Землеробство - Гудзь В.П. - 5.8. Контурно-меліоративна організація землекористування

Площа зернових у структурі посівів в Україні становить понад 50%, приблизно половину її відведено під озиму пшеницю. Ця культура та інші колосові вважалися ґрунтозахисними, оскільки під ними ерозійні процеси розвивалися порівняно в невеликих розмірах. Однак застосування інтенсивних технологій, технологічних колій на посівах наближає ці культури за ерозійною небезпечністю до просапних.

Дослідженнями доведено, що найповніше і найефективніше можна запобігти ерозії в системі ґрунтозахисного обробітку з контурно-меліоративною організацією земле користування.

Суть цієї системи насамперед полягає в диференційному підході до використання орних земель, які поділяють на три технологічні групи. Перша група: рівнинні землі, а також схили крутістю до 3°. Сюди належать усі орні землі, технологічно придатні для вирощування просапних культур (у тому числі буряків) упоперек схилу. Тут впроваджують інтенсивні польові сівозміни з максимальним насиченням просапними культурами: цукрові буряки - 25-30%. Кукурудза на зерно - до 20, горох - 15-20%. Таким чином, на рівнинній частині землекористування, згідно з рекомендаціями Інституту землеробства УААН, концентрують усі просапні культури та посіви озимої пшениці, вирощуваної за інтенсивною технологією з обов'язковими технологічними коліями впоперек схилів або контурно. Розміщення колії навіть на незначних схилах уздовж призведе до різкого посилення розмиву ґрунту, втрат елементів живлення, замулювання водойм.

Висока концентрація в першій технологічній групі земель просапних культур потребує коригування системи застосування органічних добрив. Для компенсації втрат органічної речовини внаслідок високих темпів її мінералізації в зерно-паро-просапних сівозмінах варто рекомендовані нині зональні норми органічних добрив збільшувати на 40-50%, при потребі - за рахунок зменшення їх у ґрунтозахисних сівозмінах, де баланс органічної речовини регулюється наявністю двох-трьох полів багаторічних трав.

До другої технологічної групи належать оброблювані землі на схилах крутістю від 3 до 7°. Тут розміщують інтенсивні зерно-трав'яні сівозміни:

I. 1-2 - багаторічні трави; 3 - озима пшениця; 4 - озиме жито; 5 - ячмінь з підсівом багаторічних трав.

II. 1-3 - багаторічні трави; 4 - озима пшениця; 5 - озиме жито, післяжнивні; 6 - ячмінь з підсівом багаторічних трав.

III. 1-2 - багаторічні трави; 3 - озима пшениця; 4 - озиме жито на зелений корм, післяукісні звичайної рядкової сівби; 5 - ячмінь з підсівом багаторічних трав. Частка багаторічних трав тут, залежно від структури посівних площ, може досягати 40-50% загальної площі групи.

Третя технологічна група - це землі на схилах крутістю понад 7°, на яких важко проводити навіть найпростіші технологічні операції упоперек. Тут проводять постійне залуження з коротким польовим періодом:

I. 1-4 - багаторічні трави; 5 - озимі з підсівом трав.

II. 1-3 - багаторічні трави; 4 - озимі з підсівом буркуну; 5 - буркун; 6 - озимі з підсівом багаторічних трав.

Завдяки диференціації земельного фонду частину посівів культур, які здатні запобігати ерозії, з рівнинної частини землекористування переносять на схили, що дає змогу виключити розміщення просапних на схилах, оскільки для них звільняється площа на землях першої технологічної групи. Але для цього тут потрібні сівозміни, в яких частку просапних можна довести до 50-60%. Зрозуміло, що для забезпечення їх високої продуктивності треба піднести на відповідний рівень усі фактори росту й розвитку рослин. Зокрема, щоб підтримати додатній баланс гумусу, високу біологічну активність ґрунту, оптимізувати його агрофізичні показники, тут потрібно вносити не менш як 18-20 т/га органічних добрив. Необхідно забезпечити також бездефіцитний баланс основних поживних речовин і оптимальну реакцію ґрунтового розчину.

Сильноеродовані розмиті ґрунти на крутих схилах балок треба використовувати під постійне залуження бобово-злаковими сумішками з періодичною їх зміною че-резсмуговим перезалуженням.

