ЗМІСТ
ВСТУП
РОЗДІЛ 1. ВИДИ ЕРОЗІЇ ҐРУНТІВ
1.1 Загальні відомості про ерозію ґрунтів
1.2 Водна ерозія ґрунтів
1.3 Вітрова ерозія
РОЗДІЛ 2. ЗАХОДИ БОРОТЬБИ З ЕРОЗІЄЮ
2.1 Боротьба з водною ерозією
2.1.1 Водорегулюючі лісові насадження
2.1.2 Ґрунтозахисні насадження
2.1.3 Лісоутворюючі породи у протиерозійних насадженнях
2.1.4 Залуження схилів
2.1.5 Просапні культури на еродованих ґрунтах
2.1.6 Терасування схилів
2.2 Заходи боротьби з вітровою ерозією
РОЗДІЛ 3. КОМПЛЕКСНИЙ ЗАХИСТ ҐРУНТІВ ВІД ЕРОЗІЇ
РОЗДІЛ 4. РЕКУЛЬТИВАЦІЯ ЗЕМЕЛЬ ТА ЇХ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКЕ ВИКОРИСТАННЯ
4.1 Поняття про рекультивацію
4.2 Технічний етап рекультивації
4.3 Біологічний етап рекультивації
РОЗДІЛ 6. АНАЛІЗ ЕРОДОВАНЕОСТІ ГРУНТІВ НОВГОРОД-СІВЕРСЬКОГО РАЙОНУ
ВИСНОВКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
ВСТУП
Захист ґрунтів від ерозії і їх раціональне використання — глобальна, загальнолюдська проблема. Ще в далекому минулому надмірне випасання худоби призводило до порушення екологічної рівноваги, внаслідок чого посилювались ерозійні процеси.
В епоху інтенсивного розвитку промисловості, транспорту, сільського господарства, зростання народонаселення виключно важливого значення набуває проблема охорони зовнішнього середовища і раціонального використання природних ресурсів, у тому числі проблема охорони ґрунтів та підвищення їх родючості.
У результаті впливу людини на грунт погіршуються його природні властивості: водно-фізичні, фізичні та хімічні. Це в свою чергу сприяє розвитку ерозійних процесів. З природних факторів посилюють ерозію ґрунтів довгі й стрімкі схили.
Здійснення завдань охорони природи вимагає комплексного підходу, планування таких заходів впливу на оточуюче середовище, які по можливості забезпечували б природну рівновагу, що порушується діяльністю людини, сприяли б створенню найкращих умов для життя населення планети.
У комплексі заходів охорони ґрунтів та відновлення їх родючості особливе місце належить боротьбі з водною лінійною і вітровою ерозією і причинами, що їх породжують.
Предмет дослідження – виникнення ерозійних процесів.
Об`єкт дослідження – стан еродованості ґрунтів Новгород-Сіверського району Чернігівської області.
Мета роботи – охарактеризувати агротехнічні основи охорони земель від ерозії.
Завдання роботи:
1) дати характеристику основних видів ерозій;
2) описати основні заходи боротьби з водною ерозією;
3) проаналізувати основні заходи боротьби з вітровою ерозією;
4) обґрунтувати використання комплексного захисту ґрунтів від ерозії;
5) охарактеризувати значення рекультивації земель;
6) провести аналіз стану еродованості ґрунтів Новгород-Сіверського району Чернігівської області.
РОЗДІЛ 1
ВИДИ ЕРОЗІЇ ҐРУНТІВ
Водна ерозія ґрунтів
Водна ерозія ґрунтів спричинюється стоком зливових, талих та іригаційних вод, під яким, як правило, розуміють рух води по поверхні і приповерхневому шарі ґрунту.
Ерозійні процеси, викликані стоком зливових вод, проходять кілька стадій. На початку зливи інтенсивно вбирається волога ґрунтом та інтенсивно руйнуються і розбризкуються ґрунтові агрегати краплями дощу. Інтенсивність вбирання в цей час перевищує інтенсивність зливи. Стоку не виникає. Удари дощових крапель ущільнюють грунт і закупорюють ґрунтові пори дрібнодисперсними часточками, які розбризкуються. Інтенсивність вбирання внаслідок цього значно знижується й інтенсивність дощу перевищує її. На поверхні ґрунту в мікропониженнях нагромаджується вода, яка не увібралась. Згодом мікро-пониження переповнюються, утворюється суцільний мікростік, що інтенсивно виносить зруйнований дощовими краплями грунт. Надалі стік концентрується по мікроулоговинах в струмочки, які вимивають звивисте русло вздовж найбільших ухилів [13].
Поступово дрібні струмочки перетворюються на більші струмки, що виносять багато ґрунту, формуючи при цьому русла. Ці русла зарівнюють при обробітку ґрунту сільськогосподарськими знаряддями, проте після повторної зливи на цих же місцях знову виникають русла, що зрештою призводить до утворення улоговин і змитих ґрунтів.
Спостереження за рідким стоком і змивом ґрунту в зимово-весняний період проводили по всій довжині (400—500 м) водозборів кожного варіанта з використанням самозаписувачів рівня води, на елементарних стокових майданчиках (50X20 м), розташованих між лінійними рубежами (валами-канавами), об'ємним методом, а також на мікромайданчиках (1 м2), ізольованих поліетиленовою плівкою від ґрунту, для визначення інтенсивності сніготанення та випаровування.
У зимовий період при вираженому вітровому режимі (західних і східних румбів) на водозборах відбувається перевідкладення снігу (рис. 1.1). При цьому найвідчутніше зменшуються водозапаси у снігу на навітрених схилах у середній їх частині, а в підвітрених — у верхній та середній частинах.
Рис. 1.1. Запаси води в снігу на підвітреному (І) і навітреному (II) схилах:
1 — озима пшениця; 2 — зяб полицевий, гребенистий; 3 — стерня ярого ячменю+еспарцет; 4 — стерня еспарцету.
У вологонагромадженні велику роль відіграє мікрорельєф зябу і стерньовий фон на посівах. Так, на полях із стерньовим фоном (багаторічні трави) не спостерігалось перерозподілу снігу. Запаси води в снігу на еспарцеті другого року використання (висота стерні 15—16 см) були у верхній частині підвітреного схилу на 16,5 мм більші, ніж на озимих.
Створення на посівах озимих стерньового фону також запобігає видуванню й перерозподілу снігу. В досліді, проведеному в 1984—1985 рр., було відмічено, що в посівах озимого жита з підсівом ярого ячменю для осіннього використання видування снігу при випаданні його з вітром не було і запаси води в снігу майже в 2 рази вищі, ніж на контролі [19].
Вплив елементів комплексу протиерозійних заходів на розвиток ерозійних процесів та вбирання стоку талих вод можна прослідкувати за річними спостереженнями. Формування стоку відбувається двічі: 5—6 і 26—28 березня.
На початок сніготанення запаси води в снігу по варіантах досліду дорівнювали: 5 березня — 10,5—12,6 мм, 26 березня — 13,5—16,2 мм. Значні відмінності при цьому спостерігали в ступені покриття снігом різних агрофонів.
Максимальною площа галявин на травах і стерні ячменю (50 %), а мінімальною — на озимих (10—12 %) і зябу (30 %). При цьому шар ґрунту, що відтанув, на галявинах на 3—4 см більший, ніж на ділянках під снігом (5—7 см). Ця особливість сприяє кращому вбиранню води на зябу і на фоні стерні ячменю з підсівом еспарцету.
