возможное снижение интенсивности эрозионных процессов на пахотных склонах обеспечивает почвозащитное контурно-мелиоративное земледелие. Главное его преимущество – наиболее полное рациональное использование земельных и водных ресурсов. Контурная организация территории дает возможность проводить обработку почвы и другие мероприятия на местности, позволяет почти полностью зарегулировать сток талых и ливневых вод и резко снизить смыв почвы.
Главнейшее не только агрономическое, но и экономическое требование к системе противоэрозионных мероприятий – сокращение потерь химических элементов за пределами биогеоценоза вследствие смыва почв, повёрхностного и внутри почвенного стока талых вод и перемещения их в нижележащие горизонты.
При высоком уровне интенсификации земледелия в Нечерноземной зоне РФ системы противоэрозионных обработок (обычная вспашка поперек склона на глубину 20 – 22 см, обычная + щелевание на 40 – 50 см и поверхностная – лущение на 8 – 10 см среднеэродорованной почвы в почвозащитном зернотравяном севообороте овес – ячмень с подсевом многолетних трав – многолетние травы первого года пользования – многолетние травы второго года использования – озимая пшеница) по-разному влияют на вынос элементов питания со смытой почвой, С увеличением нормы минеральных удобрений наблюдалась тенденция к возрастанию потерь питательных веществ с твердым стоком. Наибольшие потери элементов питания, особенно углерода, отмечались при поверхностной обработке почвы на склоне крутизной 8°.
Химические элементы со склоновых угодий теряются с поверхностным и внутрипочвенным стоком, а также вместе со смытой почвой. Так, потери химических элементов в условиях Московской области были наибольшими (до 700 кг/га) при поверхностной обработке н внесении NPK в дозе 60 ной 90 кг/га, наименьшее (до 150 кг/га) – при обычной вспашке не со щелеванием при тех же дозах удобрений. Наибольшие потери нитратных форм азота (45,8—65,9 кг/га) с поверхностным стоком талых вод отмечены при обычной и поверхностной обработках почвы, подвижных форм фосфора (6,5 – 7,5 кг/га) – при поверхностной, наибольшие потери калия то (39 – 36,7 кг/га) катионов кальция (62,6 – 67,3 кг/га) к углерода (123 – 238,6 кг/га) – также при поверхностной обработке.
С увеличением крутизны склона с 40 до 8° возрастают потери химических элементов с поверхностным стоком талых вод. При этом наблюдается преобладание в поверхностностекаемых водах крайне важного для плодородия почв элемента – кальция, что ухудшает физико-химические свойства пахотного слоя и приводит к увеличению его почвенной кислотности. Следовательно, проектируя работы по периодическому известкованию, в первую очередь надо вносить известь на склоновых дерново-подзолистых почвах.
Большинство противоэрозионных приемов обработки заметно уменьшают потеки питательных элементов. Так, безотвальная обработка почв, а также щелевание озимых и многолетних трав по сравнению со вспашкой поперек склона на глубину 20 – 22 см снижают потери азота, фосфора и калия на 51 – 54%, плоскорезная обработка почв – на 26 – 43, глубокая вспашка и почвоуглубление – на 39 – 42, обвалование зяби – на 22. Очень высоким природоохранным эффектом обладают на склонах гидрофизической сети и водорегулирующие и прибалочные лесные полосы и, лесонасаждения. Они способствуют интенсивному водопоглощению талых и ливневых вод, создают новый плодородный слой за счет смываемой с полей почвы. Кроме того, лесная подстилка – естественный фильтр, очищающий поверхностный сток воды от загрязнения химикатами. Сток склоновых вод перехватывают нагорными каналами и сбрасывают его в магистральный канал или в водоприемник.
Грунтовый и грунтовонапорный потоки перехватывают ловчими каналами и вертикальным дренажем в сочетании с ловчими каналами. Глубина ловчего канала находится в пределах 2,5 – 3,5 м. Ловчие каналы располагают по границам выклинивания грунтовых вод.
Система двустороннего регулирования влажности почвы. В Нечерноземной зоне сельскохозяйственные культуры страдают не только от избытка, но и от недостатка воды. Здесь бывают часто засушливые годы и периоды, когда растения испытывают дефицит влаги. Дефицит влагозапасов усугубляют низкая влагоемкость преобладающих минеральных почв и высокий процент малодоступной растениям влаги в торфяных почвах.
На осушаемых почвах в увлажнении в первую очередь нуждаются овощные и кормовые культуры, культурные пастбища и сенокосы, картофель и некоторые технические культуры. Потребность в увлажнении появляется преимущественно при недостатке атмосферных осадков в период максимального водопотребления растений.
Система двустороннего регулирования влажности почвы состоит из двух частей: осушительной – для отвода избыточных вод и увлажнительной – для подачи воды в корнеобитаемый слой почвы. Система включает в себя регулирующую, ограждающую и проводящую сеть, гидротехнические сооружения, водоприемники и водоисточники, дорожную сеть, эксплуатационные устройства и мелиорируемые земли.
