Проект комплексной мелиорации и использования участка

По природным условиям, и в частности по количеству осадков и теплу, районы нашей страны далеко не одинаковы. В зависимости от баланса влаги и тепла территорию России условно делят на пять зон: тундру, лесную, лесостепь, степь, пустыню.

В тундре и лесной зоне, где осадков выпадает больше, чем испаряется, наблюдается переувлажнение и заболачивание почв. В лесостепной зоне испарение превышает количество осадков, в степной и полупустынной зонах осадков выпадает в 2,5-9 раз меньше, чем испаряется.

Помимо крупных природных зон, в нашей стране для административных и хозяйственных целей выделены природно-хозяйственные, а для целей районирования сельскохозяйственных культур, внесения удобрений и других нужд – специальные сельскохозяйственные зоны или районы. Природно-хозяйственные районы обычно включают несколько административных областей, более или менее сходных по природным условиям.

При выделении мелиоративных зон и районов и тем более отдельных объектов орошения и осушения внутри крупных природных зон приходится учитывать не только климат и ландшафт, но и почвенно-гидрологические условия:

рельеф и механический состав почв (пойма, древняя терраса, предгорье, пески, просадочные земли и др.);

типы почв и их сочетание (чернозёмы, дерново-подзолистые, засоленные почвы и др.);

гидрогеологические и гидромелиоративные свойства почв и грунтов, которые характеризуются наличием водоупора, близостью стояния и минерализацией грунтовых вод, их отточностью, водопроницаемостью и водоподъёмной способностью, общей и свободной ёмкостью насыщения почв и грунтов и др.

А.Н.Костяков при выделении зон различного увлажнения пользовался коэффициентом водного балланса К=μ·Р/Е , где μ – коэффициент использования осадков; Р – осадки за год, мм; Е – испаряемость, мм. Европейская территория России была разделена А.Н.Костяковым на три крупные зоны: избыточного увлажнения - К>1; неустойчивого увлажнения – К=1 и недостаточного увлажнения - К<1.

При выделении климатических зон Н.Н.Иванов пользовался коэффициентом увлажнения К=Р/Е, где Р – сумма осадков за год, мм; Е – годовая испаряемость, равная сумме месячной испаряемости (∑Ем), мм. В лесной, наиболее увлажнённой зоне коэффициент К будет >1,0.

Г.Т.Селянинов при выделении климатических и сельскохозяйственных зон пользуется гидротермическим коэффициентом К=Р·10/∑t, где Р – сумма осадков за период вегетации, мм; ∑t – сумма среднесуточных температур воздуха за тот же период, °С. Гидротермический коэффициент по Г.Т.Селянинову в зависимости от степени увлажнения имеет следующие значения: при полном бездождье – 0; при сильной засухе – 0,5; при границе засухи – 1; при хорошем увлажнении – 1,5; при избыточном увлажнении – 2.

Наиболее благоприятным гидротермическим коэффициентом обладают районы Нечернозёмной зоны и северной лесостепи. Гидротермические коэффициенты сильно снижаются в летние месяцы.

3. Мелиорация как фактор регулирования факторов жизни растений

Мелиорация земель – это изменение природных условий путем регулирования водного и воздушного режимов почвы в благоприятном для сельскохозяйственных культур направлении.

По воздействию на почву и растение различают агротехнические, лесотехнические, химические и гидротехнические мелиорации.

При агротехнических мелиорациях повышение плодородия земель достигается правильным выбором, глубины и направления вспашки, почвоуглублением, сочетанием вспашки с поделкой глубоких борозд, гряд и валиков. К агромелиорации относится также залужение крутых склонов, мульчирование почвы, улучшение лугов и пастбищ и снегозадержание. Этот вид мелиорации не требует специальных капиталовложений, так как выполняется обычно при помощи машин и орудий, уже имеющихся в хозяйстве.

Под лесотехническими мелиорациями подразумевается улучшение земель при помощи посадки древесной или травянистой растительности в сочетании с древесной. Сюда относится закрепление движущихся песков, облесение и залужение крутых склонов и оврагов, создание полезащитных лесных полос, водорегулирующих лесных насаждений, облесение водохранилищ и т. д.

При химических мелиорациях для улучшения земель в почву вносят известь, гипс, дефекационную грязь, поваренную соль, серную кислоту с целью рассолонцеваиия содовых солонцов, синтетический каучук. К химическим мелиорациям относится внесение в почву томасшлаков, фосфоритной муки, а также использование различных гербицидов для борьбы с зарастанием мелиоративных каналов и прилегающих полей сорной растительностью, применение полимерных материалов для снижения фильтраций из водоёмов и крупных каналов.

При гидротехнических мелиорациях улучшение земель достигается изменением водного режима почвы. С целью регулирования водного режима почвы, а, следовательно, и искусственного орошения строят плотины, водохранилища, крупные и мелкие оросительные и осушительные каналы, трубопроводы и лотки. В степных районах для задержания весенних талых вод устраивают лиманы. Создавая хороший стеблестой растений, лиманы не только повышают урожаи трав и других культур, но и предохраняют почву от ветровой эрозии. В предгорных районах в целях борьбы с водной эрозией строят террасы для орошения риса и промывки засоленных земель устраивают чеки и дренажную сеть. В засушливых или периодически засушливых (юг и юго-восток России), а также в умеренно увлажненных районах при возделывании культур, потребляющих много воды (многолетние травы, овощные и технические культуры), возникает потребность в орошении.