Спостереження за промерзанням у водозбірній канаві (вал-канава) показали, що верхній шар свіжої соломи, зволожений осінньо-зимовими опадами, промерзав на 17—27 см, тому не виникало будь-яких перешкод для вбирання рідкого стоку, оскільки під стікаючою водою солома швидко відтавала. Грунт на дні канави також був відталим.
Інтенсивність сніготанення визначають на мікромайданчиках (1 м2) з ізоляцією ґрунту плівкою для запобігання вбиранню [19].
Найбільш стокоскидним фоном є озимі культури суцільного висіву і багаторічні трави, а найбільш ерозійно небезпечним — вирівняна полицева зяблева оранка.
Величина зливового стоку й інтенсивність ерозії залежать від багатьох факторів: довжини й крутості схилів, вологості ґрунту, його водопроникності, агрофону, інтенсивності зливи тощо.
Вітрова ерозія
На території України пилові бурі відмічались ще в середині минулого століття, коли почали розорювати землі у степовій зоні. Розширення орних угідь призводило і до збільшення ерозійних процесів. Нині, коли площі оброблюваних земель досягли максимального рівня, вітрова ерозія ґрунтів локально проявляється практично щороку. Пилові бурі бувають раз у 5—9 років. Причинами цього явища вважають не тільки вітер, а й підвищену розпорошеність ґрунту, зумовлену невідповідністю полицевого способу обробітку ґрунту новим умовам землеробства — його значній інтенсифікації.
За частотою та інтенсивністю вітроерозійних процесів територію України поділяють на два великих пояси: перший — потенційно можливого розвитку вітрової ерозії, охоплює зону Українського Полісся, північно-західні та західні райони держави. В останні роки посилився локальний (місцевий) прояв вітрової ерозії на ділянках осушених торфовищ і на ґрунтах легкого механічного складу. Насамперед еродують фони полицевого зябу зразу ж після танення снігу під час заморозків або сухої весни і швидкості вітру понад 3,5 м/с на поверхні ґрунту (8—12 м/с на висоті флюгера) [4].
Другий пояс — решта території країни, це район активного прояву вітрової ерозії. Його поділяють на три провінції. Лісостепова — із слабкою вітроерозійною активністю. Розораність території становить 60 — 80 %. Ґрунтовий покрив представлений чорноземними ґрунтами суглинкового механічного складу, сформованими в основному на лесах і лесовидних суглинках. Плямами зустрічаються сірі лісові та дерново-підзолисті ґрунти легкого механічного складу. Переважаюча тут місцева вітрова ерозія розвивається при швидкості вітру понад 10 м/с. Найбільша кількість активних ерозійно небезпечних вітрів припадає на північно-східні та південно-східні напрямки.
В Українській степовій провінції виражений розвиток вітрової ерозії. Тут, крім вітрової, поширена й водна ерозія ґрунтів. Часто вони зумовлюють одна одну, формуючи відповідну поверхню ґрунтів. Вітроерозійні процеси спостерігаються в основному в зимовий та ранньовесняний періоди року, особливо у безсніжні зими. Днів з пиловими бурями буває 5—25.
Чорноморсько-Приазовська провінція — район дуже сильного розвитку вітрової ерозії ґрунтів. Кількість днів з пиловими бурями тут становить 20—35.
Кліматична зумовленість прояву вітроерозійних процесів. Розподіл показників тиску повітря в ерозійно небезпечний період (січень—квітень) свідчить про існування великої баричної осі. По обидва боки від неї панують вітри різного напрямку: на півночі — західні, на півдні — східні та північно-східні, а на південному заході — північно-східні та північні.
Найчастіше пилові бурі виникають тоді, коли на схід від Російської рівнини розміщується потужний антициклон, а циклон знаходиться на заході або південному заході Європи. У цьому випадку на периферії антициклону значно посилюються повітряні потоки. Збільшення швидкості вітру також спостерігається, якщо на півночі та північному сході Європи формуються циклони, а на півдні України розміщена область пониженого тиску [4].
На Україні збільшення баричних градієнтів та вітру спостерігається переважно в холодний період року. Влітку сильний вітер, як правило, шквалистий, виникає під час проходження грозових фронтів. Тривалість сильного вітру звичайно від 2 до 10 — 12, на півдні та південному сході — до 143 рік.
У районах Херсона — Нової Каховки — Мелітополя — Запоріжжя — Нікополя за рік кількість днів з пиловими бурями досягає 40. У північних та північно-східних районах України пилові бурі спостерігаються один раз за 10 років.
Максимум пилових бур у південних районах буває звичайно навесні, що зумовлено більш раннім таненням снігового покриву, інтенсивним підвищенням температури і відсутністю зімкнутого травостою. Видування ґрунтів взимку (чорні бурі) відбувається у роки з низькою температурою повітря при слабкому зволоженні ґрунту з осені і відсутності снігового покриву. їх тривалість коливається від чверті години до кількох діб. Найбільш тривалі бурі бувають у степовій зоні, особливо у східній її частині. Середня тривалість пилових бур у Донбасі перевищує 10 год., у Лісостепу — 3, на Поліссі — 1 год.
Великої шкоди ґрунтовому покриву завдає місцева вітрова ерозія, що виникає в основному на вітроударних схилах і підвищених елементах рельєфу посилюються вітри невеликої швидкості (менше 6 м/с). Тому локальна (місцева) вітрова ерозія найчастіше виникає при загальній відсутності пилових бур. Прояв її на одній і тій же ділянці протягом ряду років призводить до значної втрати ґрунту.
Властивості ґрунтів та вітроерозійні процеси. Фізична суть вітрової ерозії ґрунтів полягає в тому, що в результаті дії повітряного потоку в приземному шарі починають рухатися ґрунтові частинки та агрегати. Встановлено три форми переміщення частинок ґрунту: перекочування по поверхні, перенесення в повітряному потоці, а також стрибкоподібний рух.
Перекочуванням переміщуються в основному ґрунтові частинки розміром 0,5—1,2 мм, крупніші структурні агрегати — ураганним та штормовим вітром, а стрибками — частинки розміром 0,1 — 0,5 мм, які для того, щоб відірватися від поверхні ґрунту, повинні пройти шлях у стадії перекочування. Структурні агрегати розміром менше 0,1 мм по поверхні ґрунту повітряним шляхом не переміщуються. їх відрив можливий лише з гребенів або за допомогою частинок розміром — 0,1—0,5 мм, які вибивають дрібніші агрегати у повітряний потік [5].
Якщо у шарі ґрунту 0—5 см міститься понад 60 % агрегатів більше 1 мм, то така поверхня вітростійка. При вмісті 50 % агрегатів понад 1 мм поверхня ґрунту помірно стійка, тому що при сильних вітрах (більш як 17—20 м/с) з неї відчужується до 4—6 т/га ґрунту.
У весняно-осінній період поверхня більшості ґрунтів перебуває у вітростійкому стані (грудочкуватість 60—80 %). Взимку і ранньою весною під впливом погодних умов (промерзання, відталі агрегати швидко руйнуються до ерозійно небезпечних розмірів і до періоду сильних вітрів зорані фони стають нестійкими проти вітру (грудочкуватість 30 — 40 %).
Під впливом погодних умов, а також обробітків поступово змінюється грудочкуватість верхнього шару ґрунту. Показник схильності вітростійких агрегатів до руйнування є відносною інтегральною характеристикою впливу властивостей ґрунтового покриву на утворення і збереження грудочкуватості.
У результаті аналізу частоти та інтенсивності прояву вітроерозійних процесів на ґрунтах з різними показниками руйнування виявлено тісну пряму взаємозалежність між ними. Така сполученість дає змогу використовувати її для діагностики ґрунтів щодо їх схильності до вітрової ерозії [5].