Схили крутістю понад 20° після терасування використовують під плодові та лікарські деревні насадження - горіх, обліпиху, чорноплідну горобину, калину, липу.

Організація території при цьому ґрунтується на контурних межах між технологічними групами земель, за якими проектуються водорегулювальні лісосмуги, посилені найпростішими гідротехнічними спорудами (канави в нижньому міжрядді і вал або вал-дорога внизу узлісся - рубежі першого порядку).

Найважливішою складовою частиною контурно-меліоративної організації території є створення нового елемента - польової гідрографічної мережі, яку розміщують по межах технологічних груп земель. Таким чином, створюють контурну організацію території, яку на місцевості фіксують так званими заходами постійної дії: водорегулювальними оброблюваними валами, валами-дорогами, лісосмугами. У разі потреби їх суміщують і обов'язково доповнюють залуженими водотоками. При цьому передбачено загортання й виположення ярів, що вклинюються в орні землі, будівництво протиерозійних ставків, відновлення природних і створення штучних водотоків.

Зв'язок у системі еколого-технологічних груп земель здійснюється на основі добре зафіксованих контурних рубежів між групами земель, найчастіше за допомогою водорегулюючих валів і лісосмуг. Виконуючи свою основну функцію безпечного відведення незатриманої у середині полів агротехнічними заходами частини стікаючої води в залужені водотоки, вони є спрямовуючими лініями для контурного виконання окремих технологічних організацій і насамперед основного обробітку та сівби сільськогосподарських культур.

По межах між першою і другою, а в окремих випадках - між другою і третьою технологічними групами земель установлюють лінійні рубежі у вигляді вала-дороги, водорегулювального валу, валу-тераси, лісосмуги, валу-канави в поєднанні з лісосмугою.

Лінійні рубежі розміщують з максимальним наближенням до напрямку горизонталей. На багатоскатних і сильно хвилястих схилах, а також при пересіченні улоговин і мікрознижень лінійні рубежі доцільно розміщувати так, щоб радіуси повороту на землях першої технологічної групи не перевищували 60 м, другої - 30 і третьої - 15 м.

Протяжність ліній рубежу вздовж схилу залежить від його крутості, типу ґрунтів і господарського використання ділянки (табл. 42). У зв'язку з тим, що при чергуванні культур у сівозміні в полях періодично розміщують культури з різною ґрунтозахисною здатністю, допустиму довжину ліній току визначають за найбільш небезпечною в ерозійному відношенні. У польових сівозмінах це чистий пар і цукрові буряки, в ґрунтозахисних - зернові.

Лінійні рубежі першого порядку доповнюють рубежами другого і третього порядків, які розміщують при влаштуванні сівозміни і природних кормових угідь по межах полів і робочих ділянок, сіножате- і пасовище-оборотних ділянок і всередині них. Види, розміри і кількість лінійних рубежів, їх розміщення по території встановлюють під час проектування на основі гідрологічних розрахунків, поверхневого стоку води й змиву ґрунту.

Таблиця 42

Допустима довжина лінії току по робочому напрямку, м (М. І. Лопирьов)

Для найпродуктивнішого використання сучасної й перспективної широкозахватної сільськогосподарської техніки і знарядь найраціональніші прямокутні поля та робочі ділянки. Тому на рівних ділянках і схилах крутістю не більше 1 ° нарізують прямокутні поля, розміщені довгими сторонами впоперек переважаючих ерозійно загрозливих вітрів. По їх межах проектують вузькі 2-3 рядні полезахисні лісові смуги ажурної та продуваючої конструкції.

На ділянках з пересічним рельєфом і схилами крутістю понад 1° поля нарізують довгими сторонами впоперек схилу по лініях, наближених до горизонталей. Допускається відхилення від горизонталей тільки на коротких відрізках (50-100 м) з уклоном не більше 1,5-2° по лінії межі поля. В цьому випадку по межах полів проектують дворядні водорегулювальні лісові смуги, посилені в міжрядді валом-канавою із земляними перемичками (рубежі другого порядку).

