Система мероприятий по снижению поверхностного стока и водной эрозии на землях сельскохозяйственного назначения

Исследования почвенного покрова последних десятилетий на территории Ростовской области показали, что продолжается рост эродированных и дефлированных земель, снижение содержания гумуса, увеличиваются площади под овражно-балочной сетью. Площадь земель, подверженных интенсивной водной эрозии, составляет 3,63 млн га, дефляции – 6,01 млн га, под овражно-балочной сетью находится свыше 230 тыс. га. Эрозионные процессы являются одной из основных причин уменьшения содержания гумуса в почве. Основными причинами развития эрозионных и дефляционных процессов являются высокая степень сельскохозяйственной освоенности земель, интенсивная обработка почвы, несоблюдение мер противоэрозионной защиты.

В свете современных представлений борьба с эрозией должна вестись на системном уровне. Зональные системы земледелия должны быть почвозащитными, водоохранными, экологически сбалансированными, базироваться на ландшафтной основе. Они должны решать следующие задачи:

• а)    повышение плодородия почв;

• б)    получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур;

• в)    защита почв от эрозии и дефляции;

• г)    предохранение водных источников от загрязнения биогенными веществами и пестицидами.

Система земледелия, вписываясь в существующие природные ландшафты, должна вести к созданию устойчивых, высокопродуктивных агроландшафтов. В рационально сконструированных агроландшафтах, где все составляющие его компоненты (пашня, лесные насаждения, сенокосы и пастбища и т.д.) находятся в желаемом равновесии, создается благоприятная экологическая обстановка. Наиболее полно ландшафтно-экологический подход используется в почвозащитных системах земледелия с контурной организацией территории.

Контурная организация территории – это организация территории в соответствии с контурами природных комплексов и наибольшим приближением к горизонталям границ угодий, рабочих участков, полей севооборотов, а также линейных почвоохранных мероприятий и рубежей (лесные полосы, контурно-полосное размещение посевов сельскохозяйственных культур, валов-террас и др.).

Почвозащитная система при контурно-ландшафтной организации территории основана на контурном расположении устройств в виде валов, валов-канав, канав с мульчей, чаще всего сопряженных со стокорегулирующими и прибалочными лесными полосами, широком применении специальных агротехнических приемов (валкование, щелевание, лункование, глубокое полосное рыхление и др.), приемов обработки почвы, оставляющих на поверхности стерню и растительные остатки. Эта система лучше других форм землеустройства и землепользования учитывает почвенные и рельефные особенности каждого земельного массива (контура).

Контурная организация территории является наиболее ярко выраженной формой дифференцированного (с учетом местных условий) подхода в земледелии к созданию условий формирования целых экосистем и ландшафтов, она является необходимым первоначальным условием эффективной реализации компонентов системы земледелия на ландшафтной основе, звеном, обеспечивающим органически слаженное функционирование противоэро-зионных мероприятий как единой системы и связь ее со средой.

Существует несколько принципов подхода к структуре использования пашни при контурно-ландшафтной организации территории. Отрабатываемые земли могут быть разделены на четыре технологические группы по типу их использования. Первая – равнинная часть и склоны крутизной до 2,5º. К этой категории отнесена вся пашня, пригодная для возделывания пропашных культур и размещения чистого пара. Вторая – земли с уклоном от 2,5 до 5,50. Здесь размещаются преимущественно культуры сплошного сева, которые в наименьшей степени снижают урожай на смытых почвах и обеспечивают защиту почв от эрозии. Третья – склоны крутизной от 5,5 до 10– 12º. Они идут под постоянное залужение. Четвертая категория – это овражнобалочные земли, ограниченно используемые в сельском хозяйстве.

На землях первой технологической группы – полевые севообороты с максимально возможным насыщением пропаш- ных культур и чистого пара. Многолетних трав в полевом богарном севообороте нет, так как они размещаются на склонах. На землях второй технологической группы со средне- и сильноэродированными почвами осваивают зерно-травяные севообороты. Земли третьей технологической группы (сильно размытые ложбинистые склоны) отводятся под постоянное залужение бобово-злаковыми травосмесями. Крутосклоны после террасирования используются под посадки плодовых и лекарственных древесных насаждений. На всей обрабатываемой площади применяются почвозащитные технологии, основанные на разноглубинной обработке почвы с щелеванием, мульчированием, лункованием и другими приемами. Это позволяет уменьшить эрозионные процессы в 2–4 раза и получить более высокий или равный урожай по сравнению с традиционной технологией. Щелевание является обязательным приемом основной обработки почвы и применяется на посевах озимых культур и многолетних трав с минимальной и поверхностной обработкой. Этим достигается задержание поверхностного стока на склонах слоем до 20 мм, устранение застоя талых вод на полях с микропонижениями, разуплотнение почвы, снижение риска образования ледяной корки.

На границах перехода одной группы земель в другую проектируются стокорегулирующие лесные полосы, усиленные простейшими гидротехническими сооружениями. Обычно границы контуров фиксируются рубежами первого и второго порядков. К рубежам первого порядка с постоянными стокорегулирующими элементами относятся стокорегулирующие и при-балочные лесные полосы, валы, канавы и т.д. Рубежами второго порядка являются временные земляные валики, проходимые для сельскохозяйственных машин и орудий, напашные террасы.