Источник
Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru
Агрономия, земледелие, сельское хозяйство
Home » Земледелие » Обработка почв, подверженных водной эрозии
Популярные статьи
Обработка почв, подверженных водной эрозии
Причиной проявления водной эрозии является сток дождевых и талых вод, под действием которого происходит смыв и размыв пахотного слоя и разрушение плодородия почвы. Токи воды уносят на наиболее ценные илистые и коллоидные фракции почвы, растворимые гумусовые и питательные вещества.
Главными задачами обработки почвы, подверженных водной эрозии являются:
- придание мелкокомковатой структуры и рыхлого состояния почвы для улучшения водопроницаемости и поглощения влаги;
- создание на поверхности склона определенного микрорельефа;
- уменьшение смыва почвы с поверхностными стоками воды и накоплением ее в почве;
- углубление пахотного слоя;
- разрушение плужной «подошвы».
Противоэрозионные приемы можно условно разделить на две группы:
- приемы, увеличивающие водопроницаемость и фильтрующие воду;
- приемы, создающие на поверхности микрорельеф для задержания стока воды и смыва почвы.
Противоэрозионные приемы обработки, увеличивающие водопроницаемость и просачивание воды в почву
К противоэрозионным приемам обработки почвы, увеличивающим водопроницаемость и просачивание воды, относят:
- вспашку поперек склона,
- вспашку плугами с почвоуглубителями или с вырезными отвалами;
- глубокую безотвальную обработку,
- щелевание,
- кротование.
Приемы основной обработки склоновых земель зависят от увлажнения, свойств пахотного слоя почвы и подстилающих пород, смытости почвы, угла склона.
Вспашку поперек направления склона проводят при уклоне до 3° при прямоугольной конфигурации поля. На сложных склонах вспашку выполняют по горизонталям, повторяющим контуры склона, называемую также контурной обработкой.
Согласно данным ВолжНИИГиМ, даже обычная вспашка поперек склона препятствует сток воды. Величина стока в значительной мере зависит от глубины вспашки. При глубокой поперечной вспашке благодаря большему сохранению воды в почве увеличивается урожайность зерновых культур на 0,2-0,3 т/га.
При контурно-мелиоративной организации площади поля обрабатывают в направлении линейных водорегулирующих рубежей, например, валов-террас, дорог, водотоков, лесных полос и т.п.
Агротехнические требования к вспашке склоновых земель:
- соблюдение контурности борозд и гребней,
- поддержание проектной высоты валов (0,4-0,5 м) и их нормального профиля,
- соблюдение глубины обработки,
- обеспечение хорошего крошения пласта,
- предохранение от механического повреждения залуженных водотоков, гидролесомелиоративные и других сооружений.
Значение имеют качество заделки удобрений, дернины, растительных остатков, а также выравнивание развальных борозд.
Образуемые при вспашке гребни и борозды поперек склона служат препятствием на пути стока воды вниз по склону, замедляя его скорость. В результате задержания и проникновения воды в почву, поверхностный сток сокращается в 3,5 раза. Согласно обобщенным экспериментальным данным, сток талых вод сокращается на 77-94 м 3 /га, в годы с продолжительным снеготаянием и недостаточным увлажнением почвы — до 200 м 3 /га по сравнению со вспашкой вдоль склона. При этом урожайность зерновых культур возрастает на 0,15-0,2 т/га.
Глубина и способ обработки зависят от уклона. Участки, расположенные в нижней части склона, где угол меньше и более гумусирован верхний слой, вспашку проводят на глубину гумусового горизонта. Почва верхней части склона характеризуется большей смытостью, поэтому применяют вспашку с почвоуглублением или безотвальную обработку.
Односторонние склоны вспахивают по прямоугольным загонам, располагаемых поперек склона. Поля со сложным склоновым рельефом разбивают на участки неправильной формы, учитывая направление и крутизну, которые вспахивают отдельно навесными или оборотными плугами. При этом оборот пласта должен быть в направлении верхней части склона, а почва не перемещалась вниз по склону.
Вспашка плугами с почвоуглубителями, с вырезными и безотвальными корпусами эффективна на средне- и сильносмытых почвах с маломощным гумусовым слоем до 20 см.
При контурной вспашке дополнительно проводят рыхление подпахотного слоя почвы без выноса ее на поверхность. Исследования, проведенные на темно-серой тяжелосуглинистой лесной почве совхоза «Каширский» в Московской области, показали, вспашка с почвоуглублением до 27 см позволила уменьшить смыв почвы на полях с уклоном 3-5° в 5 раз и повысить урожайность ячменя на 0,3 т/га по сравнению со вспашкой на 20-22 см. Наилучшие результаты (120 м 3 /га) этот прием дает на склоновых землях Центрально-Черноземной.
Источник