Эрозия - это совокупность взаимосвязанных процессов отрыва, переноса, аккумуляции почвенных частиц поверхностным стоком и ветром.

Водная эрозия бывает двух видов: плоскостная и линейная.

Факторы непосредственно влияющих на водную эрозию можно разделить на два типа: физико-географические (климат, рельеф, почвы, растительный покров) и социально-экономические (хозяйственная специализация, расположение границ и линейных элементов без учета рельефа, уничтожение растительности, способы и методы обработки почвы). При этом к факторам климата относятся: сила и интенсивность осадков, суммарное количество осадков, частота и время выпадения осадков, температура и влажность воздуха, скорость и продолжительность ветра. К факторам рельефа относятся: наличие пересеченного рельефа склоновых земель. К почвенным факторам относятся следующие факторы: механический состав, влагопрочность, влагоемкость. Противоэрозионная организация территории имеет свои особенности, связанные с необходимостью обеспечить прекращение эрозии, восстановление продуктивности нарушенных угодий и улучшений их пространственных характеристик.

Основы противоэрозионной организации территории закладываются уже на стадии прогнозирования противоэрозионных мероприятий, соответствующих предплановых и предпроектных решений.

Система противоэрозионной организации территории включает прогнозирование, планирование и проектирование эрозионно-опасных и эродированных земель, определяет организационно-хозяйственные технические действия по осуществлению противоэрозионных мероприятий на ближайшие годы.

Подготовительные работы к проекту выполняются в камеральных и полевых условиях. В камеральных условиях должно быть выполнено:

- изучение планово-картографического материалов различных обследований (почвенно-эрозионное, агролесомелиоративное, гидротехническое, агрохозяйственное, геоботаническое, дорожное, экономическое, землеустроительное). В этих документах особым образом выделяются не только общие сведения о хозяйстве, природных и территориальных, но прежде всего участки эрозионно-опасных и определяется предварительный комплекс противоэрозионных мероприятий;

- изучение природных и экономических условий перспективного развития хозяйства;

- составление карты крутизны склона;

- составление карты категории эрозионно-опасных земель.

В полевых условиях изучается территория хозяйства для установления фактической подверженности угодий эрозионно-аккумулятивным процессам и очередности осуществления противоэрозионных мероприятий. При этом обследуют овраги, гидротехнические сооружения, защитные лесные полосы, насаждения, дороги, а также границы угодий, полей севооборотов и рабочих участков на предмет их влияния на развитие эрозии.

Агротехнические приёмы противоэрозионной обработки почв можно подразделить на обычные агротехнические приёмы (глубокая обработка почвы, обработка почвы и посев сельскохозяйственных культур поперёк склона, применение удобрений, снегозадержание и др.) и специальные водозадерживающие приёмы (гребнистая и ступенчатые вспашки, бороздование зяби, поделка микролиманов и др.). Эти мероприятия разрабатывают с учётом рельефа, экспозиции склона, степени эродированности почвы и хозяйственного использования земель.

К мероприятиям, обеспечивающим повышение противоэрозионной стойкости почв, относятся: обогащение почвы органическим веществом, безотвальная вспашка и плоскорезная обработка почвы и специальные почвозащитные севообороты.

защитное лесное насаждение климатический

Обогащение почвы органическим веществом. Повышение относительного содержания органического вещества позволяет активизировать жизнедеятельность почвенной фауны. Это способствует увеличению количества органических кислот, склеивающих частицы почвы и повышающих их водопрочность, что значительно увеличивает ее противоэрозионную устойчивость.

Органическое вещество поступает в почву в виде остатков выращиваемой сельскохозяйственной продукции и органических удобрений. Следовательно, любые агротехнические мероприятия или их комплекс, направленные на повышение урожайности, автоматически способствуют повышению противоэрозионной стойкости почвы. Высокий уровень агротехники является необходимым условием в системе мероприятий по предотвращению или уменьшению водной эрозии.

Специальные почвозащитные севообороты. Наиболее эффективным агротехническим приемом, обеспечивающим защиту почв от влияния водной эрозии, являются почвозащитные севообороты. Одним из непременных компонентов почвозащитных севооборотов является участие многолетних трав, которые составляют 50-80 % общей площади всех полей севооборота. Такое участие многолетних трав устраняет необходимость ежегодной вспашки поля. Мощное развитие корневых систем многолетних трав интенсивно обогащает почву органическим веществом. Особенностью почвозащитных севооборотов является также отсутствие пропашных и технических культур, требующих рыхления почвы на протяжении вегетационного периода.

После перепашки многолетних трав неразложившиеся корни и стебли растений образуют своеобразный пласт, трудно поддающийся смыву и размыву. Под влиянием корневых систем многолетних трав образуется хорошо выраженная водопрочная структура почвы, которая способствует повышении ее инфильтрации и противоэрозионной стойкости.

