Виды мелиоративных работ. Глава II. Типы и виды мелиорации земель. Химическая и тепловая мелиорация

Главной задачей мелиоративных мероприятий является максимально быстро улучшить почву для посева сельскохозяйственных культур и получения высококачественных урожаев.

На данной территории несколько проблем:

• 1. Проблемма высокой эродированности
• 2. Проблемма засоленности почв.
• 3. Высокое иссушение почв.

С высокой эродированностью будем бороться с помощью агролесомелиорации. (Насаждение полезащитных лесополос, для прекращения роста оврагов). Так же

План работ по агролесомелиорации:

Необходимо выделить эрозионные зоны; приводораздельную, присетевую и гидрографическую.

Вычислить площади эрозионных зон в гектарах, определить их процентное соотношение.

Провести распределение общей площади хозяйства по видам угодий с учетом противоэрозионной организации территории. Выделить поля основного севооборота, противоэрозионного севооборота, пастбища, луга, лесной фонд и другие земельные угодья.

На плане землепользования, согласно эрозионным зонам нанести схемы лесополос.

Таблица 4. Породы деревьев и кустарников

После выбора пород деревьев и кустарников необходимо выбрать конструкции лесополос.

Таблица 5. Конструкции лесополос

Мелиоративные мероприятия по устранению засоления в почве

Для устранения засоленности почвы необходимо провести комплексные исследования по определению состава солей, находящихся в почвенном профиле.

План работ:

По данным водной вытяжки определить тип засоления.

Определение промывной нормы по сумме токсичных солей.

Химический состав водной вытяжки чернозема-солонцевато-солончакового представлен в таблице 6.

Таблица 6. Химический состав водной вытяжки

Исходя из таблицы 6. Можно определить тип засоления.

Для определения типа засоления необходимо получить сумму анионов и катионов. По сумме вычислить процентное отношение анионов и катионов.

Расчеты типа засоления

Для слоя 0-30см

Необходимо перевести ммоль в граммы

HCO3- = 0,66*0,061 = 0,04026г

Cl = 0,035*0,16 = 0,0056 г

SO42- = 0,048*0,05 = 0,0024 г

У = 0,04026+0,0056+0,0024=0,04826г

HCO3 = 0,04026*100/0,04826 = 83,4%

Cl = 0,0,0056*100/0,04826 = 11,6%

SO42- = 0,0024*100/0,04826 4,9%

Cl/ SO42- = 11,6/4,9 = 2,36 (Преимущественно хлоридно-содовый тип засоления)

Для слоя 30-70 см

HCO3- = 0,16*0,061 = 0,00976 г

Cl = 0,035*0,36 = 0,0126 г

SO42- = 0,048*0,26 = 0,0125 г

У = 0,00976+0,0126+0,124=0,03486 г

Определяем процентное содержание анионов в слое

HCO3 = 0,00976*100/0,03486 28,7%

Cl = 0,0126*100/0,03486 = 36,1%

SO42- = 0,0125*100/0,03486 = 35,8%

Cl/ HCO3 = 36,1/35,8 = 1,008 (Сульфатно-Хлоридный тип засоления)

Для слоя 70-120 см

HCO3- = 0,73*0,061 = 0,0445 г

Cl = 0,035*3,21 = 0,112 г

SO42- = 0,048*2,47 = 0,118 г

У = 0,0445+0,112+0,118 = 0,2745 г

Определяем процентное содержание анионов в слое

HCO3 = 0,0445*100/0,2745 = 16,21%

Cl = 0,112*100,2745 = 40,8%

SO42- = 0,118*100/0,2745 = 43,02%

Cl/ SO42- = 40,8/43,02 = 0,9 (Хлоридно-сульфатный тип засоления)

Для слоя 120-140 см

HCO3- = 0,30*0,061 = 0,0183 г

Cl = 0,035*8,74 = 0,3059 г

SO42- = 0,048*17,07 = 0,8196 г

У = 0,0183+0,3059+0,8196=1,1438 г

HCO3- = 0,0183*100/1,1438 = 1,5%

Cl = 0,3059*100/1,1438 = 26,74%

SO42- = 0,8196*100/1,1438 = 71,6%

Cl/ SO42- = 26,74/71,6 = 0,37 (Хлоридно-сульфатный тип засоления)

Как видно из расчетов, в профиле светло-каштановой слабосолонцеватой почвы преобладает хлоридный и сульфатно-хлоридный тип засоления, особенно преобладают анионы хлора в нижних горизонтах ВС и С (70-140 см)

Для того чтобы избавиться от солей в почвенном профиле необходимо его полное промачивание до грунтовых вод, поэтому необходимо рассчитать поливную норму.