Внутрішньопольова організація включає виділення робочих ділянок, які за можливістю мають бути однорідними, компактними, зручними для роботи техніки. Найдоцільніше паралельно-контурне розміщення елементів, які проектуються так, щоб довгі сторони полів і робочих ділянок наближалися до горизонталей, випрямляючись в улоговинах. Ширина робочих ділянок по всій довжині повинна бути кратною ширині захвату ґрунтообробних і посівних агрегатів.

Якщо вздовж схилу в межах першої та другої технологічних груп земель швидкість стікання води на полях сівозмін перевищує допустимі межі, проектують рубежі третього порядку. При цьому перевагу віддають наорюваним валам, які обробляються. На землях другої технологічної групи в разі необхідності проектують складніші земляні споруди.

Таким чином, протиерозійну організацію території здійснюють у такій послідовності: виділення земельних фондів (технологічних груп земель) за інтенсивністю використання, розміщення водорегулювальних смуг, посилених канавою і валом-дорогою, по межах переходу одного фонду в інший (рубежі першого порядку). Розміщення сівозмін на виділених фондах, полів сівозмін, лісосмуг з валом-канавою між полями (рубежі другого порядку) і всередині їх, робочих ділянок всередині полів з рубежами наступних порядків, мережі польових доріг і польових станів.

Польові дороги розміщують по лініях вододілів, по нижніх узліссях лісосмуг. По коротких сторонах полів дороги, як і лісосмуги, нарізують суворо перпендикулярно горизонталям з влаштуванням розпилювачів стоку.

Розміщення лінійних рубежів оцінюють по відхиленню їх від ліній току або від горизонталей. Горизонтальними вважають рубежі, в яких відхилення від ліній току не менше ніж 80° або від горизонталей не більше ніж на 10°. Найбільш небажане відхилення від лінії току і горизонталей на 45°, оскільки в цьому випадку той чи інший рубіж концентрує найбільшу кількість води.

Яри, які уклинюються в ріллю й утруднюють контурну організацію території, ви-положують, вимоїни засипають. Це роблять після спорудження водозатримувальних або водовідвідних валів вище від ярів або вимоїн, які засипаються. Це запобігає надходженню потоків води з вододільних площ на виположені ділянки. Невеликі вимоїни глибиною до 30 см зарівнюють під час оранки кількома проходами звичайного плуга, а потім ґрунт обробляють упоперек схилу. Великі вимоїни та яри виположу-ють бульдозерами, знявши перед цим гумусовий шар ґрунту вздовж їх. Після виполо-жування відкосів знятий гумусовий шар ґрунту розподіляють по поверхні виположу-ваного яру. Там, де товщина наносного шару менше ніж 15 см, проводять землювання привезеним ґрунто-підґрунтям. В ярах, які не можна виположити, насаджують ліс, влаштовують зони відпочинку тощо.

Полезахисні лісосмуги. Їх створюють у першій групі земель для поліпшення мікроклімату полів, захисту їх від пилових бур, посух і суховіїв. В умовах поширення вітрової ерозії захисна дія їх виражається в зміні структури вітрового потоку і зменшенні його швидкості, затриманні часток ґрунту, що рухаються, і відповідно в послабленні руйнівної дії вітру на ґрунт. Ефективність лісосмуг при цьому значною мірою залежить від їх вітропроникності. Як показують дослідження і практика, в цьому плані найдоцільніші смуги ажурно-продувної конструкції з просвітами по профілю між стволами 60-70 і в кронах дерев 15-30%. Вони не тільки запобігають видуванню ґрунту, а й сприяють нагромадженню снігу на полях.

Масовими обстеженнями, проведеними в різних природно-кліматичних зонах, встановлено, що під впливом лісових смуг урожайність зернових культур може бути на 2-8 ц/га вищою, ніж на відкритих полях. Найбільше реагують на вплив лісових смуг люцерна, цукрові буряки, соняшник, озима пшениця, кукурудза на силос, картопля.

Стокорегулювальні лісові смуги закладають по межах технологічних груп земель. В окремих випадках на довгих схилах і при високій небезпеці водної ерозії їх проектують всередині полів уже на схилах крутістю 0,5°. Вплив стокорегулюваль-них лісосмуг на водну ерозію виражається в кольматації змитого ґрунту, зменшенні швидкості поверхневого стоку, його водопоглинанні.