За впливом погодних умов (зволоження, промерзання, швидкість висушування) на зміну показника руйнування вітростійких агрегатів, а також зіставленням цих змін із характером прояву вітрової ерозії плакорні ґрунти степової зони України віднесені за потенційною небезпечністю до таких, яким властиві ерозійні процеси.
РОЗДІЛ 2
ЗАХОДИ БОРОТЬБИ З ЕРОЗІЄЮ
Боротьба з водною ерозією
Ґрунтозахисні насадження
Привидолинкові і прияркові лісосмуги за своїми функціями істотно відрізняються від водорегулюючих. Розміщені вздовж брівки ярів і видолинків, вони відмежовують, з одного боку, ріллю від інших угідь, а з другого — пологу частину схилу від крутої і таким чином відіграють ґрунтозахисну роль на землях, які лежать на крутих схилах видолинків і ярів. Ці лісосмуги слід споруджувати по горизонталях, уникаючи розміщення під кутом. У місцях перетину лісосмугою різних понижень місцевості її ширину збільшують, виходячи з крутизни і довжини схилів цих понижень.
Привидолинкові і прияркові лісосмуги сприяють закріпленню й припиненню зростання ярів з малою водозбірною площею на крутих схилах видолинків та річкових терас, затриманню стоку вод атмосферних опадів і, звідси, — змиву ґрунту.
Ярково-видолинкові насадження позитивно впливають на гідрологічні й мікрокліматичні умови на орних землях, які розташовані поруч, відіграють значну роль у захисті рік, озер і водойм від замулення.
Привидолинкові і прияркові насадження зумовлюють рівномірність процесу накопичення і танення снігу на ріллі, а також на схилах. Талі снігові води, які стікають з сусідніх привидолинкових площ, потрапляючи в товщу снігу на схилах, втрачають свою ерозійну енергію. Внаслідок поліпшення умов сніговідкладання і сніготанення зменшується ерозійна діяльність талих вод на схилах і створюються сприятливі мікрокліматичні умови для розташованих поруч полів, підвищується їх родючість [21].
Виходячи з довжини і крутизни схилів вододілів і ерозійних форм рельєфу, на Волинській і Подільській височинах і північному сході Буковини, ширину прибрівкових лісових і лісоплодових смуг на їх території встановлено від 10 до 15 метрів.
Для територій, де є схили з інтенсивним розвитком ерозії, а водозбори мають значну довжину, ширина прибрівкових лісових і лісоплодових смуг може становити 15—20 метрів.
На схилах приподільських улоговин, річкових долин, видолинків, ярів, де процес природного осипання закінчився і вони набули стабільності (покрилися дерном), протиерозійні насадження доцільно розміщувати за 2—3 метри від їх брівки. Крім того, треба залишати вузьку прибрівкову смужку під природне залуження.
На ділянках видолинків з опуклими, крутими схилами, на яких відмічається інтенсивний розмив, на прибрівковій частині створюють деревно-чагарниковий тип насаджень як найбільш ефективний проти розвитку ерозії.
На схилах південних відрізків приток Прип'яті, подільських притоках Дністра, лівих притоках Пруту створюються додаткові чагарникові насадження з посухостійких культур, що швидко розмножуються паростками, відводами (ірга, обліпиха, акація біла та ін.). За ними на відстані 4 метри одне від одного садять плодові дерева, які тут добре розвиваються [27].
У районах, де розвиток ярів і початкових форм ерозії загрожує ріллі, а також на крутих еродованих схилах річкових долин, видолинків (особливо на зсувних ділянках), споруджуються тераси, на яких висаджують лісоплодові і плодоягідні культури, включаючи виноград, які дають значний економічний ефект.
Відкоси і днища ярів та видолинків теж підлягають залісенню. Ширину прибрівкових смуг доцільно доводити від 10 — 15 до 20 — 25 метрів.
На територіях, де поширені початкові форми ерозії і сильнозмиті ґрунти, яри на схилах і днищах балок свідчать про велику руйнівну силу талих і зливових вод, які стікають у видолинки (через прибережні ділянки). Ширина прибрівкових лісосмуг має становити 20 — 30 метрів.
Залуження схилів
Ефективним заходом боротьби з ерозією і змивом, у комплексі з іншими агролісомеліоративними заходами, є залуження сильно еродованих і розмитих крутих схилів. Тут доцільно розміщувати сінокісні сівозміни, насичені багаторічними травами чи травосумішами [19].
На схилах річкових долин, ярів і видолинків, де поширені опідзолені чорноземи і сірі лісові опідзолені ґрунти, сіють конюшину червону і люцерну. Непогано виявили себе суміші конюшини з тимофіївкою; конюшини з вівсяницею; конюшини з райграсом пасовищним чи багатоукісним; конюшини, люцерни і тимофіївки чи вівсяниці лучної.
При однорічному використанні рекомендується суміш конюшини червоної з білою і з тимофіївкою; конюшини червоної, райграса пасовищного чи багатоукісного; при дво- чи трирічному використанні — потрійна суміш з конюшини червоної, люцерни і вівсяниці лучної.
На тих самих схилах добре розвиваються і дають значний протиерозійний ефект суміші з конюшини червоної і рожевої; конюшини білої з лядвенцем рогатим. Спостереження за розвитком процесу змиву і розмиву на схилах ярів, балок і річкових долин, раніше зайнятих багаторічними травами і травосумішами, показують, що при однорічному використанні трав на схилах доцільно висівати такі ж подвійні травосуміші, як і на сірих опідзолених ґрунтах, при дворічному використанні — потрійну травосуміш з конюшини червоної, лядвинця рогатого і тимофіївки.
Непогані наслідки у боротьбі з вітровою ерозією супіщаних і суглинистих ґрунтів дає висівання люпину, який, як відомо, є доброю післяукісною і післяжнивною культурою. Люпин, призначений на зелене добриво, не слід приорювати, а залишати до весни, щоб зберегти азотисті і органічні речовини в ґрунті.
В умовах спеціалізації і концентрації сільськогосподарського виробництва значно збільшується навантаження тварин на гектар природних кормових угідь, особливо в господарствах, які спеціалізуються на вирощуванні овець, нетелей і виробництві молока. Неправильне використання угідь у цих господарствах може призвести до випадання трав'яного покриву, а це неминуче загрожуватиме не тільки розвитком ерозії на схилах видолинків, річкових долин, а й зниженням продуктивності травостоїв. Тому в спеціалізованих господарствах особливо актуальним є корінне і поверхневе поліпшення пасовищ і лук, удобрення і раціональне (загінне) використання пасовищ [14].
Для захисту ґрунтів від ерозії у зв'язку з корінним поліпшенням пасовищ на схилах до 6° застосовують суцільну оранку, а на схилах понад 6° — черезсмужну. При цьому схили слід розорювати поетапно. Цим виключається утворення початкових форм ерозії і розвиток змиву ґрунтів. Збільшення питомої ваги багаторічних трав у структурі посівних площ в лісостепових районах Волині, Поділля і Буковини дозволить не тільки підвищувати родючість еродованих земель, забезпечити розвиток тваринництва, а й позитивно вплине на родючість ґрунтів у районах, що межують з еродованими.
