Мелиорация земель

ЗНАЧЕНИЕ  МЕЛИОРАЦИИ В ПОВЫШЕНИИ  ПРОДУКТИВНОСТИ ЗЕМЕЛЬ 

     Мелиорация  — система организационно-хозяйственных и технологических мероприятий, направленных на коренное улучшение сельскохозяйственных угодий путем регулирования их водного (и связанных с ним воздушного, питательного и теплового) режима для повышения плодородия почвы.  

     К мелиоративным  мероприятиям относятся:

1.орошение и обводнение земель в районах, подверженных сильной засухе,

2.осушение переувлажненных земель,

3.борьба с водной и ветровой эрозией,

4.улучшение лугов и пастбищ,

5.защитное лесонасаждение

6.химическая мелиорация земель (известкование кислых и гипсование засоленных почв).

     Мелиорация  земель значительно повышает их продуктивность. Орошение увеличивает урожайность зерновых культур на 1,5-2 т/га, то есть практически удваивает урожай. В 1,5-2 раза возрастает продуктивность земель при осушении, а при создании орошаемых культурных пастбищ их продуктивность повышается в 3-4 раза. С орошаемых земель с 1 га получают по 4-5 т пшеницы, 5-6 т риса, а продуктивность кормовых культур составляет 40-60 корм, ед/га. 

                           ИЗВЕСТКОВАНИЕ И ГИПСОВАНИЕ ПОЧВ

     Для нормального роста и развития растениям необходима различная реакция почвенной среды. При рН 4 почва считается очень кислой, при рН 5 – сильнокислой, рН 6 – слабокислой, рН 7 – нейтральной, рН 8 – щелочной, рН 9 – сильнощелочной; рН большинства почв колеблется от 5 до 8.

     По  отношению к кислотности почвенного раствора растения можно разделить на пять групп.

1. Не переносят кислой реакции (люцерна, эспарцет, сахарная и кормовая свекла, конопля). Оптимум рН для них в пределах 7-7,5. Они сильно реагируют на известкование даже слабокислых почв.
2. Чувствительны к повышенной кислотности (пшеница, ячмень, кукуруза, подсолнечник, все бобовые культуры, кроме люпина и сераделлы). Для них наиболее пригодна слабокислая или нейтральная реакция (рН 6-7). Эти культуры хорошо отзываются на известкование сильно- и среднекислых почв.
3. Менее чувствительны к повышенной кислотности (рожь, овес, просо, гречиха). Они удовлетворительно растут при кислой и слабощелочной реакции (рН 4,5-7,5), но лучше удаются при рН 5,5-6. Растения этой группы весьма положительно реагируют на известкование сильно- и среднекислых почв.
4. Слабочувствительны к кислотности (лен и картофель). Для них известкование необходимо только на сильнокислых почвах. Для льна предпочтительна слабокислая реакция (рН 5,5-6,5), для картофеля рН 5-6.
5. Хорошо переносят кислую реакцию и чувствительны к избытку водорастворимого кальция в почве люпин и сераделла, снижающие урожай при известковании повышенными дозами.

     Наиболее  чувствительны растения к кислотности  почвы в первый период вегетации. При повышенной кислотности замедляется рост корней и уменьшается проницаемость их клеток, что ухудшает использование растениями воды, питательных веществ почвы и удобрений. Ослабляется синтез белков, углеводов, и в результате снижается урожайность.

     Определенная  реакция почвенного раствора нужна  и полезным почвенным микроорганизмам. Химические соединения, изменяющие реакцию и физико-химические свойства почвы и улучшающие условия развития растений, называются косвенными удобрениями (известкование, гипсование). 

     Известкование. В нашей стране большие площади кислых почв, в том числе и пахотных, нуждаются в известковании. Особенно много кислых дерново-подзолистых почв в Нечерноземной зоне. Снижение кислотности этих почв известкованием повышает урожайность зерновых на 0,25 т, картофеля — на 3 т/га. Нередки случаи удвоения урожаев культур.

     Известь изменяет физические свойства почвы, она обладает длительным последействием. На известкованных почвах значительно повышается эффективность местных и минеральных удобрений. При различных показателях кислотности почвы дозы извести могут колебаться от 1-2 до 6-8 т/га. Для расчета полной дозы извести (т СаСОз на 1 га) значение гидролитической кислотности Нг (мг экв/100 г почвы) умножают на коэффициент 1,3. От внесения 1 т извести смещение рН солевой вытяжки в первый год на суглинистых почвах составляет 0,15-0,2 ед., а на супесчаных – 0,2-0,35 ед.