Лісові насадження фільтрують як поверхневий, так і внутрішньоґрунтовий стік, утримуючи більшу частину біогенних речовин і нітратів. Все це знижує забруднення поверхневих і підґрунтових вод, небезпеку появи евтрофікації водойм.

Найповніше водорегулювальна і протиерозійна ефективність лісосмуг проявляється, коли вони розміщені перпендикулярно до ліній стоку (по контуру) і стікаюча вода надходить до них розсіяно. Тому на схилах з однобічним падінням їх створюють упоперек схилу прямолінійно, а на розсіювальних і збираючих - по контуру. У деяких випадках лісосмугу переривають на плані, зміщують її наступний відрізок на другу горизонталь, нижче чи вище по схилу, щоб уникнути перетину нею горизонталей.

При такому розміщенні лісосмуг поліпшуються умови сніговідкладання і зволоження ґрунту, бо зменшується здування снігу в гідрографічну мережу і створюються умови більш розсіяного надходження талих вод від снігових шлейфів униз по схилу і зволоження полів.

Максимальну протиероійну здатність мають густі чагарникові смуги, в яких основна маса наносів ґрунту відкладається на відстані 1,5-2,5 м від верхнього узлісся.

Стокорегулювальні смуги в перші 2-3 роки життя після садіння не мають протиерозійного значення і самі потребують доповнення іншими заходами. Різкого зменшення стоку і ерозії можна досягти суміщенням водорегулювальних і в деяких випадках прибалкових лісових смуг з найпростішими гідротехнічними спорудами: переривчастою канавою в нижньому міжрядді з валом на узліссі й водозатримуваль-ним валом по нижньому краю лісосмуги, а також приузлісними валами на угловинах.

Головне призначення цих споруд таке: створити підпір і умови для тимчасового затоплення за можливістю усієї площі насадження і тим самим забезпечити інтенсивне вбирання в ньому води протягом сніготанення або під час зливи; затримати максимально можливий обсяг води в насадженні й зменшити стік; у деяких випадках частково відвести воду на ділянки, що не розмиваються; створити умови для затримання і кольматажу продуктів змиву з вищерозміщеної площі. Все це значно зменшує або частково відводить стік і забезпечує захист ерозійно-небезпечних земель, які лежать нижче, від змиву, розмиву і замулення, сприяє поповненню підґрунтових вод, а в ряді випадків - формуванню їх нового верхового горизонту або стійкої верховодки і додатковому зволоженню ґрунту.

Враховуючи необхідність часто мати лісосмуги одночасно високої полезахисної й водорегулювальної дії, поряд з посиленою гідротехнікою їх роблять ажурної конструкції в нижній частині схилу і продувної або ажурно-продувної - в середній. Ширину смуг установлюють у межах 12-16 м (4-5 рядків), а відстань між ними визначають на основі ерозійно-гідрологічних розрахунків - 220-140 м на сірих лісових ґрунтах; 320-190 на чорноземах лучних і звичайних та 180-120 м на каштанових ґрунтах.

Земляні та інші протиерозійні споруди в середині полів. У разі великих водозборів і наявності протяжних схилів для усунення небезпеки ерозії ріллі стокорегулю-вальних лісових смуг і валів по межі технологічних груп земель часто буває недостатньо, і тоді в середині полів сівозмін для безпечного скидання зайвих вод паводків чи злив рекомендується обладнувати водостоки, виположувати улоговини або влаштовувати протиерозійні рубежі другого порядку у вигляді земельних валів різної конструкції. Особливо сильно знижує ефективність землеробства на основі контурної організації території розчленованості полів улоговинами. У зв'язку зі збільшенням бокових ухилів (до улоговин) у цьому разі обробляти ґрунт по контуру на значній частині поля доводиться вздовж мікросхилів і улоговин.

По дну розораних вибалків водяні потоки снігових і зливових вод роблять великі вимоїни, які досягають в окремих випадках 0,7-1 м глибини і 1,5-2 м ширини. Подальше поглиблення їх робить непрохідними для сільськогосподарських машин і знарядь, розчленовує поля на невеликі ділянки, обмежені двома улоговинами і витягнуті вздовж схилу.

