Особенности осушения минеральных переувлажненных почв Нечерноземной зоны с низкой водопроницаемостью

поверхностного стока

Используют следующие приёмы для ускорению поверхностного стока -

планировка, профилирование, гребневание, квали.

Планировка- в районе почв с низким коэффициентом фильтрации должна

проводиться очень осторожно ; хорошо зарекомендовала себя кулисная

планировка.

Профилирование- придание поверхности определённого уклона.

Узкозагонная пахота (вспашка в свал) - при этом приёме формируются

разъёмные борозды. По ним вода отводится за пределы осушаемой территории.

Грядование и гребневание - приём, направленный на осушение

территории при помощи увеличения её испаряющей поверхности .

Квали - представляют собой выпуклые гряды , а между ними проходят

небольшие каналы или разъёмные борозды. Эффективнее всего их использование

в сочетании с дренажной сетью. Используют их в основном в странах

субтропического климата.

5.2. Агромелиоративные мероприятия по ускорению

внутрипочвенного стока

В основном применяют три приёма : кротование, глубокое

мелиоративное рыхление, чизелевание.

Кротование - приём, направленный на пере- распределение почвенной

влаги, находящейся в избытке в верхних слоях почвенного профиля, в нижние

горизонты , и их аэрацию . Кротовины создают обычно на глубине 40-60 см

(Зайдельман, 1996). «Кротовые дрены прокладывают кротодренажными машинами с

уклоном 0,02 - 0,002. Длина дрен может быть равна 50-200 м. Кротовый дренаж

без крепления стенок применяют преимущественно на тяжёлых глинистых и

торфяных почвах. В последнее время стенки дрен начали укреплять путём

введения в них суспензий хорошо разложившегося торфа, раствора сульфата

железа, цемента и раствора других специальных составов. Кротовые дрены

подсоединяют или к открытым каналам или к собирателям закрытого типа. Устья

кротовых дрен выходящие в собиратель, укрепляют гончарными или бетонными

трубками» (Дьяконов, Аношко, 1995). Кротование проводится вместе с пахотой

или отдельно от пахоты.

Глубокое мелиоративное рыхление- Возможен также приём глубокого

мелиоративного рыхления. «В настоящее время в отечественной и мировой

практике применяются три разных типа рыхлителей: 1)Глубокие жёсткие

рыхлители пассивного действия, 2)активные рыхлители с подвижным лемехом,

совершающим возвратно-поступательные движения в вертикальной плоскости и

обеспечивающим лучшее рыхление почв при меньшем тяговом усилии, и 3)

рыхлители пневматического действия ... (Зайдельман, 1986). Задача глубокого

мелиоративного рыхления почв с близким залеганием к поверхности водоупорных

горизонтов состоит в «изменении неблагоприятных физических свойств

подпахотных горизонтов на глубину 0,6 - 1,0 м, в переводе поверхностного

стока во внутрипочвенный и его ускорение.» (Зайдельман, 1986). Другими

словами в задачи глубокого мелиоративного рыхления почв с водоупорным

иллювиальным горизонтом входит рыхление водоупорного горизонта с целью

обеспечения связи гравитационной влаги, находящейся в верхних слоях

почвенного слоя, с дренажной системой. В противном случае такая связь будет

осуществляться только через редкие ходы червей, скорость её прохождения

будет значительно меньшей и неблагоприятные условия для растений - застой

влаги - отразятся на урожае с данного участка.

«Тяжёлые почвы с выраженными иллювиальными и элювиальными

горизонтами занимают огромные площади в России и за рубежом. Их автоморфные

и гидроморфные варианты, выделяемые в национальных классификациях как

подзолистые, бурые лессивированные, подзолисто - болотные, псевдоглеи и

т.д., обладают одним несомненно общим свойством- чёткой дифференциацией

профиля на верхнюю относительно проницаемую и нижнюю- водоупорную и плотную

зоны. Это позволяет признать, что по гидрологическому режиму

рассматриваемые почвы должны иметь определённое сходство. » (Зайдельман,

1998).