Терасування схилів
Протиерозійна організація еродованої території схилів, які передбачаються терасувати і використати під плодові чи лісоплодові насадження, найбільш повно розроблена П. Д. Поповичем. На його думку, розміщення дерев, техніка їх висадження, догляд, заходи боротьби з розвитком лінійної ерозії і змиву і способи запобігання їм чи зменшення інтенсивності в першу чергу залежать від крутизни схилів ерозійних форм рельєфу. Особливе значення має нарізання і розміщення кварталів насаджень, визначення їх розмірів і форми. Вчений радить під окремі квартали відводити схили крутизною 5—6 і більше 8—10°. Проектуючи освоєння еродованих схилів, необхідно прагнути, щоб градієнт крутизни найбільш крутих і найбільш пологих ділянок схилу в межах кварталу не перевищував 6—8°. Більший градієнт у поперечному напрямку, тобто в напрямку горизонталей, ускладнюватиме розміщення рядів дерев натерасових схилах і розташування терас. Якщо крутизна схилу, який підлягає терасуванню, змінюється у великих межах, слід відповідно в кілька разів змінювати ширину смуги тераси по всій її довжині. Це викличе необхідність нарізання вставних терас або висаджування дерев у лунки між суміжними терасами в місцях найбільшого їх розходження. Слід підкреслити, що різна крутизна ділянок, яка відмічається на окремих відрізках уздовж схилу (згори вниз), зумовлює тільки різну ширину смуг окремих терас, не впливаючи ні на їх розташування, ні на коефіцієнт використання схилу під насадження [14].
Площа кварталів на схилах може бути меншою, ніж на рівнині, — 5 — 6 гектарів і навіть 3 — 4 гектари, в залежності від рельєфу.
Тераси, споруджені на схилах ерозійних форм рельєфу (видолинків, ярів, долин рік), за формою полотна поділяють на східчасті і гребеневі. Укоси терас бувають похилі і вертикальні. Останні необхідно закріплювати підпірними стінками.
Поздовжній профіль полотна терас може бути горизонтальним або з незначним рівномірним поздовжнім похилом в одному з напрямків для відведення зливових і надлишкових талих снігових вод.
Поперечний профіль терас споруджують горизонтальним або похилим уздовж схилу чи в бік, протилежний до його основного напрямку, в залежності від кількості опадів, їх інтенсивності та воднофізичних властивостей ґрунту.
Ширина полотна терас буває різною. Але найбільш раціональне використання площі під насадженнями і сприятливі умови для роботи машин будуть забезпечені при оптимальній ширині полотна 4,0—4,2 метра при однорядному розміщенні дерев і 5,4—6,0 метрів — при дворядному. Щоб міжряддя двометрової ширини, вільні від дерев, використовувалися продуктивно, на них висівають злакові і бобові багаторічні трави.
Площу схилів під тераси розмічають у такій послідовності: ближче до середини ділянки — один контурний ряд. Від цього ряду вгору й униз розмічальним шнуром відкладають ширину міжрядь, позначаючи камінцями місця проходження рядів [14].
Паралельно розміщені ряди звичайно відхиляються від горизонталей, тому вздовж напрямку рядів утворюється нахил. У міжряддях він не повинен перевищувати 2—3°, тоді наступний контурний ряд розміщують за допомогою геодезичних інструментів чи трасувальника. На схилах з кутом нахилу 10° і більше лісоплодові чи плодові насадження розміщують після терасування. Ці роботи слід проводити під керівництвом інженера-геодезиста, землеміра і агролісомеліоратора.
У дворядних лісоплодових і плодових насадженнях один ряд дерев розміщують на відстані 0,7 метра від вийнятого, другий — на 0,7 метра від насипного укосів тераси. Кількість дерев на одиницю площі в цих насадженнях на 40—50% більша, ніж в однорядних. Ширина полотна тераси повинна бути не менше 5,4 метра.
На думку П. Д. Поповича, недоліком терас з широким полотном є те, що під час їх створення виймається велика кількість родючого ґрунту, внаслідок чого на поверхню виклинюються малородючі його шари чи ґрунтоутворююча порода. Крім того, встановлено, що чим ширше полотно тераси, тим менша кількість гумусу в ґрунті у вийнятій її частині і тим більш нерівномірний його розподіл по ширині полотна. Тому створювати широкі тераси на схилах під плодові насадження необхідно тільки у виняткових випадках на відносно крутих схилах з родючими, слабозмитими і незмитими ґрунтами.
Ширина полотна тераси не повинна бути довільною. На дуже широкому полотні знижується коефіцієнт раціонального використання площі. В той же час довільне вузьке полотно тераси виключає можливість механізації виробничих процесів і використання транспортних засобів. При визначенні оптимальної ширини терас на схилах П. Д. Попович радить брати до уваги насамперед робочий захват і габарити машин, спосіб формування крон дерев, ширину захисної смуги біля штамбів [14].
При розміщенні дерев на вийнятій частині тераси необхідно враховувати, що зовнішня смуга її полога (біля насипного укосу) завширшки 40 — 50 сантиметрів обробітку не підлягає. її слід відвести під задернування.
Тераси, що мають змінну ширину полотна (з постійною шириною берми), доцільно використовувати під лісові насадження.
РОЗДІЛ 3
РОЗДІЛ 4
Поняття про рекультивацію
Рекультивація земель — це комплекс робіт, спрямованих на відновлення продуктивності і господарської цінності порушених земель, а також на поліпшення умов довкілля відповідно інтересам суспільства. Будь-яке будівництво, добування корисних копалин, геологорозвідка тощо не починаються, доки не буде розроблено проект рекультивації порушеного ґрунтового покриву.
В регламентуючих положеннях "Науково-методичних рекомендацій по рекультивації порушених земель в Україні" вказано, що рекультивація земель — один з ефективних заходів у вирішенні питань раціонального використання земельних ресурсів і проблеми охорони природи в цілому. Рекультивації підлягають усі землі, що зазнають змін у рельєфі, ґрунтовому покриві, материнських та підстеляючих породах, що відбуваються або вже відбулися у процесі гірничих, будівельних, гідротехнічних, геологорозвідувальних та інших робіт. Слід рекультивувати також еродовані ґрунти, а при відповідних умовах шляхом землювання — кам'янисті місця і землі з неглибокими і низькопродуктивними грунтами [12].
Основне завдання рекультивації полягає в тому, щоб виконати комплекс спеціальних робіт і заходів, довести порушені землі до стану, придатного для їх використання у сільському, лісовому, рибному господарствах, для промислового та комунального будівництва, створення тепличних господарств і зон відпочинку.
Рекультивація має соціальне значення у справі виховання бережливого ставлення до природних ресурсів і, зокрема, земельних багатств України.
Підприємства, організації та установи, що виконують згадані вище роботи на сільськогосподарських землях, лісових угіддях, наданих їм у тимчасове користування, зобов'язані власним коштом довести ці земельні ділянки до стану, придатного для їх використовування за призначенням.
Порушені землі доводять до придатного стану в ході гірничо-видобувних та інших робіт, а при неможливості — не пізніше, ніж за рік після їх завершення, виключаючи період промерзання ґрунту.