Безотвальная вспашка и плоскорезная обработка почвы. В условиях высокого уровня агротехники, когда сведена к минимуму засоренность полей сорной растительностью и обеспечена необходимая структура почвы, высокоэффективным средством в предотвращении водной эрозии является безотвальная вспашка, производимая плугами со снятыми отвалами. Безотвальная вспашка обеспечивает рыхлое состояние пахотного горизонта, способствует фильтрации талых вод и осадков. В то же время при такой вспашке в верхнем слое почвы сохраняются корневая система сельскохозяйственной растительности и стерня, которые являются существенным почвоукрепляющим фактором, способным нейтрализовать разрушающую силу значительных потоков воды.

Плоскорезную обработку почвы целесообразно применять на эродированных склонах с укороченным вследствие смыва почвенным горизонтом. Производится такая обработка специальными орудиями - плоскорезами, наиболее распространенным из которых является плоскорез глубокорыхлитель КПГ-250. Плоскорезная обработка увеличивает количество влаги, проникающей в почву, и смыв почвы существенно уменьшается.

Углубление пахотного слоя (на глубину более 25 см) повышает общую и некапиллярную скважность почвы, увеличивает водопроницаемость, усиливает аэробную микробиологическую деятельность.

Глубокую вспашку производят не ежегодно, а через 2-3 года. Рекомендуется также проводить не сплошную пахоту, а по обычной пахоте глубокое рыхление полосами на глубину 60-70 см с использованием орудий ВУМ-60 и ПУН-1.

Поперечная и контурная обработка почв. При обработке почвы поперек склона на поверхности почвы образуются гидродинамические шероховатости, снижающие скорость тока воды. Сформировавшиеся при этом гребни почвы, располагаясь перпендикулярно линиям стока, задерживают стекающую влагу. Вследствие этого увеличивается время схода влаги со склона, что удлиняет период ее фильтрации в почву.

Существенный противоэрозионный эффект оказывает глубокая пахота, проводимая поперёк склона. Глубоко обработанная почва быстрее и больше впитывает воды, уменьшает поверхностный сток. Лучше всего основную вспашку и последующую обработку почвы проводить по горизонталям, особенно на склонах с меняющейся экспозицией. Контурная вспашка несколько затрудняет организацию территории на склонах, но является весьма эффективным и рациональным способом использования земель.

Контурная система земледелия предопределяет проведение на данном участке всего комплекса технологических процессов выращивания сельскохозяйственных культур вдоль горизонталей. Понижения на поверхности земли, оставляемые при проходе сельскохозяйственных машин и орудий, также располагаются по контуру, т.е. перпендикулярно линиям стока. Такое размещение понижений, а соответственно, и микроповышений способствует снижению скорости тока воды. Таким образом, контурная система земледелия на территории всего обрабатываемого участка оказывает эффективное влияние на уменьшение поверхностного стока и снижение его скорости.

Гребнистая вспашка применяется на более крутых склонах и в районах с большим стоком талых вод. Поделка гребней (валиков) производится одновременно со вспашкой, для чего удлиняют один из отвалов плуга. При такой вспашке образуются валики высотой 20-25 см, расстояние между ними равно ширине захвата плуга.

Гребнистая вспашка может быть осуществлена с помощью плуга без отвала на одном, двух корпусах. После прохода безотвальных корпусов на поверхности остается стерня, после прохода отвальных корпусов образуются гребни.

Комбинированная вспашка выполняется любым плугом, у которого на первом и третьем корпусах установлены укороченные отвалы, в результате чего при вспашке на поверхности образуются чередующиеся через 35 см борозды и валики высотой 15-18 см, которые хорошо задерживают зимние осадки и препятствуют стоку талых вод.

В районах, где зябь боронуют или склон имеет много ложбин, валики создают вдоль горизонталей специальными валикоделателями поздней осенью, между валиками устраивают перемычки (через 10-20 м) с помощью перемычкоделателя. Поверхность поля покрывается замкнутыми емкостями для задержания талых вод - микролиманами. Приспособление ПРНТ-80000 служит для поделки валиков с перемычками (микролиманов) одновременно со вспашкой зяби на склонах крутизной до 4⁰.

Ступенчатая пахота - наиболее эффективный агротехнический прием для односторонних склонов крутизной до 6-8⁰. Проводится ступенчатая пахота обычными четырехкорпусными плугами, на которых 1-й и 3-й корпус устанавливается на 12-15 см ниже, чем 2-й и 4-й.

При ступенчатой вспашке на поверхности почвы образуются невысокие валики и борозды (15-18 см). Подпахотная подошва, обычно уплотненная, приобретает ступенчатый профиль, что приводит к увеличению водопоглощающей способности почвы к сокращению внутреннего стока по плужной подошве.

Приспособление ПРНТ-60000 предназначено для гребнисто - ступенчатой вспашки на склонах крутизной 4-6⁰ с созданием неровностей по дну борозды и поверхности вспаханного поля.

