Распространение эрозии почв на территории (наименование хозяйства, района, области) и проектирование меры борьбы с ними

Наименование культур	Площадь, га		Урожайность 65465 ц/га	Получено продукции, ц		Почвозащитные коэффициенты*
	га	%		Основ-ной	Побоч-ный	Куль-туры	Сево-оборо-та
Всего (среднее)
В числителе для дефляции почвы, знаменателе – для водной эрозии

 

Расчеты выполняются для всех проектируемых севооборотов и им дается подробное агротехническое и почвозащитное обоснование.

Используя данные гранулометрического состава почвы (см.таблица 4) определяют величину эрозионно-опасной фракции и ширину защищенных полос при дефляции, так как полосное земледелие способствует значительному снижению интенсивности дефляции и повышению урожайности сельскохозяйственных культур.

Преимущество полосных посевов заключается еще и в том, что на таком поле больше задерживается снега, замедляется и фильтруется сток ливневых и талых вод, увеличивается поглощение осадков почвой, создаются лучшие условия для выборочного посева ранней весной, улучшается микроклимат в полосах (при сочетании полос высокостебельных и низкорослых культур). Для повышения эффективности почвозащитных севооборотов необходимо ежегодно в каждом поле иметь многолетние травы путем организации полосного возделывания культур, чередуя травы с однолетними культурами.

Ширину полос определяют с помощью следующих уравнений, характеризующих взаимосвязь между эродированием почвы ветром и факторами, определяющими этот процесс [25, 29].

1. Уравнение эродируемости почвы в зависимости от степени комковатости верхнего слоя:

Q = , (9)

Где Q – эродируемость почвы в граммах;

К – комковатость (процентное содержание сухих неэрозионных фракций крупнее 1 мм в диаметре в слое 0-5 см);

а, b – коэффициенты регрессии, значения которых в зависимости от гранулометрического состава приведены в таблице 14.

Таблица 14 – значения коэффициентов регрессии при определении эродируемости почвы [36].

Гранулометрический состав почв	Значения коэффициентов
	а	b
Глины и тяжелые суглинки	3,6349	0,0319
Средние суглинки	3,3895	0,0294
Легкие суглинки, супеси	3,3087	0,0285

 

2. Темп увеличения переноса мелкозема воздушным потоком:

I = , (10)

Где I – темп увеличения переноса мелкозема воздушним потоком, г/м;

К - комковатость (процентное содержание сухих неэрозионных фракций крупнее 1 мм в диаметре в слое 0-5 см);

d, e – коэффициенты регрессии, значения которых в зависимости от механического состава приведены в таблице 15.

Таблица 15 – Значения коэффициентов регрессии при определении темпов переноса мелкозема воздушным потоком [36].

Гранулометрический состав почв	Значения коэффициентов
	d	e
Глины тяжелые и средние суглинки	3,0409	0,0272
Легкие суглинки, супеси	3,1334	0,0214

 

3. Уравнение дистанции вдоль ветра, на которой величина переноса мелкозема не превышает допустимого значения:

= 11160 – Q / I, (11)

Где - дистанция, м;

         Q – эродируемость почвы, г;

4. Уравнение ширины полос [35, 36]:

W = cosA * [h * (17 * 9,1 * 1 / V) + (17,0 / ], (12)

Где W – ширина полос, м;

А – ориентация полос, угол между перпендикуляром к направлению полос и направлением господствующего ветра (градусы);

h – высота стерни, травы на защитной полосе, м;

V – скорость ветра во время пыльных бурь на высоте флюгера, на которую рассчитывается ширина полос, м/сек;

Для определения ширины полос необходимо следующие данные:

а) гранулометрический состав почвы;

б) комковатость (содержание неэрозионных фракций крупнее 1мм в диаметре) в слое почвы 0-5 см в наиболее эрозионно-опасный период на неветроустойчивых вариантах обработки почвы (пар, зябь отвальная), %;

в) средняя высота стерни или многолетних трав на защищенных полосах (h), м;

г) средняя скорость ветра во время пыльных бурь на высоте флюгера, при которой полосное размещение культур или полосная обработка должны обеспечивать эффективную защиту от ветровой эрозии почв (V), м/сек;

д) ориентация полос по отношению к направлению господствующего ветра, угол между перпендикуляром к направлению полос и направлением господствующего ветра (А), градусы;

значения недостающих показателей для определения ширины полос берутся из справочной и научной литературы или из задания.

Пример расчета ширины полос

1 Эродируемость

Q = = = 228,5 г.

          2 Темп увеличения переноса мелкозема  воздушным потоком:

I = = = 89,7 г/м.

          3 Дистанция пробега воздушного  потока, при которой величина  переноса не превышает допустимого значения:

= 11160 – 228,5 /89,7 +122 м.

В таблице 16 даны допустимые показатели дистанции пробега воздушного потока при некоторых значениях комковатости почвы.