Роботи з рекультивації порушених земель виконують поетапно і поділяють на технічну та біологічну рекультивацію. Технічна рекультивація є комплекс інженерних робіт, до складу якого входять:
♦ знімання та складування родючого шару ґрунту і потенційно родючих порід;
♦ формування відвалів шахт, кар'єрів, а також гідровідвалів;
♦ вирівнювання поверхні, виположування, терасування та закріплення укосів відвалів, бортів і кар'єрів, засипання шахтних провалів, закріплення їх бортів;
♦ хімічна меліорація токсичних ґрунтів;
♦ покриття вирівняної поверхні шаром родючого ґрунту або потенційно родючих порід;
♦ інженерне впорядкування рекультивованої території (дренажна мережа, дороги, виїзди тощо);
♦ вирівнювання дна та бортів кар'єру при створенні водойм. Обсяг робіт технічного стану рекультивації залежить від стану порушених земель і виду запланованого використання. Ділянки, підготовлені до стану придатності для сільськогосподарського використання (під парки, водойми, промислове і комунальне будівництво тощо) передаються відповідним організаціям у встановленому порядку. Ділянки, що призначені для сільськогосподарського і лісового господарства після гірничо-технічного етапу рекультивації, повертаються або передаються відповідним сільськогосподарським чи несільськогосподарським підприємствам для здійснення заходів біологічної рекультивації і подальшого використання за призначенням.
Знімання родючого шару ґрунту є обов'язковим при всіх видах робіт по видобуванню корисних копалин, промисловому будівництві, будівництві житлових і комунальних об'єктів, доріг і гідротехнічних споруд, а також при відведенні родючих земель під териконники, відстійники, ложа ставків і водосховищ тощо. Знятий шар складують або вивозять на малопродуктивні землі, розташовані неподалік (еродовані, піщані, солонці та ін.) для подальшого відновлення родючості порушених земель [13].
Глибина знімання родючого шару визначається глибиною гумусового профілю ґрунту та вмістом в ньому гумусу. Знімається гумусово-акумулятивний горизонт ґрунту.
Глибина шару торфу, що залишається при торфорозробках, необхідного для забезпечення водно-повітряного та поживного режимів на торфовищах при рекультивації торфовищ повинна становити:
♦ для вирощування сільськогосподарських культур — не менше 0,5 м;
♦ для лісорозведення — не менше 0,3 м;
♦ для використання під водойми, ставково-рибні господарства та інші цілі — 0,15 м.
Біологічна рекультивація — це комплекс заходів щодо створення сприятливого водно-повітряного та поживного режимів ґрунту для сільськогосподарських і лісових культур.
Комплекс заходів біологічної рекультивації земель для сільськогосподарського використання визначається фізико-хімічними властивостями підстеляючих порід і нанесеного родючого шару ґрунту або потенційно родючої породи. Цей комплекс охоплює запровадження сівозмін, насичених культурами на сидеральне добриво, внесення підвищених норм органічних і мінеральних добрив, мульчування тощо.
На ділянках, що відводяться лісовому господарству, основний біологічний вплив на відновлення порушених земель мають лісові насадження. При підготовці земельної ділянки під лісові культури верхній шар збагачують сидератами, мульчують. При посадці вносять добрива.
РОЗДІЛ 5
ВИСНОВКИ
1. Ерозія ґрунту — руйнування його водою, вітром або в процесі обробітку ґрунту. Водна ерозія призводить до змивання (площинна) і розмивання (лінійна) ґрунту; спричинюють її талі, дощові, зливові та скидні іригаційні води. Вітрова ерозія ґрунту (дефляція) виникає при сильних вітрах, які видувають орний шар, внаслідок чого знижується родючість ґрунтів.
2. Для збереження ґрунтів від подальшого забруднення і деградації необхідно проводити комплекс організаційно-господарських, агрономічних, технічних, меліоративних, економічних і правових заходів щодо запобігання і усунення наслідків зазначених процесів.
3. Боротьба з вітровою ерозією здійснюється за допомогою заходів: проведення безвідвальної обробки ґрунту зі збереженням стерні на поверхні поля, борозенкові посіви культур, заліснення і закріплення пісків, створення куліс із високостеблових рослин і трав'яних смуг, лісосмуг - буферів снігозатримання;
4. Боротьба з водною ерозією передбачає: поглиблення ріллевого шару, обробіток ґрунту впоперек на схилах, контурне розорювання, висівання зернових на парових полях та проведення інших заходів, які покращують проходження води в ґрунт та запобігають її стіканню при розтаванні снігу та випаданні дощів; у гірських районах - обладнання протиселевих споруд, заліснення, залуження схилів, регулювання випасання худоби, збереження гірських лісів;
5. Рекультивація земель - комплекс робіт, спрямованих на відновлення продуктивності й господарської цінності порушених земель. Процес рекультивації складається з двох етапів. досить ефективною є рекультивація шляхом лісорозведення. Перед залісненням часто висівають багаторічні бобові трави. Виділяють такі напрямки рекультивації ушкоджених земель - сільськогосподарський, лісогосподарський, водногосподарський, рекреаційний, санітарно-гігієнічний та будівельний.
6. Проведене дослідження з даної теми на прикладі Новгород-Сіверського району за період 2001 – 2005 років дало такі результати: еродовані ґрунти займають значні площі, але вжиття заходів боротьби з ерозією сприяє покращенню ситуації.
7. Нами проведено аналіз даних обстеження агрохімічних показників еродованих ґрунтів. В результаті виявилось, що з роками рівень вмісту рухомих форм калію та фосфору знижується в еродованих ґрунтах району дослідження.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Анучин В. А. Основы природопользования. Теоретический аспект. - М.: Мысль.-1979.-290 с.
2. Афанасьева Т.В., Василенко В.И., Терешина Т.В., Шеремет Б.Б. Почвы СССР. - М: Мысль, 1979.
3. Банников А. Г., Рустамов А. К., Бакулин А. А. Охрана природы. - М.: Агропромиздат. - 1985. - 287 с.
4. Білявський Г.О. та ін. Основи екології: Підручник. – К.: Либідь, 2004. – 408 с.
5. Білявський Г.О. та ін. Основи екологічних знань. – К.: Либідь, 2000. – 336 с.
6. Бойчук Ю.Д., Солошенко Е.М., Бугай О.В. Екологія і охорона навколишнього середовища: Навчальний посібник. – Суми: ВТД „Університетська книга”, 2002. – 284 с.
7. Вернандер Н.Б. Географія ґрунтів з основами ґрунтознавства. - К., 1966 Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения. - М.Высшая школа, 1989.
8. Заславский М. Н. Эрозиоведение. - М.: Высшая школа. - 1983. - 318 с.
9. Захист грунтів від ерозії. / За ред. В.А.Джамаля, М.М.Шелякіна. – К.: Урожай, 1986. – 240 с.
10. Злобін Ю.А. Основи екології. – К.: Лібра, 1998. – 248 с.
11. Канівець В.І. Життя грунту. - К.: Аграрна наука, 2001.
12. Каштанов А. Н., Заславский М. Н. Почвоводоохранное земледелие. - М.: Россель-хозиздат. - 1984. - 461 с.
13. Кучерук О.Д. Ерозія ґрунту: як їй запобігти? – Львів: Каменяр, 1984. – 40 с.
14. Маслов Б. С, Минаев И. В. Мелиорация и охрана природы. - М.: Россельхозиздат. -1985.-270 с.
15. Мильков Ф. Н. Рукотворные ландшафты. - М.: Мысль. - 1978. - 80 с.
16. Надточій П.П., Вольвач Ф.В., Гермашенко В.Г. Екологія ґрунту та його забруднення. - К.: Аграрна наука, 1998.
17. Назаренко И.И. Окультуривание подзолистых оглеенных почв. - М.: Наука, 1981.
18. Назарук М.М. Основи екологі та соціології. – Львів, 1999.
19. Невелєв О.М. та ін. Основи екології та природокористування: Навч.посібник. – К.: ТОВ “Богдана”, 2000. – 144 с.
20. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. - М.: Агентство "ФАИР", 1998.