В избыточно увлажненных районах, главным образом на Северо-Западе страны и в низинах, избытки воды из почвы отводят проведением осушительных мелиораций.

Проведение гидромелиорации связано со значительными капиталовложениями, поэтому они требуют технико-экономических обо-снований. Наибольшая эффективность мелиораций достигается при комплексном их применении, а именно: когда орошение сочетается с дренированием земель, а осушение – с периодическим орошением, когда гидромелиорации сочетаются с правильной организацией труда, высоким уровнем агротехники, внесением необходимых доз удобрений и т. д.; закрепление крутых склонов и оврагов – с устройством водоотводных каналов и валов, лотков и перепадов с лесными посадками и залужением; устройство прудов и водохранилищ – с орошением земель и рыборазведением; осушение земель – с известкованием почв и комплексом культуртехнических работ; освоение и промывка засоленных земель – с мелиоративной вспашкой, гипсованием, подбором культур-освоителей. Кроме того, для правильного освоения орошаемых, осушенных и эродированных земель большое значение имеют правильный выбор вида и сорта культур и чередование их в севооборотах обычного и специального назначения, а также экономика и организация сельскохозяйственного производства.

Сельскохозяйственные мелиорации представляют собой систему организационно-хозяйственных и технических мероприятий, имеющих задачей коренное улучшение неблагоприятных природных (гидрологических, почвенных, агроклиматических) условий с целью наиболее эффективного использования земельных ресурсов в соответствии с потребностями социалистического хозяйства.

Комплекс мероприятий по борьбе с эрозией почв включает агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические приемы, направленные на сохранение плодородия почвы, предотвращение смыва и размыва ее разрушительной силой сосредоточенных водных потоков.

ИСПОЛНЕНИЕ ПРОЕКТА

1. Изучение участка по плану, построение его продольного профиля по центру, разделение на элементы рельефа, вычисление уклонов

Для более наглядного представления об участке на миллиметровой бумаге построен продольный профиль поверхности участка по центру в масштабах: вертикальный 1:100, горизонтальный 1:10000.

По расстояниям между горизонталями и визуальными изменениями уклона участок разделён на элементы рельефа: водораздел, склон и пойму. Расчитаны уклоны по формуле:

i = (НА – НВ) / LАВ,

где i – уклон участка;

НА, НВ – отметки верхней и нижней горизонталей;

LАВ – расстояние между верхней и нижней отметками, м.

Водораздел: i = (95,4 – 94) / 650 = 0,00215

Склон: i = (94 – 91) / 500 = 0,006

Пойма: i = (93,3 – 91) / 1230 = 0,00184

Условные обозначения к плану комплексной мелиорации участка

2. Оценка обеспеченности каждого элемента рельефа

факторами жизни растений, определение видов потребных мелиораций

и очерёдности их выполнения

Фактические и оптимальные значения агрофизических и агрохимических показателей почвы занесены в таблицу 1. Определено процентное отношение фактических значений к оптимальным:

(фактическое значение  100%) / оптимальное значение

По отклонениям от оптимальных значений установлена общая потребность в регулировании факторов жизни растений, а по наибольшим из них установлена очерёдность их регулирования. В зависимости от избытка или недостатка фактора подобраны соответствующие виды мелиораций для их регулирования, а в зависимости от условий их выполнения, чтобы не нарушить технологический процесс сельскохозяйственного производства, установлена очерёдность выполнения мелиораций.

Запасы продуктивной влаги в слоях 0-20 и 0-100 см определены по формуле: Wпрод = 100  Н  А (βНВ – βВУЗ),

где Wпрод – запас продуктивной влаги, м3/га;

Н – глубина определяемого слоя, м;

А – объёмная масса этого слоя, г/см3;

         βНВ и βВУЗ – влажность, соответствующая наименьшей влагоёмкости и влажности устойчивого завядания, % АСП.

Водораздел:

слой 0-20 см Wпрод = 1000,21,25(19-9) = 250 м3/га : 10 =25 мм

         слой 0-100 см Wпрод = 10011,53(13-5) = 1240 м3/га : 10 =124 мм

Склон:

слой 0-20 см Wпрод = 1000,21,23(25-13) = 295,2 м3/га : 10 =30 мм

          слой 0-100 см Wпрод = 10011,52(18-9) = 1368 м3/га : 10 =137 мм

Пойма :

слой 0-20 см Wпрод = 1000,21,28(14-5) = 230,4 м3/га : 10 =23 мм

          слой 0-100 см Wпрод = 10011,58(9-3) = 948 м3/га : 10 =95 мм

Таблица 1

Обеспеченность факторами жизни растений, потребность в мелиорациях и очередность их выполнения