     Чаще  всего известь вносят в паровом  поле под озимые или во время зяблевой обработки. При углублении пахотного слоя дерново-подзолистых почв применение извести обязательно для нейтрализации повышенной кислотности припахиваемого подзолистого горизонта.

     Для нейтрализации кислотности почвы в сельскохозяйственном производстве используют в основном известняковые породы и отходы промышленности, содержащие кальций. Широко применяют глинистые и мергелистые известняки, содержащие 12-15% СаСО₃, известковые туфы (луговая известь), мергель, доломитовую муку, содержащую 95% СаСО₃. Используют также гашеную известь, дефекационную грязь (отходы сахарных заводов). 

     Гипсование. Для нейтрализации щелочности почвенного раствора и улучшения физико-химических и биологических свойств почв, содержащих поглощенный катион натрия, вносят гипс.

     Большие площади солонцовых почв находятся  в Сибири, Поволжье, на Урале. Встречаются отдельные пятна солонцов в виде вкраплений в основных массивах земель. В целом солонцы занимают в СНГ около 115 млн га, из них под пашней 23,9 млн га.

     Из-за значительного содержания поглощенного натрия и высокой щелочности солонцовая почва приобретает отрицательные качества — большую связность, бесструктурность, содержит мало подвижных питательных элементов и гумуса, отличается плохой водопроницаемостью, сильной набухаемостью при увлажнении и значительной усадкой при высыхании. Деятельность микроорганизмов в солонцовых почвах существенно ослаблена из-за высокой щелочности и крайне неустойчивого водного режима.

     Большие заслуги в изучении солонцов и разработке методов их окультуривания принадлежат академику К. К. Гедройцу. Предложенный им метод гипсования солонцов заключается в вытеснении из почвенного поглощающего комплекса катиона Na⁺ и замене его на катион Са²⁺ при одновременном внесении навоза и компостов.

     В зависимости  от степени солонцеватости почвы  дозы гипса варьируют от 2,5 до 10-15 т/га.

     Гипсование  проводят обычно в черном пару, но гипс можно вносить также под однолетние травы, пропашные культуры и яровую пшеницу.

     Для снижения щелочности почв применяют  сыромолотый гипс (до 85 % CaSO₄), фосфогипс (89—93 % CaSO₄).

     Гипсование  увеличивает урожайность зерновых на 0,3-0,6 т/га и более, клеверного сена – на 0,6-1 т/га, значительно повышает урожайность сахарной свеклы и других культур. 

ВТОРИЧНОЕ ЗАСОЛЕНИЕ  ПОЧВ И МЕТОДЫ ЕГО ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

     Основной  фактор ускоренного засоления почв – неправильное орошение. При необоснованно увеличенных нормах полива, а также при потерях оросительной воды из каналов уровень грунтовых вод повышается и растворимые соли поднимаются по капиллярам почвы. При этом происходит вторичное засоление почв.

     Избыток растворимых солей отрицательно сказывается на развитии растений. Концентрация 0,10—-0,15 % предельна для очень чувствительных к засолению культур, а 0,15—0,35 % для большей части культур вредна.

     Урожайность пшеницы при слабом засолении  снижается на 50-60%, кукурузы – на 40-50, хлопчатника – на 20-30%. На среднезасоленных почвах урожайность хлопчатника уменьшается в 2 раза по сравнению с урожайностью при слабом засолении, пшеница угнетается и погибает.

     Чем выше степень минерализации грунтовых  вод, тем с большей глубины  идет засоление почв. В среднем  при минерализации грунтовых вод 10—15 г/л критическая глубина их залегания составляет 2—2,5 м, поэтому при орошении рекомендуется поддерживать уровень грунтовых вод на глубине более 2—2,5 м.

     Для предотвращения вторичного засоления  необходимо устраивать дренаж, проводить полив строго по оросительным нормам, отводить минерализованные грунтовые воды в дренажную сеть, применять полив дождеванием, создавать лесные насаждения вдоль каналов. Перспективно капельное и внутрипочвенное орошение.

     Для удаления солей из почвы применяют  многократную промывку пресной водой.

     Эффективный способ мелиорации — возделывание на засоленных почвах растений, способных поглощать 20—50 % солей по отношению к собственной сухой массе. К таким растениям относятся донник, лядвенец, полевица луговая. 
 