Для слоя 0-30 см

Са2+(остаточный) = 0,66 - 0,42 = 0,24 ммоль/100 г

SO42-(токсичный) = 0,05-0,24 = -0,19(нет)

%==[ 0,29*0,023+0,16*0,012+0,035*0,16-0,048*0,19] = 0,00507% (очень слабая)

Для слоя 30-70 см

Са2+(остаточный) = 0,30-0,16=0,14 ммоль/100 г

SO42-(токсичный) = 0,26 - 0,14 = 0,12

%== = 0,051% (очень слабая)

Для слоя 70-120 см

Са2+(остаточный) = 1,2-0,73=0,47 ммоль/100 г

SO42-(токсичный) = 2,47-0,47=2,0 ммоль/100 г

%== = 0,32% (слабая)

Для слоя 120-140 см

Са2+(остаточный) = 12,38-0,30=12,08 ммоль/100 г

SO42-(токсичный) = 17,07-12,08=4,99 ммоль/100 г

%== = 0,80% (средняя)

Как показывают расчеты, степень засоления почвенного профиля слабая. Обычное снегозадержание могло исправить бы данную проблему, но все мероприятия по сохранению влаги необходимо проводить в комплексе, т.е необходимы также агротехнические мероприятия такие как:

Безотвальная вспашка

Глубокое боронование

Мульчирование поверхности растительными остатками, преимущественно зерновыми.

Внесение органических удобрений (небольшие дозы, 20-40 т/га), т.к увеличится ёмкость поглощения, при этом постепенно увеличиться запас влаги в пахотном слое.

Различные виды поливов будут оказывать непосредственное влияние на почвенный профиль. Необходимо использовать воду для полива только с наименьшей степенью минерализации, т.к почва может подвергнуться вторичному засолению, что гораздо хуже нежели нынешняя форма.

В учебном пособии рассмотрены основные виды мелиорации почв, строение осушительной и оросительной системы, типы и химизм засоления почв и способы их мелиорации, вопросы агролесомелиорации.

1 Общие сведения о мелиорации почв

1.1 Понятие мелиорации почв. История возникновения и развития мелиорации

Мелиорация (от лат. melio – улучшать) – это система мероприятий по улучшению свойств и режима почв в благоприятных производственном (сельскохозяйственном, лесохозяйственном и др.) и экологическом направлениях. Согласно статье 2 Федерального закона «О мелиорации земель» мелиорация земель – коренное улучшение земель путем проведения гидротехнических, культуртехнических, химических, противоэрозионных, агролесомелиоративных, агротехнических и других мелиоративных мероприятий. Мелиоративные мероприятия – проектирование, строительство, эксплуатация и реконструкция мелиоративных систем и отдельно расположенных гидротехнических сооружений, обводнение пастбищ, создание систем защитных лесных насаждений, проведение культуртехнических работ, работ по улучшению химических и физических свойств почв, научное и производственно-техническое обеспечение указанных работ.

Мелиорация земель осуществляется в целях повышения продуктивности и устойчивости земледелия, обеспечения гарантированного производства сельскохозяйственной продукции на основе сохранения и повышения плодородия земель, а также создания необходимых условий для вовлечения в сельскохозяйственный оборот неиспользуемых и малопродуктивных земель и формирования рациональной структуры земельных угодий.