Глубокое мелиоративное рыхление улучшает водопроницаемость

суглинистых и глинистых почв, а также улучшает плотность сложения почвы.

Следует опасаться неправильного применения глубокого мелиоративного

рыхления : при использовании его на заболоченных бездренажных почвах

условия для сельскохозяйственных работ становятся хуже и обычно снижается

урожай .

При сплошном рыхлении рыхлится вся толща почвы, а при сплошном

рыхлении-кротовании создаются кротовины ниже зоны рыхления .

Повторное рыхление осуществляют через 4-5 лет после капитального

строительства. Проводится оно на глубину 0,4 м.

Чизелевание - мероприятие, направленное на разрушение уплотнённых

горизонтов , находящихся под пахотным слоем до глубины 40- 45 см, и

осуществляющееся с помощью специальных чизельных плугов (Зайдельман, 1996).

Говоря о почвах Нечернозёмной зоны, нужно отметить, что основным

объектом глубокого мелиоративного рыхления здесь служат суглинистые и

глинистые почвы, коэффициент фильтрации которых в слое 30- 80 см менее 0,2

- 0,3 м/сут. Разрыхлённые почвы здесь известкуются с целью улучшения их

физических свойств. Кроме того с этой же целью в них вносят органические и

минеральные удобрения. Почвы здесь формировались, как отмечалось выше, на

суглинистых и глинистых покровных, моренных, озёрно-ледниковых,

аллювиальных слабоагрегированных породах.

Эти почвы по применению глубокого мелиоративного рыхления делят на

3 группы :

1) Почвы на карбонатных мелкозёмистых породах ; материнской породой

здесь служат элювий пермских отложений, озёрно-ледниковые

карбонатные отложения, в том числе и ленточные глины. Эти почвы

не требуют внесения извести . В эту группу можно отнести

пойменные тяжёло иловато-глеевые, дерново-глеевые слитые почвы.

2) Кислые суглинистые и глинистые почвы , супесчаные почвы на

двучленных водно-ледниковых отложениях. На глубине 30- 40 см

эти почвы подстилаются суглинками и глинами.

3) Почвы на которых проведение глубокого мелиоративного рыхления

нецелесообразно. К таким почвам принадлежат пойменные дерновые

зернистые, торфяные почвы, болотно-подзолистые почвы на

тонкослоистых кислых ленточных глинах, почвы, содержание камней

в которых превышает 1% , т.е. 100 м3/га, или если содержащиеся в

почве камни превышают размер 0,3м.

6 . Агрономические мероприятия

Существуют и другие проблемы. Так, при влажности равной или выше 75

% полной влагоёмкости, колёсные трактора и другая колёсная техника резко

снижает скорость передвижения по такой почве, что делает более трудоёмким

сельскохозяйственные работы: машины испытывают затруднения или при этом

полностью исключается возможность их перемещения по полю.

При такой ситуации в дренаж вода не поступает, а почва, по которой

ведутся сельскохозяйственные работы, не способны обеспечить эффективное их

проведение. Это положение обычно на дренированных тяжёлых болотно-

подзолистых почвах Нечерноземья. Для борьбы с такой ситуацией,

следовательно, должен применяться комплексный подход гидротехнических,

агромелиоративных и агрономических мероприятий, направленных на осушение

таких территорий. Конкретно они заключаются в сбросе поверхностных вод,

восстановлении гидравлической взаимосвязи переувлажнённого пахотного слоя с

дренажной системой, усиление испарения с поверхности данной территории за

счёт увеличения её площади, использовании травопольных севооборотов,

удобрений и, как следствие, получение высоких урожаев с целью

оструктуривания и увеличения мощности пахотного слоя данных почв.

Тяжёлая техника не должна использоваться на данной территории, т.к.