Таблица 16 – Дистанция пробега воздушного потока, при которой величина переноса не превышает допустимых показателей

Гранулометрический состав почв	Комковатость, %
	45	40	30	20	10	0
Глины, тяжелые и средние суглинки	160	122	64	33	16	6
Легкие суглинки, супеси	75	58	35	21	12	6

 

4 Допустимая ширина полос:

W = cos0 * [0,2 (17 * 9,1 * 1 / 20) + 122 * (17,0 / 20] = 1,55 + 74,9 76 м.

Следовательно, при посеве агрегатом К – 700 + 5СЗС – 2,1 с захватом 10,5 м, ширина полос должна быть в пределах 73,5 – 74м.

2. Агротехнические противоэрозионные приемы

Агротехнические приемы включают все виды обработки почв и должны обеспечивать получение высоких урожаев возделываемых культур и максимальную защиту культур и максимальную защиту почв от эрозии.

При изучении и внедрении в производство различных способов обработки почвы необходимо знать параметры ее ветроустойчивости.

Ветроустойчивость почвы в основном зависит от состояния ее поверхности (распыление верхнего слоя, наличие пожнивых остатков, гребнистости). В процессе обработки почвы верхний слой (0-5 см), а также ее поверхность, претерпевают существенные изменения, а, следовательно, изменяется ветроустойчивость.

В КазНИИЗХ разработаны количественные зависимости между эродируемостью (ветроустойчивостью) основных типов почв. Данная количественная зависимость позволяет определить не только ветроустойчивость почвы по показателям состояния ее поверхности, но и количество стерни, необходимое для защиты почвы при той или иной степени распыления верхнего слоя [15, 25, 29, 33, 35, 26].

Для расчета эродируемости применяется следующее уравнение:

Q = , (13)

Где Q – эродируемость почвы в граммах;

           К – комковатость (процентное содержание неэрозионных фракций крупнее 1 мм в диаметре в слое 0-5 см);

           S – количество стерни, шт/;

           a, b, c – коэффициенты регрессии (таблица 17).

Таблица 17 - Значения коэффициентов в регрессии при определении эродируемости почвы [36]

Гранулометрический состав почв	Значения коэффициентов
	a	b	c
Глины и тяжелые суглинки	3,6349	0,0319	0,0039
Средние суглинки	3,3895	0,0294	0,0030
Легкие суглинки, супеси	3,3087	0,0285	0,0039

Установлено, что допустимым пределом эродируемости является Q=±50г, крайним допустимым пределом эродируемости Q=120г. При значении эродируемости равной или меньше 50 граммов поверхность почвы может считаться сильно ветроустойчивой. При эродируемости меньше 120 граммов поверхность почвы будет умеренно ветроустойчивой, а при более 120г – высоко податливой ветровой эрозией.

Умеренная ветроустойчивость означает, что при скорости ветра не выше 10 м/сек на высоте 0,5 м над поверхностью, почва не подвергается дефляции, а при скорости 12,5 м/сек и выше ее проявление не исключено.

Показатели комковатости верхнего слоя почвы и количества стерни на ее поверхности определяются экспериментально или указываются в задании.

Пример определения ветроустойчивости поверхности почвы

По результатам определения комковатости почвы и количества стерни на поверхности поля установлено (таблица 18).

Таблица 18 – Влияние приемов обработки темно-каштановой тяжелосуглинистой почвы на комковатость и сохранность стерни на поверхности почвы

Ва- ри- ант	Обработка почвы	Комкова-тость, %	Количест-во стерни шт/	Эродируе-мость, г	Оценка поверхности почвы
1	Культивация КПЭ-3,8	48	50	81,0	Умеренно ветроустойчивая
2	Вспашка ПН-4-35	45	0	158,3	Высоко податливая
3	Плоскорезная обработка КПГ-250	35	220	45,8	Сильно ветроустойчивая

 

= = = 81,0 г;

= = = 158,3 г;

  = = = 45,8.

При изучении ветроустойчивости поверхности почвы при различных способах ее обработки определение комковатости и количества стерни необходимо проводить в динамике, после каждой операции по обработке почвы и посева.

С помощью уравнения можно решать и другие вопросы:

1. Достаточно ли эффективна защита почвы при оставлении других видов растительных остатков на поверхности.
2. Уничтожение какого количества растительных остатков может считаться допустимым при обработке почвы с тем, чтобы к эрозионно-опасному периоду поверхность почвы была ветроустойчивой.
3. Позволяет ли существующий уровень урожая зерновых культур обеспечить эффективную защиту почву от эрозии при плоскорезной обработке или необходимы дополнительные приемы ее защиты.

Почвозащитная система обработки почвы разрабатывается для всех полей одного севооборота с учетом почвенно-климатических условий, биологических особенностей растений, их требований к технологии возделывания и противоэрозионной эффективности культур и приемов обработки (таблица 19).