Мелиорация орошаемых земель

– На почву влияет целый ряд факторов: почвообразующая порода, климат, растения, животные, деятельность человека, – отмечает Сергей Семененко. – Последний фактор играет заметную деструктивную роль в почвообразовании. Сельскохозяйственное производство интенсивного типа оказывает на почву особо сильное негативное влияние. Это хорошо заметно при искусственном орошении пропашных культур на склоновых землях. Потери поливной воды могут составлять в этом случае до 60% от оросительной нормы. Это влечет за собой смыв гумусированного горизонта, восстановление которого затруднено длительностью и чрезвычайной дороговизной процесса. К сожалению, ведение аграрного бизнеса людьми без соответствующих знаний, получившими землю в частное пользование, приводит к стремительной деградации этой земли.

 

Типы техногенного агроэкологического воздействия на почву

 

В ходе возделывания сельскохозяйственных культур человек оказывает серьезную нагрузку на почву. Воздействие делится на три типа: 

 

1. Техническое. Основано на воздействии сельхозтехники при основной и специализированной обработке почвы.
2. Химическое. Вызвано нагрузкой на почву при применении пестицидов, минеральных и органических удобрений, регуляторов роста растений и т.п.
3. Гидромелиоративное. Основано на выборе техники полива, водной нагрузке на орошаемые земли,  и качеством воды, особенно при орошении сточными водами.

 

Основным способом орошения в нашей стране является дождевание. Однако характеристики дождевальных машин и условия их применения не идут на пользу экологическому равновесию и плодородию почв, считает специалист. Основная проблема такого способа орошения – поверхностный сток невпитавшейся воды, который выносит плодородные частицы почвы. Происходит переформирование микрорельефа поля, снижение плодородия и неравномерное снабжение растений влагой. Создание дождевальной техники с гибко задаваемыми параметрами на сегодняшний день в стране невозможно – в силу дороговизны такого проекта.

 

Расчет нормы полива

 

– На сегодня наиболее целесообразна разработка не новой дождевальной техники, а агромелиоративных мероприятий, – уверен Сергей Семененко. – Поскольку динамика эрозионных процессов зависит от совокупности нескольких факторов, мы можем пытаться влиять на них. Факторы, о которых мы говорим, – размер поливной нормы, интенсивность дождя, длительность полива, энергетические характеристики дождя, уклон поверхности поля и его шероховатость, агротехнические свойства почвы, культура и т.п.

 

Размер поливной нормы рассчитывают по методике академика А.Н. Костякова из условия доведения влажности почвы до наименьшей влагоемкости активного слоя почвы, где расположено 90% корневой массы растений. Формула такая:

 

m=100H( нв – пп), где

 

• m – поливная норма, м3/га, 
• Н – глубина расчетного слоя почвы, м; 
• – плотность почвы в слое Н, т/м3;
• нв – наименьшая влагоемкость, % от массы сухой почвы
• пп – влажность почвы перед поливом, % НВ 
• НВ – наименьшая влагоемкость, количество влаги, которое почва может удержать без стекания в нижележащие горизонты.

 

Для основных культур размер поливной нормы по данной формуле составляет от 400 до 800 м3/га. Применение дождевальных машин с высокой интенсивностью дождя и значительные уклоны приводят к тому, что поверхностный сток начинается при выдаче поливной нормы 100-250 м3/га. Общая величина стока достигает 10-60% и более от поливной нормы.

 

При нарушении баланса между подачей и впитыванием воды образуются лужицы в микропонижениях рельефа. Они перетекают в другие лужи, что приводит к образованию поверхностного стока по общему уклону местности, а он, в свою очередь, вызывает плоскостную, струйчатую или овражную эрозию полей.

 

Безопасная поливная норма

 

Главным экологическим ограничением поливной нормы считают выполнение полива только до момента начала возникновения поверхностного стока, включая стадию безнапорного впитывания и фазу аккумуляции воды в микропонижениях, объясняет Сергей Семененко. Такая поливная норма называется достоковой, и для легкого суглинка она составляет 610-900 м3/га, для среднего суглинка – 310-600 м3/га, для глинистых почв – 210-300 м3/га. Эти цифры ориентировочные и применимы только для безуклонных полей.

 

В случае эрозионно-опасных полей необходимо применять уменьшающие коэффициенты, учитывающие уклон поля, состояние агрофона, выращиваемую культуру и структурность почвы. Основным фактором, влияющим на объем стока, является поливная норма, при уменьшении которой с 800 до 200 м3/га поверхностный сток уменьшается с 130 м3/га до 9 м3/га. Доказано, что при прочих равных условиях, при увеличении крутизны склона втрое, смыв увеличивается в 2-13,7 раз. 

 

Растительный покров защищает почву от эрозии, причем степень защиты зависит от культуры и фазы ее развития. Основные культуры по этому признаку делятся на три группы :

 

1. Не способствующие эрозии и имеющие защитный характер (многолетние травы)
2. Умеренно и слабо способствующие эрозии (озимые зерновые, зернобобовые, силосные)
3. Сильно способствующие эрозии (пропашные)

 

Поскольку сток смывает почву и приводит к заилению и загрязнение водоемов и грунтовых вод, в каждом конкретном случае надо определить объем допустимого твердого стока для безопасного полива. 

 

Почвозащитные приемы в орошении

 

Чтобы успешно сохранять и восстанавливать плодородие орошаемых почв, вы должны запланировать и планомерно проводить целый ряд мероприятий, которые могут быть разделены на четыре группы:

 

1. Технические

 

• уменьшение интенсивности дождя
• уменьшение высоты падения капел
• уменьшение диаметра капель
• доведение угла падения до 90 градусов
• уменьшение размеров колеи дождевальных машин
• уменьшение стока воды по колее
• переход на низконапорные оросительные системы
• использование новых конструкций дождевальных машин

 

1. Технологические

 

• изменение интенсивности дождевания
• использование прерывистого полива
• уменьшение поливных норм с увеличением числа поливов
• проведение первых поливов достоковой поливной нормой
• уменьшение использования орошаемых земель в соответствии с падением их плодородия
• использование дифференцированного по фазам развития ратений полива
• чередование поливов и увлажнение то верхних, то нижних слоев почвы
• уменьшение расчетной поливной нормы на 5-10% (эрозионно-допустимая норма)

 

1. Агромелиоративные

 

• Повышение впитывающей способности почвы (глубокая вспашка, предпосевная обработка, внесение разрыхлителей, сидератов и т.д)
• Внесение органо-минеральных удобрений
• Щелевание и кротование почв
• Увеличение нормы высева и увеличение высоты скашиваемых трав
• Пунктирное щелевание пропашных культур при нарезке прерывистых борозд

 

1. Организационные

 

• Увеличение доли содержания в севообороте многолетних трав
• Проектирование направления движения дождевальной техники с учетом топографии поля

Полную версию live-беседы с Сергеем Семененко можно посмотреть здесь

Другие выпуски live-бесед со специалистами ФГБНУ ВНИИОЗ можно увидеть здесь