5.4. Оптимальні параметри властивостей ґрунту, що формують його ерозійно стійку поверхню


Повернутися на початок книги
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 
45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 
75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 
90 91 92 

Загрузка...

При інтенсифікації землеробства для надійного захисту ґрунтів від ерозії особли-ве значення має встановлення відповідності властивостей ґрунту вимогам не тільки вирощуваних культур, а й здатності протистояти ерозійній дії води і вітру. У зв’язку з цим велике практичне значення мають такі важливі показники, як генезис ґрунтово-го покриву і допустимі межі втрати його від ерозії, кількість гумусу, поживних речо-вин NPK, води, технологічні показники ґрунту (твердість, щілинність, об’ємна маса), водний режим (вологість, водопроникність, запаси вологи перед сівбою і за фазами розвитку рослин), якість обробітку ґрунту (обертання скиби, розпушення, кришіння, переущільнення), засміченість посівів (наземна) і ґрунту (потенційна), економічні показники (продуктивність праці, витрати палива, енерго- і ресурсозбереження, уро-жайність, собівартість).

Кращі для більшості вирощуваних культур легкі за гранулометричним складом суглинкові й супіщані ґрунти, багаті на органічну речовину, малопридатні — піщані та слабоокультурені ущільнені. Останні відзначаються більш високою об’ємною ма-сою, низькою шпаруватістю, що гальмує проникнення води й погіршує аерацію. На таких ґрунтах вода із капілярної переходить у плівчасту, яка менше засвоюється ко-реневою системою. Зростає стік води опадів, ускладнюється обробіток, знижується або залишається на рівні урожай вирощуваних культур.

До головних природних факторів ущільнення ґрунту належать: високий вміст фі-зичної глини, низька оструктуреність, надмірне зволоження в поєднанні з наступним висушуванням, низький вміст органічної речовини, зливи тощо.

Основні штучні фактори ущільнення ґрунту: важкі сільсько-господарські маши-ни і трактори, недостатня глибина обробітку, зайві проїзди машин, транспортування в полі при надмірній вологості ґрунту, обробіток перезволоженого або сухого ґрунту, недостатнє внесення органічних речовин, насичення сівозмін просапними культура-ми і відсутність багаторічних трав.

Особливо несприятливі умови розвитку сільськогосподарських культур створю-ються внаслідок тривалого обробітку на одну й ту саму глибину плоскими лемешами плугів і плоскорізів. При їх застосуванні на глибині обробітку створюється підошва з великою об’ємною масою і малою кількістю макропор. Вона сильно обмежує глибину проникнення коренів, загальний розмір кореневої системи і міграцію вологи. При по-рівняно нетривалій посусі на таких ділянках рослини сильно страждають від нестачі

5. Захист ґрунтів від ерозії і дефляції

вологи, тому що глибше від плужної підошви не можуть її використовувати, бо там мало або немає коренів. Волога, що міститься в ґрунті вище від плужної підошви, при підвищеній температурі повітря швидко випаровується, що не дає змоги ефективно використовувати поживні речовини ґрунту і добрив.

Доцільність розущільнення плужної підошви очевидна, і ця робота широко ве-деться в багатьох країнах не тільки на важких глинистих ґрунтах, а й на всіх інших оброблюваних землях.

За глибокого розпушування підвищується водопроникність підошви в 10–15 разів і збільшується загальний обсяг пор, зайнятих повітрям. Надлишок води при цьому швидко просочується в ґрунт, внаслідок чого можливий його більш ранній вес-няний обробіток.

Для розущільнення ґрунту достатня глибина його розпушення, що перевищує товщину плужної підошви на 5–7 см. Зайва глибина обробітку призводить до зна-чних витрат коштів і палива.

Ґрунти з високою рівноваговою щільністю будови важкого грануло-метричного складу обробляють частіше, ніж з низькою. Ґрунти з високим вмістом гумусу і водо-тривких агрегатів понад 40% у природному стані досить пухкі, тому на них потрібно застосовувати тільки необхідну для вирощування сільськогосподарських культур кількість обробітків (табл. 37).

Таблиця 37

Рівновагова й оптимальна для польових культур щільність ґрунту, г/см3

 

Ґрунт  Механічний склад     Оптимальна для культур Рівновага

Зернових Просапних

Дерново-підзолис-тий         Піщаний

Супіщаний

Суглинковий 1,50-1,60 1,30-1,40 1,35-1,50          1,40-1,50 1,20-1,35 1,10-1,30          1,25-1,35 1,10-1,30 1,00-1,20

Сірий лісовий           Важкосуглинковий   1,30-1,40        1,15-1,25        1,00-1,20

Чорнозем       Суглинковий і легко-глинистий     1,00-1,30        1,15-1,30        1,00-1,30

Каштановий  Суглинковий 1,20-1,45        1,10-1,30        1,00-1,30

Сірозем          Суглинковий 1,50-1,60        1,30-1,40        1,20-1,40

У табл. 38 наведено узагальнені за літературними джерелами показники опти-мальної для польових культур і рівновагової щільності будови окремих ґрунтів різ-ного гранулометричного складу. Чим більша різниця між цими показниками, тим вища агротехнічна ефективність розущільнення ґрунту.