21. Польський Б.М., Стеблянко М.І. та ін. Основи сільського господарства: Навч. посібник. – К.: Вища школа, 1991. – 296 с.
22. Польчина СМ. Ґрунтознавство. Головні типи ґрунтів. - Чернівці: Рута, 2000, 2001.
23. Почвоведение / Под ред. И.С. Кауричева. – М.: Агропромиздат. 1989. –719 с.
24. Почвозащитное земледелие /Под ред. А. И. Бараева. - М.: Колос. - 1957. - 298 с.
25. Почвы Украины и повышение их плодородия: В 2 т. - К.: Урожай, 1988.Т.1-2.
26. Соколовский А.Н. Сельскохозяйственное почвоведение. - М: Сельхозгиз, 1956.
27. Родючість ґрунтів. Моніторинг та управління / За ред. В.В.Медведева. - К.: Урожай, 1992.
28. Тлумачний словник з агрогрунтознавства / За ред. М.І.Лактіонова, Т.М.Лактіонової. - Харків, 1998.
29. Чорний І.Б. Географія ґрунтів з основами ґрунтознавства. - К.: Вища шк., 1995.
30. Шикула Н. К. Почвозащитная система земледелия. Справочная книга. - Харьков: Прапор. - 1987. - 198 с.
ЗМІСТ
ВСТУП
РОЗДІЛ 1. ВИДИ ЕРОЗІЇ ҐРУНТІВ
1.1 Загальні відомості про ерозію ґрунтів
1.2 Водна ерозія ґрунтів
1.3 Вітрова ерозія
РОЗДІЛ 2. ЗАХОДИ БОРОТЬБИ З ЕРОЗІЄЮ
2.1 Боротьба з водною ерозією
2.1.1 Водорегулюючі лісові насадження
2.1.2 Ґрунтозахисні насадження
2.1.3 Лісоутворюючі породи у протиерозійних насадженнях
2.1.4 Залуження схилів
2.1.5 Просапні культури на еродованих ґрунтах
2.1.6 Терасування схилів
2.2 Заходи боротьби з вітровою ерозією
РОЗДІЛ 3. КОМПЛЕКСНИЙ ЗАХИСТ ҐРУНТІВ ВІД ЕРОЗІЇ
РОЗДІЛ 4. РЕКУЛЬТИВАЦІЯ ЗЕМЕЛЬ ТА ЇХ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКЕ ВИКОРИСТАННЯ
4.1 Поняття про рекультивацію
4.2 Технічний етап рекультивації
4.3 Біологічний етап рекультивації
РОЗДІЛ 6. АНАЛІЗ ЕРОДОВАНЕОСТІ ГРУНТІВ НОВГОРОД-СІВЕРСЬКОГО РАЙОНУ
ВИСНОВКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
ВСТУП
Захист ґрунтів від ерозії і їх раціональне використання — глобальна, загальнолюдська проблема. Ще в далекому минулому надмірне випасання худоби призводило до порушення екологічної рівноваги, внаслідок чого посилювались ерозійні процеси.
В епоху інтенсивного розвитку промисловості, транспорту, сільського господарства, зростання народонаселення виключно важливого значення набуває проблема охорони зовнішнього середовища і раціонального використання природних ресурсів, у тому числі проблема охорони ґрунтів та підвищення їх родючості.
У результаті впливу людини на грунт погіршуються його природні властивості: водно-фізичні, фізичні та хімічні. Це в свою чергу сприяє розвитку ерозійних процесів. З природних факторів посилюють ерозію ґрунтів довгі й стрімкі схили.
Здійснення завдань охорони природи вимагає комплексного підходу, планування таких заходів впливу на оточуюче середовище, які по можливості забезпечували б природну рівновагу, що порушується діяльністю людини, сприяли б створенню найкращих умов для життя населення планети.
У комплексі заходів охорони ґрунтів та відновлення їх родючості особливе місце належить боротьбі з водною лінійною і вітровою ерозією і причинами, що їх породжують.
Предмет дослідження – виникнення ерозійних процесів.
Об`єкт дослідження – стан еродованості ґрунтів Новгород-Сіверського району Чернігівської області.
Мета роботи – охарактеризувати агротехнічні основи охорони земель від ерозії.
Завдання роботи:
1) дати характеристику основних видів ерозій;
2) описати основні заходи боротьби з водною ерозією;
3) проаналізувати основні заходи боротьби з вітровою ерозією;
4) обґрунтувати використання комплексного захисту ґрунтів від ерозії;
5) охарактеризувати значення рекультивації земель;
6) провести аналіз стану еродованості ґрунтів Новгород-Сіверського району Чернігівської області.
РОЗДІЛ 1
ВИДИ ЕРОЗІЇ ҐРУНТІВ
Загальні відомості про ерозію ґрунтів
Ерозія ґрунту — руйнування його водою, вітром або в процесі обробітку ґрунту.
Водна ерозія призводить до змивання (площинна) і розмивання (лінійна) ґрунту; спричинюють її талі, дощові, зливові та скидні іригаційні води.
Вітрова ерозія ґрунту (дефляція) виникає при сильних вітрах, які видувають орний шар, внаслідок чого знижується родючість ґрунтів.
Агротехнічна ерозія спричинюється поперечним обробітком крутих схилів балок, берегів річок і гірських схилів.
Ерозія ґрунтів відбувалась в усі геологічні епохи. Надто інтенсивною була вона ще до появи рослинності на поверхні Землі. Підстилкові породи руйнувались рухливими льодовиками, а при їх таненні зріджені ґрунти легко сповзали схилами мерзлої поверхні. Коли ж ґрунти підсихали, розвивалась дефляція. У міжльодовикові епохи інтенсивно поглиблювались і розширялись річкові долини. Разом з тим у природних зонах з добре розвиненою рослинністю природна ерозія ґрунтів і дефляція були досить обмеженими [27].
Змивання ґрунту (площинна ерозія) починається при уклоні схилів 1—2°. Поверхневий стік, що збігає схилами, концентрується в мікропониженнях, де посилюється змивна сила потоку. Інакше відбувається змивання ґрунту при випаданні зливових дощів. Ґрунтові частки спочатку руйнуються і розбризкуються з дощовими краплями, а потім їх змиває вода, що стікає схилами.
Підвищення інтенсивності опадів посилює процес розбризкування. Зокрема А. А. Ханазаров (1983) відмітив, що із збільшенням шару від 86 мм (l = 0,3 мм/хв) до 105 мм (l = 0,5 мм/хв) інтенсивність розбризкування ґрунту без рослинного покриву зросла в 2,9 раза (до 40 т/га). При заростанні ґрунту рослинністю більш як на 60 % розбризкування повністю припинялось.
За певних умов змивання грунту призводить до розвитку площинної форми ерозії. Могутні концентровані потоки води утворюють неглибокі (до 0,5—0,7 м) і глибокі (понад 0,7 м) вимоїни, які надалі, якщо не вживати заходів, перетворюються на яри.
Іригаційна ерозія виникає на зрошуваних землях при поливі сільськогосподарських культур високими нормами по борознах або напуском на неспланованих полях, а також при нарізуванні борозен з ухилом, що перевищує 0,05°.
Дефляція буває повсякденною та під час пилових бур. Повсякденну дефляцію спричинюють вітри навіть малих швидкостей (5 м/с і більше). Відбувається вона повільно, непомітно, проте грунт руйнує і виснажує. За цього виду ерозії може спостерігатись оголення насіння, загорнутого в грунт, а також пошкодження молодих сходів рослин. Найсильніше повсякденна дефляція виявляється на вітро-ударних схилах, не захищених лісосмугами [3].
