Поиск

Противоэрозионные мероприятия
18.11.2015

Водная и ветровая эрозия - постоянные спутники сухого земледелия и вместе с тем его самые страшные и опасные враги. Воздушная эрозия иссушает и разрушает почвы, губит посевы. Водная эрозия уменьшает запасы влаги и питательных веществ в почвах, разрушает их. Обе формы эрозии почв усиливают проявление засухи и потери продукции. Система мероприятий по уменьшению и исключению эрозии - обязательный элемент комплекса научно поставленного сухого земледелия. Общеизвестно, что в круговороте веществ в биосфере представлена и эрозия, так называемая "нормальная эрозия". Это значит, что водные потоки и ветер систематически сносят даже с покрытой растениями поверхности почвы ежегодно доли миллиметра мелкозема. Реки мира выносят взвешенный в воде материал эрозии в количестве до 9,3*10в9 т/год.
Ho современная вызванная человеком ускоренная эрозия дает ежегодный снос взвешенного в речной воде материала в количествах до 24*10 т/год и, возможно, до 58*10в9 т/год, как утверждает Депетрис, т.е. в 3-6 раз больше. Это значит, что нормальный цикл эрозии — седиментации в природе резко нарушен и увеличен человеком.
Уничтожение лесов в горах, на склонах и равнинах, разрушение дернины трав и выжигание растительности на пастбищах, распашка почв и возделывание сельскохозяйственных растений (особенно пропашных) на обширных склоновых территориях явились главной причиной ускорения и увеличения поверхностного стока и процессов эрозии. Это явление было усилено уничтожением естественной лесной растительности на больших пространствах гор, склонов, равнин (рис. 29, 29а, 30).

Противоэрозионные мероприятия

Весьма отрицательную роль в развитии водной эрозии играют неправильные приемы земледелия, обработка склонов большой крутизны, продольное (вдоль склона) направление вспашки, культивации, отсутствие охранных мероприятий на длинных склонах. Все это усиливает эрозию и необратимую деградацию почв во всем земледельческом мире.
Эрозия и борьба с нею уже более 40 лет заботит ученых, фермеров и администраторов США. В 30-х годах насчитывалось до 775 млн. акров сильноэродированных земель. В середине 60-х годов, несмотря на принятые меры, площадь эродированных земель составляла 738 млн. акров, в том числе 276,8 млн. акров пахотных полей.
В 70-х годах после распашки пастбищ, залуженных склонов и в результате безудержного стремления увеличить доходы от эксперта зерна в США вновь наблюдается усиление процессов водной и ветровой эрозии почв. Потери урожаев на эродированных почвах составляют 50-60%; в отдельные годы урожай погибает полностью. Гибнут необратимо плодородные почвы, заиляются поля на понижениях, поймы, пруды, речные протоки. Смыв гумуса, нитратов, фосфатов, остатков гербицидов загрязняет и отравляет питьевые воды рек и прудов, куда поступает эродированный материал. Эрозия ухудшает водные свойства почв и усиливает отрицательный эффект засухи.
Африка к югу от 30° параллели ежегодно теряет от эрозии (водной, ветровой) до 1,7 млн/га. Горные пастбища Средиземья, Атласа, Ирана, Кавказа, Альп эродированы на 60-80%.
Мутность рек отражает, хотя и не полностью, размеры эрозии суши. Реки обезлесенных горных стран имеют мутность порядка 5-28 г/л, а годовой удельный сток взвешенного материала порядка 2000-7000 т/км2. Реки бассейнов,меньше затронутые эрозией,имеют мутность 0,05-1 г/л, а годовой удельный снос (деградацию) почв порядка 20-500 т/км2. Лишь в немногих случаях мутность рек опускается до уровня 0,01 г/л и удельный смыв до 3-15 т/км2.
С этой точки зрения приходится считать, что эрозионная деградация почв в современную эпоху представлена практически повсеместно. Эрозия доминирует в горных безлесных густозаселенных странах (например,в Италии),меньше выражена в холмисто-равнинных странах и совсем мало - в низменностях (например, в Голландии).
Примириться с явлением эрозии и считать его неизбежным, обязательным спутником земледелия, животноводства, лесного промысли нельзя. Эрозия - это расплата за ошибки в земледелии, нежелание бороться с ней, вкладывать в борьбу средства и труд. Эрозия сопутствует земледелию, лесоводству и пастбищному хозяйству при неправильном использовании территории. В горах и на склонах, в районе оврагов водная и воздушная эрозия протекают совместно. Ho столь же часто они свирепствуют раздельно. Дефляция доминирует на плоских равнинах после их сплошной распашки или даже на торфяниках и заболоченных песках при их неправильном "осушении" (переосушке).
Обзор мирового опыта по вопросам эрозии свидетельствует, что как учет эрозионных явлений, так и теория вопроса разработаны недостаточно. Для оценки опасности и степени выраженности фактической водной эрозии были предложены в 40-х годах уравнения А. Цинга, а затем Уишмейстера-Смита, связывающие интенсивность смыва с длиной и крутизной склонов. За последующие тридцать лет главным образом усилиями ученых США это уравнение приобрело более сложный вид:
А = R.K.L.S.C.P,