Для більшості зернових культур на середньо- і важкосуглинкових ґрунтах опти-мальні умови для росту й розвитку складаються при діапазоні щільності від 1 до 1,3 г/см3, на піщаних і супіщаних — 1,20–1,50 г/см3.

Користуючись наведеними даними оптимальної щільності ґрунту для різних культур, слід мати на увазі, що вони не є в повному розумінні константами і зміню-ються під дією кліматичних факторів і заходів, які застосовуються при вирощуванні культур. При високому зволоженні оптимум у межах установленого діапазону зміщу-ється до нижчих значень щільності, а в умовах недостатнього зволоження — до вищих. Фізична суть такої закономірності пов’язана з умовами випаровування води, її рухом

В. П. Гудзь, І. Д. Примак, Ю. В. Будьонний, С. П. Танчик «Землеробство»

у ґрунті, аерацією. При високому вмісті води, близькому до найменшої вологоємності, її пересування зменшується в пухких ґрунтах і збільшується в ущільненнях, а необ-хідний рівень аерації підтримується лише за рахунок некапілярних проміжків. При низькому вмісті води, близькому до значення вологості розриву капілярних зв’язків, аерація не є лімітуючим фактором. Втрати води на фізичне випаровування в цьому разі із щільного ґрунту значно менші, ніж із пухкого, і насамперед за рахунок знижен-ня рівня конвекційно-дифузних процесів її пересування в пароподібному стані.

Оцінка ступеня сприятливості ґрунтових умов за показниками щільності більш об’єктивна для ярих культур. Для озимих помітну роль відіграють умови перезимівлі.

За оптимальних умов для сходів і подальшого росту рослин озимі на високоу-щільнених ґрунтах можуть загинути від притертої льодової кірки після зимових від-лиг. За даними Інституту землеробства УААН, при зміні щільності будови дерново-підзолистого супіщаного ґрунту від пухкого до сильноущільненого загибель озимих у зими з льодяною кіркою зростала від 29 до 42% (А. М. Малієнко).

Для вирощування культур у стартовий період особливо важливе значення має фізичний стан і будова посівного шару, тієї його частини, яка формує насіннєве ложе. Для посилення протиерозійної стійкості суглинкового ґрунту, збереження достатніх запасів доступної вологи на глибині загортання насіння в структурі його поверхнево-го шару повинні переважати грудочки діаметром 0,5–20 мм, а в посівному 0,5–3 мм; пилу (часток розміром 0,25 мм) має бути не більше ніж 8–11%. При більшому роз-пиленні зростають капілярний рух води та її випаровування.

Наведені параметри забезпечуються внаслідок зменшення і поєднання техноло-гічних операцій, використання комбінованих і широкозахватних агрегатів, застосу-вання машин і знарядь, які працюють у режимі мінімального пошкодження мульчі й винесення на поверхню зволожених нижніх шарів ґрунту. За будь-яких умов пе-редбачається така система заходів, коли втрати ґрунту внаслідок ерозії не будуть перевищувати його здатності до самовідновлення: 1–2 т на рік дерново-підзолистих і лісових; 4–5 т чорноземів звичайних і вилугуваних; 2–3 т чорноземів південних і каштанових ґрунтів (табл. 38).

Зменшити руйнівну дію ерозії можна використанням властивостей ґрунту про-тистояти негативній дії води і вітру. Найбільш стійкий у цьому відношенні ґрунт, у якого не тільки в підорному, а і в поверхневому шарі не менше ніж 40% водотривких агрегатів. Міцна (стійка проти руйнівної дії води) і зв’язана (здатна протистояти ві-тру) структура створюється і підтримується правильним обробітком ґрунту в стані його спілості (60–70% НВ).

При обробітку спілий ґрунт не пилить, не липне до робочих органів ґрунтооброб-них знарядь і добре кришиться на грудочки. Сухий і перезволожений ґрунт при обро-бітку створює брили (особливо при вмісті в його складі понад 30% глини), які взим-ку добре протистоять ерозії, але з часом це призводить до сильного розпорошення структури, зниження її стійкості та зв’язаності. Такий ґрунт уже після перших дощів навесні створює щільну кірку, слабко вбирає вологу, незатримані опади спричиню-ють його змив, а кірка — випаровування вологи.

Створення ерозійно стійких грудочок розміром 1–10 мм обробітком у стані спі-лості ґрунту доцільне на глинистих і суглинкових ґрунтах. Не можуть створювати стійких і зв’язаних грудочок піщані, супіщані і каштанові ґрунти, тому на них захист необхідно здійснювати в усіх випадках тільки за рахунок обробітку із збереженням на поверхні післяжнивних решток і мульчування.