её применение приведёт к обесструктуриванию верхнего слоя (пахотного слоя).

По этим причинам лучше использовать трактора с небольшим давлением на

почву. Примером таких машин могут служить «трактора колёсного типа К-701, Т-

150 на удвоенных скатах, полугусеничные и гусеничные машины, оказывающие

удельное давление не более 80 - 120 кПа.» (Зайдельман, 1996).

Наравне с проблемой негативного воздействия тяжёлой техники на

почву, видна проблема «резкого ухудшения гидрологического состояния

бесструктурных дерново- подзолистых почв с утяжелением гранулометрического

состава почвообразующих пород. В экстремальном случае (дерново- подзолистые

почвы на ленточных глинах) верховодка в пахотном горизонте прослеживается

как в неоглеенных, так и в оглеенных почвах на протяжении значительной

части посевного периода. Во влажные годы пахотный горизонт находится в

состоянии длительного увлажнения не только в предпосевной и посевной

периоды, но и во время уборки. Также продолжительность обводнения пахотного

горизонта тесно и прямо пропорционально связана со степенью заболоченности

почв. На бесструктурных почвах с элювиально- иллювиальным строением профиля

эта закономерность проявляется наиболее отчётливо. Вместе с тем на

структурных пойменных почвах, а также на песчано-супесчаном двучлене

обводнение пахотного горизонта в почвах начальных стадий заболоченности не

проявляется столь резко или отсутствует вообще (например, на среднемощных

двучленах в средние по влажности годы) (Зайдельман, 1991).

Практика осушения и сельскохозяйственное использование

гидроморфных почв показывает, что:

а) В почвах южной тайги с однородным супесчано- песчаным профилем

на начальных стадиях гидроморфизма возможно получение большего урожая, чем

на автоморфных почвах. Этот факт можно объяснить тем, что в

глубокооглеенных почвах происходит более эффективное распределение влаги на

протяжении вегетационного периода сельскохозяйственных культур.

б) В то же самое время, в Нечернозёмной зоне находятся минеральные

почвы, в которых появление начальных признаков гидроморфизма является

индикатором того, что экологическая обстановка данного района ухудшается и

ведёт к потере урожая яровых и озимых культур по сравнению с автоморфными

почвами. «Как правило, это почвы, в которых выпадение относительно

небольших осадков вызывает немедленное обводнение всей корнеобитаемой зоны

...» (Зайдельман, 1991).

в) В Нечерноземье имеются и такие почвы, с экстремально низким

коэффициентом фильтрации неоглеенных автоморфных почв Кф = 0,005 - 0,001

м/сут, где зафиксировано снижение урожая на почвах с начальными признаками

гидроморфизма по сравнению с автоморфными дренированными почвами, и даже

увеличение получаемого урожая после дренирования автоморфных почв

(Зайдельман, 1991).

Заключение

В заключение следует подчеркнуть, что рассматриваемая в этой работе

проблема очень важна, т.к. при помощи осушительной мелиорации в

Нечернозёмной зоне можно значительно увеличить плодородие почвы и устранить

переувлажнение пахотных угодий.

Затраты на проведение такого рода работ, при правильном и грамотном

их проведении оправдают себя в ближайшем времени.

Мелиоративные мероприятия находятся в тесном соответствии с

особенностями почвенного покрова, генезисом и составом почвообразующих

пород.

На лёгких почвах состав мелиоративных мероприятий достаточно прост,

для этого следует придерживаться следующей схемы :

Рисунок 2

Мероприятия по осушению тяжёлых агрегированных или бесструктурных

лёгких почв .

Гидротехнические Агромелиоративные

Агрономические

Закрытый дренаж , Планировка поверхности

Защита почв от

каналы

уплотнения

Почвы на почвообразующих породах :

1) Мощный и среднемощный двучлен ( песок , супесь 0,6 м на моренных и

других суглинках и глинах );

2) пески, супеси флювиогляциальные и озёрно- ледниковые ;

3) пески, супеси моренные ;

4) глинистый агрегированный аллювий.

