Особенности осушения минеральных переувлажненных почв Нечерноземной зоны с низкой водопроницаемостью
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.)