5. Захист ґрунтів від ерозії і дефляції

Таблиця 38

Оптимальні і мінімально допустимі показники властивостей ґрунту, що визначають його родючість і протиерозійну стійкість (І. А. Пабат)

Показник        Показник

Вміст гумусу в орному шарі ґрунту, %:

дерново-підзолисті піщані й супіщані ґрунти чорноземи звичайні, південні й каштанові ґрунти     1,5-2,2 3,4-6,0

Запаси поживних речовин, мг/100 г ґрунту: рухомого фосфору Р2О5 обмінного калію К2О            10-15 10-13

Допустимий максимальний змив і видування ґрунту за ротацію шести-пільної сівозміни, т/га:

дерново-підзолисті й сірі лісові ґрунти

чорноземи звичайні й вилуговані

чорноземи південні й каштанові ґрунти    6-12 24-30 12-18

Запаси допустимої вологи в ґрунті навесні, мм: в шарі 0–20 см в шарі 0–100 см        30-40 140-160

Вологість ґрунту для якісного обробітку з найменшим опором, % НВ  60-70

Мінімальна вологість ґрунту на глибині загортання насіння при сівбі, %:

піщаного

супіщаного

суглинкового

глинистого    10-12 13-16 15-18 21-23

Вміст повітря в ґрунті, %     15–20

 

Вміст у шарі 0–5 см суглинкового ґрунту перед сівбою, %: агрономічно цінних фракцій 0,25–10 мм вітростійких грудочок розміром понад 1 мм водотривких агрегатів розміром понад 0,25 мм           60-80 50-60 40-50

Реальна мінімальна водопроникність ґрунту, мм/год: влітку під час злив навесні під час сніготанення      55-60 5-6

У стійкості ґрунтів проти вітрової ерозії основну роль відіграють грудочкуватість верхнього шару (0–5 см), міцність стійких проти видування агрегатів розміром понад 1 мм і кількість умовної стерні на поверхні. Для більшості ґрунтів при вмісті у верх-ньому шарі грудочок розміром більше 1 мм понад 60% від його сухої маси, останні досить стійкі проти видування і сильно пилять, якщо їх менше ніж 50%. Установлено (А. И. Бараев, 1975), що грудочки розміром до 1 мм починають рухатися при швид-кості вітру від 3,8 до 6,6 м/с, а агрегати, крупніші за 1 мм, — при різко (майже вдвоє) зростаючій швидкості — при 11,2 м/с.

Після основного обробітку грудочкуватість верхнього шару більшості суглинко-вих ґрунтів становить 60–80%. У кінці зими і навесні під впливом змін погоди (про-мерзання, відтавання, зволоження, висушування) агрегати ґрунту швидко руйнують-ся до ерозійно небезпечних розмірів. Грудочкуватість знижується до 30–40%.

В. П. Гудзь, І. Д. Примак, Ю. В. Будьонний, С. П. Танчик «Землеробство»

За таких умов для запобігання видуванню ґрунту необхідно на кожний 1% зни-ження грудочкуватості верхнього шару мати на поверхні додатково 8–10 шт./м2 умовної стерні. З практичної точки зору це повинно бути не менше як 200 шт./м2, або 0,4–0,5 кг/м2 післяжнивних решток зернових колосових, 0,75–1,20 кг/м2 соняшнику чи кукурудзи. Зменшення кількості післяжнивних решток проти наведеної в 1,5–2 рази призводить до помітного посилення вітрової ерозії.

Встановлено, що водній ерозії легкий суглинок піддається при швидкості стікан-ня води 0,4–0,9 м/с, а ущільнена глина — 0,7–1,2 м/с. При відсутності рослиної муль-чі удари краплин дощу, руйнуючи структуру поверхні ґрунту, створюють суспензії 20%-ої концентрації. Така суспензія із завислих суспензованих змулених часток ґрун-ту може рухатися вниз по схилу при будь-яких швидкостях води, навіть близьких до нуля. Для захисту ґрунтів від водної ерозії в таких випадках потрібно не менше ніж 600 шт./м2 післяжнивних решток колосових культур довжиною 16–18 см. При цьому найефективніша стояча стерня, розміщена в рядках упоперек основного схилу. Змив ґрунту в цьому разі порівняно з відкритим фоном зменшується в 10–12 разів.

Стерня висотою 6–8 см знижує еродованість тільки в 3–4 рази. При такому зрізі на полі, як правило, залишається в перерахунку на умовну стерню не більше як 30 шт./м2 післяжнивних решток, що менше необхідної кількості для формування еро-зійно стійкої проти води поверхні в 2, а з урахуванням мінералізації — в 3–4 рази.