Коэффициент фильтрации ( 0,3 м/сут.

Существенно иная картина складывается при осушении тяжёлых почв. В

этом случае гидротехнические мероприятия должны предусматривать :

Рисунок 3

Мероприятия по осушению тяжёлых элювиально-

иллювиальных бесструктурных почв*

Гидротехнические Агромелиоративные

Агрономические

Закры- Траншей- ложби- шлю- Органи-

Ускоре- Весен- Применение Защи-

тый ные за- ны кера зация

внутрипоч- няя машин с умень- та почв

засыпки

поверхност- венного шенным давле- от

дренаж , (или ма-

ного стока вспаш- нием на почву уплот-

каналы териалы)

стока ка

нения

повышен-

ной водо-

проница-

емости

Планировка Грядование ,

Кротование ,

поверхности

гребневание , или глубокое

профилирование узкозагонная

рыхление

пахота

* Почвы , формирующиеся на тяжёлых породах :

1) Покровные лессовидные глины ;

2) Моренные тяжёлые суглинки и глины;

3) Озёрно - ледниковые суглинки (преимущественно средние и

тяжёлые) .

Коэффициент фильтрации ( 0,05 м/сут.

В 70-х - 80-х годах при осушении тяжёлых слабоводопроницаемых

заболоченных почв закрытый дренаж во влажные годы почти повсеместно

оказывался недостаточно эффективным только потому, что в пределах Русской

платформы не применялись простые, но абсолютно необходимые

агромелиоративные мероприятия по организации и ускорению поверхностного и

внутрипочвенного стоков, по раскрытию западин, отводу избыточных вод с

помощью шлюкеров и траншейных фильтров. Было забыто важнейшее правило о

необходимости комплексности гидротехнических, агромелиоративных и

агрономических мероприятий состав которых определяется конкретными почвенно-

генетическими условиями .

Как видно из приведённых схем, состав мероприятий значительно

разнится. Для различных почв нужно применять соответствующий подход к их

осушению.

Список литературы :

1 Зайдельман Ф.Р.«Мелиорация почв»,М., 1996, 384 с.

2 Зайдельман Ф.Р.«Мелиорация заболоченных почв Нечернозёмной зоны

РСФСР.М., «Колос», 1981, 198с.

3 Зайдельман Ф.Р.«Фермеру о почвах и повышении их

плодородия»,М.АККОРИНФОРМИЗДАТ,1994.-154с.

4 Зайдельман Ф.Р.«Эколого-мелиоративное почвоведение гумидных

ландшафтов»,М. АГРОПРОМИЗДАТ,1991 . - 320 с .

5 Зайдельман Ф.Р., Тюльпанов В.И., Ангелов Е.Н., Давыдов А.И.

«Почвы мочарных ландшафтов - формирование, агроэкология, и

мелиорация»,М. МГУ , 1998. - 160 с .

6 «Эколого-гидрологические основы глубокого мелиоративного

рыхления почв » / Под ред. Ф.Р. Зайдельмана. -М.: МГУ,

1986. - 200 с .

7 Зайдельман Ф.Р.«Процесс глееобразования и его роль в

формировании почв». - М.,МГУ, 1998,300 с .

8 Дьяконов К.Н., Аношко В.С. «Мелиоративная география»:Учебник. -

М.: МГУ, 1995.- 254 с.

9 Эггельсманн Р. Руководство по дренажу. - М.: Колос, 1984. - 345

с.

10 Зайдельман Ф.Р. Особенности режима и мелиорации заболоченных

почв.- М., «Колос», 1969. - 223 с.

11 Eggelsmann R. Drananleitung : fur Landbau, Ingenierbau u.

Landschaftsbau / Eggelsmann R. Hamburg ; Berlin : Parey , 1981 . (

из Зайдельмана Ф. Р.)

Страницы: 1, 2