Дослідження Інституту зерна УААН свідчать, що ліквідувати улоговини на ріллі, запобігти їх розмиву і поглибленню досить швидко можна шляхом армування рослинними рештками грубостеблових культур (соняшник, кукурудза, сорго), а ще краще стержнями обмолочених качанів кукурудзи. Укладені у вимоїну шаром 20 см і більше, вони добре фільтрують воду і забезпечують кольматаж змитого ґрунту та безпечний скид залишків у гідрографічну мережу. Зимою ґрунт під ними практично не промерзає, тому добре вбирає вологу. Близько 85% дрібнозему, що транспортується водою, осідає в зоні водотоку, зумовлюючи чітко виражений виположуючий ефект.

Порівняно із залуженням улоговин прийом забезпечує високу стокорегулюваль-ну і кольматувальну ефективність зразу ж після здійснення, і, на відміну від влаштування на улоговині оброблюваних валів із широкою основою, не руйнується при переповненні водою навіть при інтенсивних зливах.

Дослідження показують, що з точки зору досягнення найбільш меліоративного ефекту армування улоговин рослинними рештками краще проводити восени до основного обробітку. Витрати матеріалів при цьому залежать від параметрів улоговин. При ширині останньої, наприклад, 5 м і глибині 0,5 м їх на один лінійний метр улоговини потрібно від 1,2 до 1,5 м³.

Щоб запобігти виносу мульчувального матеріалу водою і забезпечити високу кольматувальну здатність прийому, армування улоговин важливо здійснювати від вододілу вниз по схилу і щоб товщина мульчувального шару в найглибшому місці була не менша 20 см, але й не більша, ніж глибина улоговини. Прийом особливо ефективний, коли глибина вимоїн дорівнює глибині основного обробітку (20-30 см). В цьому випадку мульча більше змішується з ґрунтом, що запобігає змиву її талими і зливовими водами й прискорює розклад мікроорганізмів улітку.

При армуванні глибоких (глибше 0,5 м) і вузьких (до 5 м) улоговин для запобігання змиву мульчі по краях улоговини її закріплюють приорюванням в 1-2 проходи агрегату вздовж. Наступний основний обробіток поля в цьому разі, незалежно від типових особливостей знарядь, проводять по контуру з обов'язковим виключенням агрегату на замульчованих улоговинах.

На допосівних і післяпосівних обробітках навесні на такому полі в перший рік здійснення прийому використовують тільки гідрофіковані агрегати, які дають змогу переводити знаряддя в неробоче положення в місцях армування улоговин, а також регулювати їх заглиблення залежно від ущільнення ґрунту і наявності на поверхні рослинних решток при безполицевому обробітку поля. Культури сіють звичайними агрегатами і в прийнятому режимі.

Із земляних споруд у практиці контурно-меліоративної організації землекористування найбільше поширені різної конструкції відповідні борозни - розпилювачі стоку й оброблювані стокорегулювальні вали-тераси. Перші досить прості і найбільш ефективні щодо запобігання подальшому розвитку лінійної ерозії на полях. Вони призначені для розпилення великих потоків води на мілкі у випадках, коли вони формуються в раніше створених вимоїнах, вздовж різних меж, доріг тощо.

Розпилювач стоку являє собою валик висотою 40-60 см, що перекриває водотік, і вивідну борозну, що є продовженням валика і перерізує місцевий вододіл. Якщо немає виражених улоговин, то розпилювачі роблять у вигляді борозни або виїмки з валиком залежно від місцевих умов і знаряддя, яким створюються. Вони можуть проходити прямолінійно або криволінійно, але обов'язково з таким розрахунком, щоб борозна чи виїмка в усіх випадках була вища від валика по схилу і стояла першою на шляху стоку. На улоговинах їх спрямовують під кутом 45° до осі улоговини. Тут вони можуть розміщуватися на відстані 40-80 м один від одного. Концентровані струмені води виводяться розпилювачами в різних пунктах із своїх водотоків на підвищені ділянки, де вода розсіюється і частково поглинається, втрачає еродуючу енергію і надходить на інші ділянки уже ослабленими струменями.