История человечества показывает, что в условиях гумидного и аридного климата мелиорация почв всегда оказывалась необходимой не только для развития и стабилизации сельского хозяйства, но и для самого существования человека. Об этом свидетельствуют древние оросительные системы в долинах Нила, Тигра и Евфрата, Амударьи и Сырдарьи, на огромной территории Юго-Восточной Азии, в Мексике, на территории Древнего Урарту, в Южной Америке и т.д. Орошение определяло стабильность многих цивилизаций, а разрушение ирригационных систем – их гибель. Мелиорация в руках заинтересованных и грамотных землепользователей всегда оказывалась мощным экономическим фактором развития страны.

Восточной Азии, в Мексике, на территории Древнего Урарту, в Южной Америке и т.д. Орошение определяло стабильность многих цивилизаций, а разрушение ирригационных систем – их гибель. Мелиорация в руках заинтересованных и грамотных землепользователей всегда оказывалась мощным экономическим фактором развития страны.

В бассейнах рек Теджен и Мургаб за 10 000 лет до н.э. существовало орошение. Исторические документы свидетельствуют о том, что искусственное орошение в широких масштабах применялось более 4000 лет назад в Египте, Месопотамии, Китае, Урарту, Индии. По свидетельству древнегреческого историка Страбона, в I в. н.э. в Закавказье в Ширванской степи орошалось земли больше, чем в Египте и Вавилоне.

Греческий историк Геродот более 2000 лет назад описал одну из первых дренажных систем в долине Нила. Дренаж как мелиоративное мероприятие получил широкое распространение в античный период в Греции. Позднее Катон (I в. до н.э.) в трактате «О земледелии» описал открытые дренажные системы, применявшиеся в Древнем Риме для осушения почв на виноградниках и оливковых плантациях. Многие из этих систем действуют до настоящего времени. В X в. в Европе начались работы по устройству осушительных систем в бассейне Северного моря.

Особенно интенсивными они были в XII – XIV вв. Осушались крупные болота, приморские низменности, дельты рек, приозерные понижения. В Англии в 1252 г. при короле Генрихе III был принят первый закон об осушении сельскохозяйственных земель, который стал основой для развития мелиорации в последующие столетия.

В XVI – XVII вв. в Голландии началось строительство польдерных осушительных систем с перекачкой дренажных вод из каналов в море с помощью ветряных мельниц. Появление гончарного дренажа относится примерно к 1810 г. К. Маркс рассматривал изобретение гончарного трубчатого дренажа в Англии и его внедрение в сельскохозяйственное производство в середине XIX в. как аграрную революцию в этой стране.

Интенсивное развитие работ по осушению в России первоначально было связано с деятельностью Петра I. Он предпринял осушение болот в связи с освоением побережья Финского залива, строительством Петербурга и других городов, крепостей, заводов. Действие открытых осушительных систем было описано М.В. Ломоносовым в работе «Лифляндская экономика» (1738). В конце XVIII в. А.Т. Болотов разработал вопросы осушения северных районов России. Однако в послепетровский период до второй половины XIX в. работы в области осушения почв в России велись в весьма ограниченных масштабах. Отмена крепостного права и бурное развитие капитализма явились движущим фактором мелиорации почв. В 1873 г. Министерство государственных имуществ в целях использования обширных болот северо-западных губерний под сенокосы и пастбища, улучшения государственных лесов и оздоровления местности организовало две экспедиции по осушению болот под руководствам И.И. Жилинского. К этому времени относится и строительство двух первых закрытых осушительных систем гончарного дренажа в России. Они сыграли в дальнейшем важную роль в развитии этого прогрессивного способа осушения в нашей стране. Первая такая система закрытого дренажа была построена в 1853 г. на территории современной Белорусской сельскохозяйственной академии А.Н. Козловским через 10 лет после того, как в Англии в 1843 г. Д. Рид впервые изобрел гончарную дренажную трубу. Вторая система закрытого гончарного дренажа была создана в Смоленской губернии в имении А.Н. Энгельгардта, близкого друга и соратника В.В. Докучаева, одного из основателей опытного дела в России. В начале XX в. в России создается система мелиоративных опытных станций и опытных полей по культуре болот (Архангельская, Яхромская, Сарненская и др.). Однако мелиорация почв России в дореволюционный период не получила значительного развития, несмотря на настоятельную необходимость широкого внедрения осушения, орошения, культуртехнических мероприятий, агро- и фитомелиорации в сельское и лесное хозяйства. В целом в стране с разнообразными природными условиями к 1917 г. площадь орошения составляла 4080 тыс., а осушения -1200 тыс. га.