Пилові бурі — найактивніший і найшкідливіший вид дефляції, за якого грунт значно руйнується. Такі бурі, викликані сильним вітром (швидкість більш як 12—15 м/с), можуть поширитись на великі території, знищити посіви на сотнях тисяч гектарів, знести чимало ґрунту.
Для вияву пилових бур необхідна більш-менш тривала робота повсякденної дефляції. Пилові бурі не можуть сформуватися над вітростійкими поверхнями, вони власне є показником ступеня зруйнованості ґрунту за час, що передував цьому стихійному лиху. Інакше кажучи, пилові бурі — не причина, а наслідок руйнування ґрунту. Проте, виникнувши, вони стають фактором великої руйнівної сили.
За темпами вияву ерозію ґрунтів поділяють на нормальну і прискорену. При нормальній втрати дрібнозему не перевищують природного ґрунтоутворення. В різних природних зонах темпи ґрунтотворного процесу неоднакові і коливаються від 0,2 до 0,5 мм/рік.
Прискорена ерозія ґрунтів відбувається внаслідок господарської діяльності людей, при цьому втрати ґрунту перевищують темпи ґрунтоутворення. В Степу України щороку з 1 га земель на схилах у середньому відчужується водою і вітром 17—22 т дрібнозему. Тому необхідно застосовувати ґрунтозахисні заходи, які дають можливість мінімально знизити втрати ґрунту. Якими можуть бути ці втрати (норми ерозії) і чи повинні вони бути? Норма ерозії — це та межова інтенсивність ерозії, яка компенсується ґрунтоутворенням, а точніше, як відмічає М. М. Заславський (1983), гумусонагромадженням [12].
М. К. Шикула, О. Г. Рожков і П. С. Трегубов встановили для різних ґрунтів такі норми: дерново-підзолисті — 1 т/га; сірі і світло-сірі лісові — 2; темно-сірі — 3; чорноземи вилугувані — 5; чорноземи глибокі — 6; чорноземи звичайні — 4; чорноземи південні і темно-каштанові ґрунти — 3 т/га.
Проте А. Райн, узагальнюючи дані міжнародної спілки охорони природи і природних ресурсів, зазначає, що в природних умовах необхідно 1—2 тис. років для створення високо-родючого шару товщиною 25 мм. У такому випадку можлива норма ерозії буде не більшою 150—300 кг/га/рік.
За наявності сучасних методів захисту ґрунтів від ерозії в сільськогосподарському виробництві уже тепер можна знизити втрати ґрунту до мінімуму (0,2—0,3 т/га), а в окремих випадках взагалі їх уникнути, як запланованих норм втрат гумусу, й оцінювати ґрунтозахисні заходи критерієм відновлення та підвищення родючості еродованих і дефльованих ґрунтів.
Водна ерозія ґрунтів
Водна ерозія ґрунтів спричинюється стоком зливових, талих та іригаційних вод, під яким, як правило, розуміють рух води по поверхні і приповерхневому шарі ґрунту.
Ерозійні процеси, викликані стоком зливових вод, проходять кілька стадій. На початку зливи інтенсивно вбирається волога ґрунтом та інтенсивно руйнуються і розбризкуються ґрунтові агрегати краплями дощу. Інтенсивність вбирання в цей час перевищує інтенсивність зливи. Стоку не виникає. Удари дощових крапель ущільнюють грунт і закупорюють ґрунтові пори дрібнодисперсними часточками, які розбризкуються. Інтенсивність вбирання внаслідок цього значно знижується й інтенсивність дощу перевищує її. На поверхні ґрунту в мікропониженнях нагромаджується вода, яка не увібралась. Згодом мікро-пониження переповнюються, утворюється суцільний мікростік, що інтенсивно виносить зруйнований дощовими краплями грунт. Надалі стік концентрується по мікроулоговинах в струмочки, які вимивають звивисте русло вздовж найбільших ухилів [13].
Поступово дрібні струмочки перетворюються на більші струмки, що виносять багато ґрунту, формуючи при цьому русла. Ці русла зарівнюють при обробітку ґрунту сільськогосподарськими знаряддями, проте після повторної зливи на цих же місцях знову виникають русла, що зрештою призводить до утворення улоговин і змитих ґрунтів.
Спостереження за рідким стоком і змивом ґрунту в зимово-весняний період проводили по всій довжині (400—500 м) водозборів кожного варіанта з використанням самозаписувачів рівня води, на елементарних стокових майданчиках (50X20 м), розташованих між лінійними рубежами (валами-канавами), об'ємним методом, а також на мікромайданчиках (1 м2), ізольованих поліетиленовою плівкою від ґрунту, для визначення інтенсивності сніготанення та випаровування.
У зимовий період при вираженому вітровому режимі (західних і східних румбів) на водозборах відбувається перевідкладення снігу (рис. 1.1). При цьому найвідчутніше зменшуються водозапаси у снігу на навітрених схилах у середній їх частині, а в підвітрених — у верхній та середній частинах.
Рис. 1.1. Запаси води в снігу на підвітреному (І) і навітреному (II) схилах:
1 — озима пшениця; 2 — зяб полицевий, гребенистий; 3 — стерня ярого ячменю+еспарцет; 4 — стерня еспарцету.
У вологонагромадженні велику роль відіграє мікрорельєф зябу і стерньовий фон на посівах. Так, на полях із стерньовим фоном (багаторічні трави) не спостерігалось перерозподілу снігу. Запаси води в снігу на еспарцеті другого року використання (висота стерні 15—16 см) були у верхній частині підвітреного схилу на 16,5 мм більші, ніж на озимих.
Створення на посівах озимих стерньового фону також запобігає видуванню й перерозподілу снігу. В досліді, проведеному в 1984—1985 рр., було відмічено, що в посівах озимого жита з підсівом ярого ячменю для осіннього використання видування снігу при випаданні його з вітром не було і запаси води в снігу майже в 2 рази вищі, ніж на контролі [19].
Вплив елементів комплексу протиерозійних заходів на розвиток ерозійних процесів та вбирання стоку талих вод можна прослідкувати за річними спостереженнями. Формування стоку відбувається двічі: 5—6 і 26—28 березня.
На початок сніготанення запаси води в снігу по варіантах досліду дорівнювали: 5 березня — 10,5—12,6 мм, 26 березня — 13,5—16,2 мм. Значні відмінності при цьому спостерігали в ступені покриття снігом різних агрофонів.
Максимальною площа галявин на травах і стерні ячменю (50 %), а мінімальною — на озимих (10—12 %) і зябу (30 %). При цьому шар ґрунту, що відтанув, на галявинах на 3—4 см більший, ніж на ділянках під снігом (5—7 см). Ця особливість сприяє кращому вбиранню води на зябу і на фоні стерні ячменю з підсівом еспарцету.
Спостереження за промерзанням у водозбірній канаві (вал-канава) показали, що верхній шар свіжої соломи, зволожений осінньо-зимовими опадами, промерзав на 17—27 см, тому не виникало будь-яких перешкод для вбирання рідкого стоку, оскільки під стікаючою водою солома швидко відтавала. Грунт на дні канави також був відталим.
Інтенсивність сніготанення визначають на мікромайданчиках (1 м2) з ізоляцією ґрунту плівкою для запобігання вбиранню [19].
Найбільш стокоскидним фоном є озимі культури суцільного висіву і багаторічні трави, а найбільш ерозійно небезпечним — вирівняна полицева зяблева оранка.