где А - смыв почвы с единицы площади;
R - осадки (выраженные через эрозионный индекс кинетической энергии суммы ливней со слоем более 12,5 мм);
K - фактор эродируемости почв, представляющий количество смытого материала с эталонного участка (длина 22,1 м, уклон 4,5°), приходящегося на единицу эрозионного индекса;
L - фактор длины склона (смыв в среднем пропорционален длине склона) рассчитывается путем деления метража склона на эталонную длину 22,1 м по формуле: L = 1/22,1 m, где m - степень от 0;3 до 0,6;
S - фактор уклона местности;
C - фактор севооборота и системы хозяйства;
P - фактор почвозащитных мероприятий.
Из этой "универсальной" формулы очевидно, что водная эрозия явление комплексное, сложное, многофакторное, в котором роль хозяйственных процессов столь же важна, как и роль природно-почвенных условий. Упомянутое уравнение с некоторыми изменениями используется в различных странах.
Противоэрозионные мероприятия

Опыт России приводит к выводу, что для обоснования технических проектов противоэрозионных мероприятий нужна серия карт масштаба (1:10 000, 1:5 000): почвенная, почвообразующих и подстилающих пород, крутизны склонов (0-2, 2-6, 6-10, 10-20, > 20), длины склонов я их экспозиции, глубин местных базисов эрозии, оптимальной организации территории и размещения мелиоративных и противоэрозионных мероприятий.
Региональные и общегосударственные контрольные карты степени и роста эродированности почв должны повторяться каждые 5-7 лет.
Подлинная борьба с эрозией требует серьезного научного, инженерного и экономического обоснования и капиталовложении в проектирование и создание сети лесных полос и опушек на вершинах оврагов, реорганизации расположения полей и дорог, введения поперечной (по горизонталям) обработки полей, создания и производства новых машин. Особенно тщательного проектирования требуют работы по строительству водозадерживающих устройств (валы, валы-террасы, террасы, пруды, водоемы), водонаправляющих и водопоглощащих сооружений (нагорные каналы, близваликовые траншеи, распределяющие ложбины и борозды) .Сооружение террас - еще более сложное и дорогое дело. В холмистых и горных условиях террасы являются как средством борьбы с эрозией и засухой, так и средством вовлечения в земледелие или в садоводство бросовых, эродированных засушливых земель.
Опыт Южного Поволжья показал, что "одним из главнейших факторов" интенсивной эрозии почв и оврагообразования являются распаханные, незадерненные склоны большой длины. Склоны, имеющие длину 500-1000 и и больше, следует разделять системой водозадерживающих и водоотводящих валов, узких лесных полос вдоль валов и одно-двухрядных снегораспределительных кулис. Отвершки оврагов необходимо выполаживать. Сами овраги должны быть перегорожены усиленными валами и даже плотинами. Бровки крупных оврагов должны быть обсажены лесными полосами (рис. 31). Особенно велик эрозионный смыв на пашне и пастбищах горных районов. Так, в горах Таджикистана на коричневых карбонатных почвах среднегодовой смыв мелкозема составляет 2-5 т/га (больше на парах), а наибольший смыв достигал 16 и даже 26 т/га на полях яровой пшеницы. Содержание гумуса и питательных веществ в почвах при этом уменьшается на 60—80%. Соответственно и урожай снижается на 40-50%, особенно в засушливые годы, да и почвы смываются за 3-5 лет использования. Опыт Таджикистана свидетельствует, что набор профилактических и мелиоративных мероприятий для борьбы с эрозией почв определяется больше всего крутизной склонов.
На склонах до 5° в целях профилактики применяется поперечный по отношению к склону тип организации дорог, тропинок, обработки и посева; вводится глубокая водопоглощающая обработка почв (глубокая пахота, чизелевание).