В.В. Докучаевым (рисунок 1.1) в 1875 г. издает статью о проблемах мелиорации почв полесий. Она называлась «К вопросу об осушении болот вообще и, в частности, об осушении полесья». Это была первая публикация, в которой сделана попытка прогноза и экологической оценки последствий мелиорации почв. Существенно и то, что В.В. Докучаев (1899), а затем Н.М. Сибирцев (1900) не только подчеркивали необходимость осушения переувлажненных почв лесной зоны России, но и обращали внимание на важность дифференцированного подхода к мелиорации почв более южных регионов.

Рисунок 1.1 – Профессор ДОКУЧАЕВ Василий Васильевич (1846 – 1903)

В.В. Докучаев основоположник научного генетического почвоведения. Разработал зональную систему мелиорации почв Российского государства. В фундаментальной монографии «Наши степи прежде и теперь» рассмотрел актуальные проблемы мелиорации почв страны. Показал на практике эффективность систем агролесо- и гидромелиорации почв степной зоны. Впервые обратил внимание на необходимость внедрения закрытого дренажа в земледелие лесной зоны, особенности орошения черноземов, защиты осушаемых торфяных почв от деградации.

В 1892 г. В.В. Докучаев при поддержке Лесного департамента организовал особую экспедицию по испытанию и учету различных способов и приемов лесного и водного хозяйства в степях России. На примере Каменной степи им была разработана система агро-, фито- и гидромелиорации, представляющая и сегодня работающую модель агрохозяйственного степного ландшафта с рациональной системой лесных полос.

В 1912 г. Б.Б. Полыновым в гидромодульной лаборатории А.Н. Костякова (рисунок 1.2) на территории бывшего Бугырского хутора в Москве были начаты экспериментальные работы по изучению закономерностей движения водорастворимых солей. Им впервые была показана различная миграционная активность хлоридов, сульфатов и карбонатов. Б.Б. Полыновым (рисунок 1.3) была раскрыта роль различных почвообразующих пород в формировании солевых аккумуляций.

После Октябрьской революции развитие мелиорации было связано с решением комплекса проблем, центральное место среди которых занимала борьба за хлопковую независимость. В развитии мелиорации почв видели надежный рычаг подъема сельского хозяйства в разоренной империалистической и гражданской войнами стране.

Рисунок 1.2 – Профессор КОСТЯКОВ Алексей Николаевич (1887 – 1957)

Костяков А.Н. инженер-гидротехник, академик ВАСХНИЛ и членкорреспондент АН СССР. Разработал теорию расчетов мелиоративных систем, режимов орошения и техники полива сельскохозяйственных культур, приемы борьбы с потерями воды. Автор фундаментального учебника «Основы мелиорации», способов проектирования и строительства мелиоративных систем различного назначения. Лауреат Государственной премии за работы в области мелиорации почв.

В марте 1918 г. особая комиссия с правами Совнаркома обсуждала вопрос о развитии хлопководства в Туркестане. 9 апреля 1918 г. был подписан декрет СНК РСФСР «Об отпуске оборотных средств Комитету хлопкоснабжения для обеспечения текстильной промышленности хлопком». В апреле 1918 г. Особая комиссия обсуждает проект декрета об отпуске средств на оросительные работы в Туркестане. План ирригационных работ, разработанный Г.К. Ризенкампфом, В.И. Лодыгиным и другими, был положен в основу декрета СНК РСФСР «Об ассигновании 50 млн. рублей на оросительные работы в Туркестане и об организации этих работ», подписанного 17 мая 1918 г. Этот декрет явился, по существу, реальной схемой развития мелиорации почв Центральноазиатского региона на многие десятилетия вперед.