                                         ОРОШЕНИЕ И ОСУШЕНИЕ

     В засушливых степных и полупустынных районах орошение является одним из самых надежных и действенных приемов повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Оно высокоэффективно и в районах неустойчивого увлажнения, где время от времени возникают засухи. В увлажненных районах лесостепи и центральных районах Нечерноземной зоны широко применяется орошение культурных пастбищ.

     На  Волге, Дону и в других районах  созданы каскады водохранилищ, позволяющие  в значительных размерах расширить  орошаемые площади земель.

     Источники воды и виды орошения. Основным условием для устройства оросительной системы или поливных участков является наличие надежного водоисточника с необходимым количеством пригодной для полива сельскохозяйственных культур воды. Источниками орошения могут служить воды рек, озер, водохранилищ, а также подземные воды.

     Если  уровень воды любого водоема выше уровня поверхности орошаемого участка, то возможно самотечное орошение, то есть вода на поля поступает самотеком. Если же для орошения воду нужно поднимать до уровня поверхности орошаемого поля, то приходится создавать специальные установки – насосные станции (механическое орошение).

     В зависимости  от способа распределения воды на поле и характера увлажнения корнеобитаемого слоя почвы выделяют следующие виды орошения: поверхностное (наземное), подпочвенное, орошение дождеванием и лиманное.

     При наземном орошении вода к растениям подается по бороздам или сплошь по поверхности почвы. При этом на поле нарезают специальную сеть оросительных каналов (рис. 2). Такая сеть оросительных каналов с временными оросителями и поливными бороздами обеспечивает широкое использование сельскохозяйственной техники при уходе за посевами и уборке урожая.

     В наземном орошении применяют следующие способы  полива: полив по мелким (10-14 см) и глубоким (18-20 см) бороздам (для пропашных культур – сахарной свеклы, кукурузы, картофеля и др.); полив напуском по узким полосам (для культур сплошного посева — пшеницы, ржи, ячменя, многолетних трав и др.) и полив затоплением чеков (при выращивании риса). 

     

     

                    

      

     Рис. 2. Оросительная система и ее элементы:

     1— источник орошения; 2 — головное сооружение; 3 — магистральный канал; 4 — межхозяйственные распределители; 5 — хозяйственные распределители; 6 — распределители севооборотных участков; 7 — участковые распределители; 8 — временные оросители; 9 — межхозяйственная и внутрихозяйственная водосборная сеть; 10 — полевые и хозяйственные дороги; 11 — сооружения на оросительной и дорожной сети; 12 — лесозащитные полосы 

     При подпочвенном орошении вода под давлением непрерывно подается к корням растений по специальным трубам, расположенным в подпахотном горизонте на глубине 40-50 см и на расстоянии одна от другой 70-120 см. Трубы или дрены имеют отверстия, через которые вода поступает в почву. Преимущество такого орошения в сравнении с наземным состоит в том, что оно не требует тщательной планировки поля и не затрудняет работу сельскохозяйственных машин.

     При орошении дождеванием вода разбрызгивается по полю в виде дождя при помощи специальных дождевальных установок (ДЦН-70, ДЦА-ЮОМА, «Фрегат», «Волжанка», «Днепр» и др.). Дождевание – наиболее прогрессивный вид орошения, оно все шире применяется при поливе полевых и овощных культур и культурных пастбищ.

     При лиманном (паводковом) орошении почва увлажняется затоплением талыми водами в период паводка. Талые воды при этом удерживаются на склонах, в поймах рек системой сооружаемых валов, что обеспечивает хорошую весеннюю влагозарядку почв, но исключает возможность применения вегетационных поливов.

     Лиманное  орошение широко применяется в засушливых степных и лесостепных районах страны при выращивании как яровых зерновых, так и озимых культур, а также для повышения продуктивности естественных сенокосов и пастбищ.

     Под посев яровых культур участки  затапливают талой водой на 6-10 дней перед началом полевых работ. При этом почва промачивается на глубину 1,5-2 м. Затем воду сбрасывают и поле готовят к посеву. Площади, занятые озимыми культурами, затапливают водой слоем 20 см на 2-3 сут., кормовыми многолетними травами – на 4-6 сут., луга и пастбища - на срок до 15 сут. При лиманном орошении урожайность зерновых возрастает на 0,6- 0,8 т/га, а сена – в 2-4 раза по сравнению с урожаями на суходольных лугах.