Прерывистое бороздование. Бороздование издавна применялось в нашей стране как прием, позволяющий задержать сток и предотвратить смыв на склонах крутизной до 5⁰. Во избежание концентрации стока бороздами их делают прерывистыми, с перемычками. Для одновременного с пахотой бороздования, используют приспособление ПРНТ-70000 к плугу ПЛН-4-35. При проведении прерывистого бороздования плуг периодически заглубляется в почву, образуя в плане на склоне пунктирные линии борозд, расположенные поперек склона. Прерывистые борозды нарезаются также однокорпусным плугом или пятикорпусным, у которого оставлены только крайние корпуса. Расстояние между линиями борозд по склону до 10 м в зависимости от количества воды, которое предусмотрено задержать в них. Для устройства прерывистых борозд на ровных склонах после вспашки зяби используют окучники. Длина отрезков борозд устанавливается в 5-10 м, длина разрывов между ними - 1-1.5 м, расстояние между бороздами 1.5-3.0 м. Отрезки борозд на склоне размещаются в шахматном порядке. Прерывистое бороздование эффективно на зяби и парах, в междурядьях пропашных культур, садов, лесных полос. Для задержания дождевых вод борозды прокладывают вдоль горизонталей, а для безопасного отвода ливневых вод - под острым углом к горизонталям.

Обвалование зяби. При обваловании создаются временные земляные валики поперек склона. Прием эффективен на участках, обрабатываемых по системе черного пара или вспаханных на зябь. Создание валиков высотой 15-25 см позволит полностью предупредить поверхностный сток со склонов относительно небольшой крутизны. Обвалование можно проводить одновременно с бороздованием зяби. Для этого используют плуг с удлиненным отвалом.

Лункование. При лунковании на зяби и парах готовится сеть замкнутых лунок, ячеек и других углублений различной формы, равномерно распределенных на поверхности склонов. Лункование осуществляется различными орудиями, но наибольшее распространение получили дисковые лункоделатели ЛОД-10, ПЛДГ-5, ПЛДГ-10 или приспособление ПРНТ-90000, которые агрегатируются с плугом ПЛН-4-35.

Наиболее эффективно формирование искусственного нанорельефа (гребнистая вспашка, лункование, бороздование и пр.) сочетать с другими приемами обработки почвы - глубокой или комбинированной пахотой, а также снегозадержанием, так как наиболее эффективными приемами задержания стока являются такие, которые обеспечивают при проведении основной вспашки создание первичного нанорельефа, без уплотнения почвы, при достаточной глубине рыхления. Мощность рыхлого слоя под лунками, бороздами и другими понижениями должна составлять около 25-27 см.

Щелевание предназначено для задержания стока и уменьшения эрозии на сельскохозяйственных угодьях с повышенной уплотненность почвы: на угодьях с многолетними травами, с озимыми культурами, на стерне, пастбищах и сенокосах. Реже проводится щелевание зяби.

Этот агротехнический прием состоит в том, что в почве делают глубокие прорези-щели, в которые более интенсивно проходят талые или дождевые воды. Щелевание проводят специальными машинами. Нарезаются щели поперек склона через 10-12 м.

Ножи-щелерезы, прикрепленные к раме плуга вместо корпусов, через 100-140 см образуют щели глубиной до 40-60 см. Щели способствуют быстрому переводу снеговых и дождевых вод в более глубокие почвенные горизонты, с пониженной влажностью и слабым промерзанием.

При щелевании склонов сток почти полностью прекращается, а запасы влаги в почве в почве возрастаю в три-четыре раза, что способствует повышению урожайности.

В северных районах результативность этого приема намного возрастает при щелевании озимых и зяби по мерзлой почве. Чтобы щели не забивались землей и не заплывали, в них специальной машиной вдувается измельченная стерня, солома, опилки. Этот прием вертикального мульчирования повышает на 50 % способность почвы поглощать воду, и действие щелей сохраняется три-пять лет.

Кротование проводится с целью восстановления естественного дренажа обычного для целинной почвы, пронизанной ходами сусликов, сурков, мышей, личинок насекомых, дождевых червей и др. Специальными орудиями на глубине 40-50 см делается сеть кротовин диаметром 5-6 см, вода в которые поступает через щель, прорезанную вертикальной стойкой и ножом. Кротование не иссушает поверхностных слоев почвы и не препятствует дальнейшему проведению механизированных работ. Мульчирование. В качестве мульчирующего материала используют прелую солому, листья, навоз, торф, опилки, пожнивные остатки и пр. Мульча защищает поверхность почвы от прямых ударов дождевых капель, препятствует взмучиванию частичек почвы, защищает водопроводящие поры от заиления. Мульчирующая покрышка задерживает поверхностный сток, защищает почву от излишнего иссушения, угнетает сорняки и улучшает условия для биологических процессов в почве. Высокая эффективность мульчирования во всех зонах обусловила новое направление в защите почв, как от водной, так и от ветровой эрозии с помощью использования стерни, пожнивных остатков при безотвальной и минимальной ("нулевой") обработке почвы. На более крутых склонах применяют простейшие гидротехнические сооружения - валы-террасы с широким основанием, напашное террасирование, с учётом применения агротехнических противоэрозионных мероприятий.

3. Особенности обработки почвы под полезащитные лесные полосы в различных почвенно-климатических условиях