Рисунок 1.3 – Профессор ПОЛЫНОВ Борис Борисович (1877 – 1952)

Полынов Б.Б. почвовед-генетик, мелиоратор и геохимик, академик АН СССР. Раскрыл закономерности миграции элементов в почвах и корах выветривания. Разработал методы прогноза эволюции почв в условиях орошения. Ввел в мелиоративную практику понятие о «критической глубине залегания засоляющей почву грунтовой воды». Автор фундаментальных монографий «Кора выветривания» и «Учение о ландшафтах».

В начале 20-х годов публикуются исследования Д.Г. Виленского, посвященные моделированию процесса осолонцевания почв и мелиорации солонцов. В эти же годы К.К. Гедройц разрабатывает общую теорию поглотительной способности почв и практику мелиорации солонцов. Несколько позднее (в 1936 г.) был издан первый учебник по курсу «Мелиоративное почвоведение» Л.П. Розова – выдающегося отечественного почвоведамелиоратора (рисунок 1.4).

В 1937 г. выходит в свет монография В.А. Ковды «Солонцы и солончаки», посвященная проблемам их генезиса и мелиорации. Именно в этот период Л.И. Прасоловым при участии И.П. Герасимова и Е.Н. Ивановой были начаты работы по составлению генеральной почвенной карты СССР масштаба 1:1 000 000. Возникла возможность прямого анализа почвенных ресурсов и планирования их перспективного использования.

В 1946 – 1947 гг. вышла в свет двухтомная монография В.А. Ковды (рисунок 1.5) «Происхождение и режим засоленных почв», в 1953 г. – монография И.Н. Антипова-Каратаева «Солонцы СССР и их мелиорация».

Розов Л.П. – почвовед-мелиоратор. Предложил классификацию солей по токсичности, формулу для расчета промывных норм. Исследовал эволюцию минеральных почв после осушения, процессы рассоления орошаемых почв. Автор первого учебника «Мелиоративное почвоведение». Читал лекции по этому курсу и заведовал кафедрой мелиоративного почвоведения в Московском гидромелиоративном институте.

Рисунок 1.4 – Профессор РОЗОВ Лев Пармёнович (1886 – 1942)

К этому периоду появляются крупные работы по проблемам мелиорации различных типов почв, приуроченных преимущественно к полупустынной и аридной зонам. К ним относятся такие важные труды, посвященные генезису почв и практике их мелиорации, как «Сероземы Средней Азии» А.Н. Розанова (1951); «Почвы пустынной зоны СССР» Е.В. Лобовой (1960); «Почвообразование и условия проведения оросительных мелиорации в дельте Арало-Каспийской низменности» В.В. Егорова (1959); «Почвы южной части Сибири (от Урала до Байкала)» К.П. Горшенина (1955); «Пойменные почвы, их мелиорация и сельскохозяйственное использование» В.И. Шрага (1969) и ряд других. Как бы ни были совершенны исследования в области мелиорации почв, их результаты могли быть использованы в практике только после необходимой систематизации, осмысления и внедрения в процесс строительных изысканий. Эта работа в послевоенный период была выполнена выдающимися почвоведамимелиораторами В.И. Шрагом (рисунок 1.6) и Б.А. Калачевым.

В.И. Шраг разработал первое «Руководство по производству почвенномелиоративных и культуртехнических изысканий для составления проектных заданий осушения и сельскохозяйственного освоения болотных и заболоченных почв» (1959).

В 1937 г. В.А. Ковдой и А.Ф. Болынаковым был предложен способ самомелиорации солонцов. Система гидротехнических и химических мероприятий по мелиорации почв содового засоления путем их промывки слабым раствором серной кислоты была разработана Г.П. Петросяном и другими сотрудниками Армянского института почвоведения, агрохимии и мелиорации почв в 1969 г.

Рисунок 1.5 – Профессор КОВДА Виктор Абрамович (1904 – 1992)

Ковда В.А. – почвовед-генетик, мелиоратор, биогеохимик. Членкорреспондент АН СССР. Установил общие закономерности формирования засоленных почв в основных природных зонах страны и мира. Раскрыл значение содового засоления. Внедрил дренаж на орошаемых массивах страны, подверженных вторичному засолению. Автор «Международного руководства по изучению почв в связи с их мелиорацией» и фундаментальных монографий «Происхождение и режим засоленных почв», «Мелиорация солонцов» и ряда других. Первый лауреат Государственной премии за работы в области почвоведения.