Величина зливового стоку й інтенсивність ерозії залежать від багатьох факторів: довжини й крутості схилів, вологості ґрунту, його водопроникності, агрофону, інтенсивності зливи тощо.
Вітрова ерозія
На території України пилові бурі відмічались ще в середині минулого століття, коли почали розорювати землі у степовій зоні. Розширення орних угідь призводило і до збільшення ерозійних процесів. Нині, коли площі оброблюваних земель досягли максимального рівня, вітрова ерозія ґрунтів локально проявляється практично щороку. Пилові бурі бувають раз у 5—9 років. Причинами цього явища вважають не тільки вітер, а й підвищену розпорошеність ґрунту, зумовлену невідповідністю полицевого способу обробітку ґрунту новим умовам землеробства — його значній інтенсифікації.
За частотою та інтенсивністю вітроерозійних процесів територію України поділяють на два великих пояси: перший — потенційно можливого розвитку вітрової ерозії, охоплює зону Українського Полісся, північно-західні та західні райони держави. В останні роки посилився локальний (місцевий) прояв вітрової ерозії на ділянках осушених торфовищ і на ґрунтах легкого механічного складу. Насамперед еродують фони полицевого зябу зразу ж після танення снігу під час заморозків або сухої весни і швидкості вітру понад 3,5 м/с на поверхні ґрунту (8—12 м/с на висоті флюгера) [4].
Другий пояс — решта території країни, це район активного прояву вітрової ерозії. Його поділяють на три провінції. Лісостепова — із слабкою вітроерозійною активністю. Розораність території становить 60 — 80 %. Ґрунтовий покрив представлений чорноземними ґрунтами суглинкового механічного складу, сформованими в основному на лесах і лесовидних суглинках. Плямами зустрічаються сірі лісові та дерново-підзолисті ґрунти легкого механічного складу. Переважаюча тут місцева вітрова ерозія розвивається при швидкості вітру понад 10 м/с. Найбільша кількість активних ерозійно небезпечних вітрів припадає на північно-східні та південно-східні напрямки.
В Українській степовій провінції виражений розвиток вітрової ерозії. Тут, крім вітрової, поширена й водна ерозія ґрунтів. Часто вони зумовлюють одна одну, формуючи відповідну поверхню ґрунтів. Вітроерозійні процеси спостерігаються в основному в зимовий та ранньовесняний періоди року, особливо у безсніжні зими. Днів з пиловими бурями буває 5—25.
Чорноморсько-Приазовська провінція — район дуже сильного розвитку вітрової ерозії ґрунтів. Кількість днів з пиловими бурями тут становить 20—35.
Кліматична зумовленість прояву вітроерозійних процесів. Розподіл показників тиску повітря в ерозійно небезпечний період (січень—квітень) свідчить про існування великої баричної осі. По обидва боки від неї панують вітри різного напрямку: на півночі — західні, на півдні — східні та північно-східні, а на південному заході — північно-східні та північні.
Найчастіше пилові бурі виникають тоді, коли на схід від Російської рівнини розміщується потужний антициклон, а циклон знаходиться на заході або південному заході Європи. У цьому випадку на периферії антициклону значно посилюються повітряні потоки. Збільшення швидкості вітру також спостерігається, якщо на півночі та північному сході Європи формуються циклони, а на півдні України розміщена область пониженого тиску [4].
На Україні збільшення баричних градієнтів та вітру спостерігається переважно в холодний період року. Влітку сильний вітер, як правило, шквалистий, виникає під час проходження грозових фронтів. Тривалість сильного вітру звичайно від 2 до 10 — 12, на півдні та південному сході — до 143 рік.
У районах Херсона — Нової Каховки — Мелітополя — Запоріжжя — Нікополя за рік кількість днів з пиловими бурями досягає 40. У північних та північно-східних районах України пилові бурі спостерігаються один раз за 10 років.
Максимум пилових бур у південних районах буває звичайно навесні, що зумовлено більш раннім таненням снігового покриву, інтенсивним підвищенням температури і відсутністю зімкнутого травостою. Видування ґрунтів взимку (чорні бурі) відбувається у роки з низькою температурою повітря при слабкому зволоженні ґрунту з осені і відсутності снігового покриву. їх тривалість коливається від чверті години до кількох діб. Найбільш тривалі бурі бувають у степовій зоні, особливо у східній її частині. Середня тривалість пилових бур у Донбасі перевищує 10 год., у Лісостепу — 3, на Поліссі — 1 год.
Великої шкоди ґрунтовому покриву завдає місцева вітрова ерозія, що виникає в основному на вітроударних схилах і підвищених елементах рельєфу посилюються вітри невеликої швидкості (менше 6 м/с). Тому локальна (місцева) вітрова ерозія найчастіше виникає при загальній відсутності пилових бур. Прояв її на одній і тій же ділянці протягом ряду років призводить до значної втрати ґрунту.
Властивості ґрунтів та вітроерозійні процеси. Фізична суть вітрової ерозії ґрунтів полягає в тому, що в результаті дії повітряного потоку в приземному шарі починають рухатися ґрунтові частинки та агрегати. Встановлено три форми переміщення частинок ґрунту: перекочування по поверхні, перенесення в повітряному потоці, а також стрибкоподібний рух.
Перекочуванням переміщуються в основному ґрунтові частинки розміром 0,5—1,2 мм, крупніші структурні агрегати — ураганним та штормовим вітром, а стрибками — частинки розміром 0,1 — 0,5 мм, які для того, щоб відірватися від поверхні ґрунту, повинні пройти шлях у стадії перекочування. Структурні агрегати розміром менше 0,1 мм по поверхні ґрунту повітряним шляхом не переміщуються. їх відрив можливий лише з гребенів або за допомогою частинок розміром — 0,1—0,5 мм, які вибивають дрібніші агрегати у повітряний потік [5].
Якщо у шарі ґрунту 0—5 см міститься понад 60 % агрегатів більше 1 мм, то така поверхня вітростійка. При вмісті 50 % агрегатів понад 1 мм поверхня ґрунту помірно стійка, тому що при сильних вітрах (більш як 17—20 м/с) з неї відчужується до 4—6 т/га ґрунту.
У весняно-осінній період поверхня більшості ґрунтів перебуває у вітростійкому стані (грудочкуватість 60—80 %). Взимку і ранньою весною під впливом погодних умов (промерзання, відталі агрегати швидко руйнуються до ерозійно небезпечних розмірів і до періоду сильних вітрів зорані фони стають нестійкими проти вітру (грудочкуватість 30 — 40 %).
Під впливом погодних умов, а також обробітків поступово змінюється грудочкуватість верхнього шару ґрунту. Показник схильності вітростійких агрегатів до руйнування є відносною інтегральною характеристикою впливу властивостей ґрунтового покриву на утворення і збереження грудочкуватості.
У результаті аналізу частоти та інтенсивності прояву вітроерозійних процесів на ґрунтах з різними показниками руйнування виявлено тісну пряму взаємозалежність між ними. Така сполученість дає змогу використовувати її для діагностики ґрунтів щодо їх схильності до вітрової ерозії [5].
За впливом погодних умов (зволоження, промерзання, швидкість висушування) на зміну показника руйнування вітростійких агрегатів, а також зіставленням цих змін із характером прояву вітрової ерозії плакорні ґрунти степової зони України віднесені за потенційною небезпечністю до таких, яким властиві ерозійні процеси.
РОЗДІЛ 2
ЗАХОДИ БОРОТЬБИ З ЕРОЗІЄЮ
Боротьба з водною ерозією
Дата: 2019-07-24, просмотров: 240.