Исследованиями, проведенными научно-исследовательскими и учебными учреждениями Ростовской области, установлено, что в основу контурной организации территории, подверженной водной и совместному действию водной и ветровой эрозии, может быть положено контурно- полосное размещение сельскохозяйственных культур и агрофонов. Функции его таковы, что позволяют одновременно решать вопросы организации эрозионно опасной территории, противоэрозионной агротехники и гидротехники.

Кроме того, полосное размещение в наибольшей степени учитывает природные факторы, которые, особенно на сложных склонах, расположены не в виде квадратов, а в виде горизонтально-контурных и полосных микрозон.

В борьбе с эрозией на пашне контурно-полосное размещение культур и агрофонов необходимо вводить, начиная с приводораздельной части и заканчивая подножием склона. Искусственное расчленение всей эрозионно опасной территории, а также контурно-полосное размещение культур и агрофонов не допускает образования больших водосборов, питающих опасные в эрозионном отношении потоки. Располагаясь по контуру и вписываясь в природный ландшафт, полосы представляют собой основу для наиболее эффективного осуществления других противо-эрозионных мероприятий – специальных агроприемов, лесных полос, гидротехнических сооружений. В этом заключается одна из особенностей контурно-полосного размещения культур, позволяющая использовать его практически повсеместно.

В зависимости от крутизны склона и культур, высеваемых в полосах, рекомендуется следующая ширина полос (табл.).

Рекомендуемая ширина полос в зависимости от крутизны склонов

Дополнение контурно-полосного размещения культур специальными агротехническими приемами (валкование, лун-кование, поделка микролиманов, щелева-ние) значительно усиливает противоэрози-онную эффективность последних. Объясняется это тем, что при создании микрорельефа в условиях традиционной линейнопрямоугольной организации территории на склонах длиной свыше 300–450 м при интенсивном снеготаянии или при выпадении ливней, возникает так называемый «лавинный эффект». Формируется он в том случае, когда величина водоотдачи из снега или количество выпадающих осадков превышает суммарный предел инфильтрационной способности почвы и емкости микрорельефа. Вода, переполняя лунки, борозды и т.д., начинает переливаться из одной в другую и, чем ниже по склону, тем со все увеличивающейся скоростью и массой, разрывая при этом перемычки между мик- роемкостями. В подобных случаях величины смыва почвы и стока воды на склоне с микрорельефом будет нисколько не ниже, чем на участках без него.

Ситуация резко меняется в системе контурно-полосного размещения культур, где склон расчленен на полосы равновеликой длины – 50–80 м: возникновение эффекта лавинного сброса воды здесь практически невозможно, так как на таких коротких склонах, если микрорельеф и не может вместить всю влагу осадков, то потоки воды не успеют набрать достаточной скорости и обрести турбулентность для того чтобы вызвать смыв в больших размерах. Главным ограничителем скорости потоков воды является граница полосы, по которой, с течением времени, формируется вал с широким основанием – рубеж второго порядка.

Одним из ведущих компонентов ландшафтного земледелия, обеспечиваю- щих экологическую устойчивость агроландшафта, является система лесных полос. Они играют большую роль в формировании определенной микрозональной структуры склонов. Контурное расположение лесных полос обеспечивает благоприятные условия для ввода стока талых и ливневых вод в них, равномерного распределения воды в лесополосе и максимального ее поглощения. Увязка стокорегулирующих и прибалочных лесных полос с контурно-полосным размещением культур и специальными агротехническими мероприятиями создает постепенное накапливание эрозионной устойчивости, прогрессирующий рост энергии противостояния. Специальные агротехнические приемы, обеспечивающие задержание осадков (до определенного уровня) на месте их выпадения, увязаны с линейными рубежами, роль которых выполняют валы по границам контурных полос сельскохозяйственных культур и лесные полосы. Сочетание этих трех компонентов, один из которых (лесные полосы) обладает постоянным пространственным воздействием на прилегающую территорию (10–15 высот лесной полосы вверх по склону и 5–8 вниз по склону), позволило в условиях Ростовской области задержать сток талых вод слоем от 44 до 70 мм и снизить смыв почвы до 0,3– 3,1 т/га. В данном случае ключевое значение в задержании стока и уменьшении смыва переходит к лесным полосам. Дере- вья деконцентрируют водный поток, разбивая его на отдельные струи. Энергия потока гасится, увеличивается контакт вод местного стока с лесной подстилкой, через которую поглощается значительная его часть.

Усиление контурно-полосного размещения культур и агрофонов, лесных полос рубежами первого порядка в виде простейших гидротехнических сооружений (валы, валы-канавы, канавы, запруды и т.д.) формирует зону сплошной мелиоративной обстановки. Причем совмещение лесных полос с гидротехническими сооружениями позволяет уменьшить ширину лесных полос, улучшить их аэродинамические функции. Задержание определенной части стока на каждом этапе этой системы позволило зарегулировать сток талых вод слоем 100 мм. А это значит, что для условий Ростовской области мы можем с помощью контурно-ландшафтной системы земледелия полностью задержать сток талых вод 10% обеспеченности.

Таким образом, приемы и мероприятия в системе контурно-ландшафтного земледелия подобраны с таким расчетом, что каждый прием выделяется среди других, подчеркивая при этом свою индивидуальность и одновременно снижая поверхностный сток и смыв почвы до экологически допустимых значений, и усиливая почвозащитную эффективность комплекса мероприятий в целом.