Система агрономических, агро- и фитомелиоративных мероприятий по мелиорации почв солонцового комплекса, обеспечивающая возможность устойчивого земледелия в условиях полупустынной зоны, предложенная А.А. Роде (рисунок 1.7) и В.Н. Сукачевым. Комбинированный способ осушения тяжелых заболоченных почв субтропической зоны, основанный на сочетании закрытого дренажа и квали, предложенный Р.И. Паписовым в 1973 г.

Рисунок 1.6 – ШРАГ Владимир Ильич (1890 – 1964)

Шраг В.И. – почвовед-мелиоратор. Обосновал необходимость, разработал методологию и внедрил в практику почвенно-мелиоративные изыскания для обоснования проектов осушения заболоченных и болотных почв. Автор первого «Руководства по производству почвенно-мелиоративных и культуртехнических изысканий для составления проектных заданий на осушение». Создал зональную классификацию пойменных почв, автор актуальной монографии «Пойменные почвы, их мелиорация и сельскохозяйственное использование».

Рисунок 1.7 – Профессор РОДЕ Алексей Андреевич (1896 – 1978)

Роде А.А. – почвовед-генетик, химик и гидролог. Автор монографий о процессе подзолообразования и эволюции почв, учебника «Почвоведение» для лесохозяйственных вузов. Его перу принадлежит фундаментальная работа «Почвенная влага», удостоенная Государственной премии. Теоретически обосновал возможность и реализовал агрофитомелиорацию почв солонцового комплекса в полупустынной зоне на территории Джаныбекского стационара.

Следует, однако, подчеркнуть, что, несмотря на длительную историю развития, мелиорация почв в России все еще находится на начальном этапе становления. Так, по данным МКИД (Международного комитета по ирригации и дренажу), в США, Германии, Голландии – странах, успешно решивших свои продовольственные проблемы, – в настоящее время мелиорировано соответственно 60 %, 50 % и 85 % сельскохозяйственных земель. В Российской Федерации на 2003 г., по данным Министерства сельского хозяйства, из общей площади сельскохозяйственных угодий мелиорировано 11,1 млн. га (орошение – 6,1, осушение – 5 млн. га), или 5,3 % общего массива сельскохозяйственных угодий. На нем производится, однако, 15 % всей продукции растениеводства, в том числе весь рис, 75 % овощей, четверть грубых кормов и др.

1.2 Виды мелиорации почв

Рисунок 1.8 – Основные виды мелиорации почв, их задачи и состав (Ф.Р. Зайдельман, 2003)

Под агрономическими мелиорациями (агромелиорациями) следует понимать комплекс мероприятий, направленных на изменение (улучшение) рельефа и физических свойств почв. Это может быть решено путем планировки поверхности, профилирования, грядования, гребневания и другими методами. Агромелиоративные мероприятия обеспечивают оптимизацию и ускорение поверхностного стока, улучшают распределение влаги на поверхности орошаемого поля. К агромелиоративным мероприятиям следует отнести и приемы изменения физических свойств подпахотных горизонтов с помощью глубокого рыхления.

При фитомелиорациях используют возможность улучшения свойств почв и их режимов путем применения адаптированной к конкретным условиям травянистой и древесной растительности. К фитомелиорациям относят залесение песков, создание лесных полос, использование транспирирующей способности деревьев для понижения уровня грунтовых вод, закрепление склонов, откосов, посевами многолетних трав Биологические особенности ряда растений могут быть использованы для рассоления поверхностных слоев профиля. Некоторые растения улучшают структуру почвы, способствуют борьбе с их солонцеватостью.