Відповідні борозни-валики й різні розпилювачі стоку споруджують за допомогою малозахватного плантажного плуга ППН-40 в агрегаті з гусеничним трактором або звичайним начіпним плугом ПН-4-40, у якого залишають два середніх корпуси, а на другому встановлюють подовжену полицю КВ-1. Звичайно валик-розпилювач нагортають у два проходи агрегату, причому після першого наорювання його ущільнюють гусеницею трактора, використовуючи для цього зворотний прохід агрегату. На ріллі таку роботу проводять щорічно, на перелозі та посівах багаторічних трав - один раз за 3-4 роки.

Оброблювані вали-тераси на ріллі споруджують для регулювання стоку, незатри-маного агротенічними контурними заходами в середині полів. Вони являють собою горизонтальні (водозатримувальні) або похилі (стокорегулювальні) насипні чи на-орні вали висотою 40-60 см з шириною біля основи 10-12 м із закладанням відкосів 1 : 10 - 1 : 12.

Розчленовуючи схил на невеликі відрізки (33-43 м), вали-тераси рівномірно розподіляють тверді й рідкі опади по поверхні ґрунту, запобігають видуванню снігу і затримують воду в ставочках.

У дослідах Інституту зерна УААН, коли вали-тераси розміщували на ріллі чорного пару, вони виявлялися в регулюванні стоку неефективними. Тут внаслідок низької протиерозійної стійкості фону, слабкої водопроникності ґрунту, високої каламутності стікаючої води поглиблення перед валом швидко виположувалися і на улоговинах спостерігався посилений лінійний розмив ґрунту уже при зливах 40 мм та інтенсивністю 1,5-1,8 мм/хв. У Степу малодоцільне в протиерозійному відношенні й спорудження на ріллі валів-канав.

До недоліків валів-терас на ріллі слід віднести й те, що їх спорудження в усіх випадках зумовлює строкатість потенційної та ефективної родючості. У виямках валів на 25 - 35% зменшується вміст гумусу, легкогідролізованого азоту, рухомого фосфору і обмінного калію.

У зв'язку з гострою посушливістю клімату в системі валів-терас у Степу не спостерігається й очікуваного поліпшення водного режиму ґрунту. Особливо несприятливі умови вологозабезпечення створюються на південно-східних і західних схилах на гребеневих елементах валів, де більший приплив тепла і сухого повітря зумовлює розтріскування ґрунту і його висушування.

На валах-терасах у межах еколого-технологічних груп земель при наявній системі машин практично неможливо дотримуватися заданої глибини допосівних культивацій по гребеню валів і у виямковій частині. При заданій, наприклад 6-8 см, вона тут варіює від 0 до 18 см. В результаті насіння вирощуваних культур загортається не на однакову глибину, сходи за відсутності дощу зріджені й часто заростають бур'янами. Навесні на полі з валами-терасами нерівномірно поспіває ґрунт і можливі вимокання та загибель від притертої льодової кірки озимої пшениці й багаторічних трав у ставковій зоні, де вода після сніготанення взимку не вбирається зовсім, а навесні стоїть 6-8, іноді й більше діб. Урожайність озимих і ярих колосових зернових у виямках валів може знижуватися на одну третину, а іноді й наполовину.

Обов'язковим елементом протиерозійної організації території, що забезпечує функціонування системи в саморегулювальному режимі, є обладнані в середині полів або по їх краю водотоки для безпечного скидання незатриманої агротехнічними заходами і водорегулювальними рубежами води сильних паводків і злив.

Споруджують водотоки на основі гідрологічних розрахунків і на пропускній здатності стоку не менше як 10%-ої забезпеченості, використовуючи як природні видолинки, так і штучно створені. Перевага перших у тому, що в них на дні русла часто зберігається природна рослинність і вони можуть надійно спрацьовувати зразу ж після впровадження системи, другі - кращі після залуження.

Для запобігання розмиву русла водотоків їх залужують злаковими багаторічними травами, які не бояться тимчасового затоплення, часткового замулення і добре скріплюють ґрунт коренями у верхньому шарі. Із низових злаків - це райграс, тонконіг, костриця, лисохвіст, стоколос.

В Інституті землеробства УААН добрі результати одержали при залуженні водо-токів мітлицею паростковою. Ця багаторічна морозостійка культура формує стійку протирозмивну дернину при вегетаційному і насіннєвому розмноженні, добре розвивається в місцях з різко змінними умовами зволоження, переносить замулення і витоптування тощо.