При двусторонних и многосторонних склонах все виды обработки, посева, ухода, уборки должны организовываться параллельно горизонталям местности. Пропашные культуры лучше располагать на наиболее плоских массивах.
На склонах 5-10°, кроме отмеченных мероприятий, добавляются контурные борозды, увеличение густоты стояния растений, преимущественно озимые культуры.
На склонах 10-15° нужно отказаться и от введения однолетних полевых культур. Такие массивы целесообразно занимать под многолетние травы, виноградники, сады, ценнее древесные насаждения. Посевы многолетних трав лучше возделывать на лентах шириною до 10 м, расположенных контурными полосами среди многолетних насаждений через 30-50 м друг от друга.
Склоны круче 12-15° необходимо террасировать и использовать под ценные садовые, орехоплодные, древесные насаждения.
В лесной зоне гор на склонах 10° и выше леса вообще нельзя уничтожать. Лес должен быть сохранен как главное средство противоэрозионной защиты и как наиболее целесообразная форма биологической продукции.
Распаханные массивы на таких склонах должны выключаться из земледелия для залухения и облесения.
Пропашные культуры (кукуруза, свекла, подсолнух) даже во влажном климате гор можно возделывать только на склонах менее 5°. Пропашные культуры на склонах большей крутизны губительны для почв.
В горных условиях, кроме рубки лесов и кустарников, неразумной распашки склонов на развитие эрозии губительно действует повсеместный выпас скота. Поголовье иногда в 2-3 раза превышает продуктивность пастбищ. Верблюды и козы съедают ветви и листья кустарников, а овцы и крупный рогатый скот поедают всю травянистую растительность и разрушают дернину. Это ведет к неудержимой эрозии и дефляции почв. В условиях Кавказа, например, снижение густоты травостоя до 35-40% уже сопровождается сильной эрозией. Эрозия и дефляция почв свирепствуют в горах Азербайджана круглый год. То же происходит в горах Ирана, Турции, Индии, Пакистана, Атласа.
Помимо отмеченных выше мероприятий, в горах больше, чем где-либо, должны быть найдены для каждого горного пояса наиболее целесообразные (оптимальные) соотношения между облесенностью, травянистым покровом пастбищ и сенокосов, допустимой степенью (и формой) распаханности и соотношением многолетних и однолетних культур. Так, по мнению ученых Азербайджана, на равнина оптимальное соотношение будет примерно такое: лесные насаждения 5-10%, пастбища и многолетние культуры 50-60%, пашня для однолетних культур 30-35%.
В предгорьях облесенность должна быть на уровне 10-15%.
В горно-лесной зоне лесистость должна составлять 60-65% и лишь 20-25% поверхности могут быть заняты травами и многолетними насаждениями. В практике пока этого нет,и поэтому Кавказ сильно страдает от эрозии.
При малоземелье и вынужденном освоении крутых склонов приходится создавать террасы. Ценный опыт создания террас имеется в Индонезии, Вьетнаме, Китае. В России сооружение ступенчатых террас осуществляется на склонах бульдозерами, тракторными плугами. В условиях России рекомендуется закладывать террасы: на склонах 10-20° через 6 м, на склонах 21-27° через 7 м, на склонах 28° и больше через 8-10 м.
Ширина террас варьирует от 2,5 до 6 м в зависимости от тина плодовых пород и условий ухода за ними. Террасы должны обязательно иметь обратный наклон порядка 8-12° для накопления влаги и предотвращения смыва.
Для восстановления плодородия террасированных почв следует вносить удвоенные-утроенные нормы органических и минеральных удобрений с их глубокой заделкой.
Противоэрозионные мероприятия