Химические мелиорации направлены на изменение неблагоприятных химических и физических свойств почв и оросительных вод. Химические мелиорации включают внесение крупных доз извести при глубоком мелиоративном рыхлении на всю глубину обработки, а также гипса при борьбе с солонцеватостью или при профилактике этого явления в процессе промывок засоленных почв от избытка водорастворимых солей. Химические мелиорации могут быть связаны с необходимостью изменения свойств оросительных вод, например, внесение кальция (обычно – гипса) в поливные воды, обогащенные бикарбонатом натрия, или разбавленной серной кислоты. К химическим мелиорациям следует отнести мероприятия по кислованию почв содового засоления, усилению окислительной способности оросительных вод путем их предварительного насыщения кислородом и др.

Культуртехнические мелиорации состоят в проведении комплекса мелиоративных мероприятий по коренному улучшению земель, который заключается в расчистке мелиорируемых земель от древесной и травянистой растительности, кочек, пней и мха, расчистке мелиорируемых земель от камней и иных предметов, мелиоративной обработке солонцов, рыхлении, песковании, глиновании, землевании, плантаже и первичной обработке почвы, проведении иных культуртехнических работ.

Гидротехнические мелиорации состоят в проведении комплекса мелиоративных мероприятий, обеспечивающих коренное улучшение заболоченных, излишне увлажненных, засушливых, эродированных, смытых и других земель, состояние которых зависит от воздействия воды. Гидромелиорация земель направлена на регулирование водного, воздушного, теплового и питательного режимов почв на мелиорируемых землях посредством осуществления мер по подъему, подаче, распределению и отводу вод с помощью мелиоративных систем, а также отдельно расположенных гидротехнических сооружений. К этому типу мелиорации земель относятся оросительная, осушительная, противопаводковая, противоселевая, противоэрозионная, противооползневая и другие виды гидромелиорации земель.

Тепловые мелиорации направлены на изменение теплового режима почв с помощью мероприятий по трансформации гранулометрического состава поверхностных горизонтов (например, внесение мелких камней в пахотные слои северных почв с целью уменьшения их теплоемкости и повышения температуры, систематического снегозадержания, мульчирования поверхности и др.).

Различия между отдельными видами мелиорации носят несколько условный характер, однако принятое деление позволяет более четко ориентироваться в сложной системе современных мероприятий, направленных на улучшение свойств и режима почв.

Согласно статье 5 Федерального закона «О мелиорации земель» в зависимости от характера мелиоративных мероприятий различают следующие типы мелиорации земель: гидромелиорация, агролесомелиорация, культуртехническая мелиорация и химическая мелиорация.

Контрольные вопросы

1 Понятие мелиорации почв.

2 История возникновения и развития мелиорации до X века.

3 История возникновения и развития мелиорации в XII- XVII вв.

4 История возникновения и развития мелиорации в России: работы В.В. Докучаева.

5 История возникновения и развития мелиорации в России: работы Б.Б. Полыновым и А.Н. Костякова.

6 История возникновения и развития мелиорации в России: работы Л.П. Розова.

7 История возникновения и развития мелиорации в России: работы В.А. Ковды.

8 История возникновения и развития мелиорации в России: работы В.И. Шрага.

9 История возникновения и развития мелиорации в России: работы А.А. Роде.

10 История возникновения и развития мелиорации в России: работы Ф.Р. Зайдельмана.

11 Виды мелиорации почв.

Материал из Юнциклопедии

Мелиорация (от латинского слова «мелиорацио» - «улучшение») - коренное улучшение земель. Она повышает плодородие почвы, улучшает её водный и тепловой режим, регулирует микроклимат в приземном слое воздуха, создает благоприятные условия для роста, развития растений и получения устойчивых и высоких урожаев, а также для производительного использования машин.

В отличие от обычных агротехнических приемов (вспашка, боронование и т. п.), которые проводятся ежегодно, мелиорация имеет длительное, коренное воздействие на землю и представляет собой целую систему организационно-хозяйственных, технических и других мероприятий.

Наиболее распространена сельскохозяйственная мелиорация. Её назначение - улучшить сельскохозяйственные угодья, повысить урожай и придать устойчивость сельскохозяйственному производству, уменьшить зависимость его от капризов природы. Применяют также лесную мелиорацию - улучшение условий для роста деревьев и использования лесов, санитарную, например противомалярийную, мелиорацию и др. Их основа - гидротехническая мелиорация, или гидромелиорация. С помощью её регулируют водный режим земель, осушая, орошая и обводняя их.

Большие площади пашни расположены в засушливой зоне (Средняя Азия и Закавказье, южные районы Украины и большая часть Казахстана, в России - районы Северного Кавказа, Поволжья, юга Сибири и др.). В пустынных и полупустынных районах земледелие невозможно без орошения; в районах сухих степей неорошаемое (богарное) земледелие связано с постоянным риском: засухи и суховеи часто губят или резко снижают урожай. Орошение быстро распространяется в лесостепной и лесной зонах. В Подмосковье, близ Ленинграда, в Тюменской области, Якутии и других районах орошают овощные культуры, пастбища и высокопродуктивные сенокосы. Для орошения пригодны огромные площади.

В районах пастбищного животноводства, в пустынях, полупустынях и сухих степях (Казахстан, пустыни Средней Азии, Бурятия, Калмыкия и др.) проводят обводнение пастбищ, подавая воду из рек и водоемов по каналам и трубопроводам, а также создавая водопои для скота за счет использования подземных вод. Обводнение часто сочетают с орошением отдельных участков.

Во многих районах Нечерноземной зоны России, Белоруссии, Прибалтики, Западной Сибири, Дальнего Востока, на Колхидской низменности в Грузии земли страдают от переувлажнения. Площадь земель, нуждающихся в осушении, огромна. В нее входят болота и заболоченные земли, а также переувлажненные сельскохозяйственные угодия.

Для орошения земель сооружают оросительные системы. На берегу реки или водохранилища строят водозаборное сооружение, от которого начинается магистральный оросительный канал (иногда трубопровод), подводящей воду к хозяйству или группе хозяйств. Канал прокладывают по самым высоким местам. Из магистрального канала через шлюзы вода подается в более мелкие каналы, а из них - на поля. Распределяют воду по полю с помощью дождевальных машин. Дождеванием поливают овощи и другие культуры. Хлопчатник поливают обычно по бороздам; рис - затоплением, для чего устраивают чеки (участки площадью до 2–5 га и более, ограниченные земляными валиками); зерновые культуры - напуском по полосам. Это так называемое орошаемое земледелие.

Если орошаемые площади расположены выше, чем уровень воды в реке, вода в магистральные каналы подается насосными станциями.

При осушении земель магистральные каналы проводят по самым низким местам, чтобы легче можно было отвести воду с осушаемого массива. Для сбора избыточной поверхностной и грунтовой воды применяют в основном закрытый дренаж, т. е. укладывают под землей на глубине 1–1,5 м с наклоном пористые трубы, пластмассовые или керамические. Иногда роют небольшие каналы. Магистральные каналы отводят воду в реки, озера, моря.

В последние годы получили распространение осушительные системы двустороннего действия (осушительно-увлажнительные). По ним избыточная вода отводится с полей и подается на них для увлажнения в засушливое время.

На осушаемых и других землях применяют культуртехническую мелиорацию: очистку земли от казней, деревьев и кустарников, кочек и мха, выравнивание поверхности с засыпкой ям, вспашку и разделку пласта. Для окультуривания почв проводят химическую мелиорацию - известкование кислых почв, внесение удобрений в больших дозах.

На орошаемых землях часто происходит засоление почв солями натрия, сульфатами, хлоридами. Соли поступают в почву из подземных вод в виде растворов. Они постепенно накапливаются в почве по мере испарения воды. Солончаки, солонцы и другие засоленные почвы не пригодны для культурных растений. Такие почвы промывают, вносят в них гипс для нейтрализации наиболее вредных солей (см. Известкование и гипсование почв).

В борьбе с эрозией почв помогает агролесомелиорация: посадка лесных полос по границам полей и вдоль каналов для снижения скорости ветра, устройство прудов и других водоемов, задерживающих стекающие воды, и т. п. (см. Защитные лесные насаждения).

Современные мелиорации, включают также природоохранные мероприятия (устройство водопоев и переходов через каналы для диких животных, сохранение лесов и т. д.)., строительство водохранилищ и др.

Созданы грандиозные гидротехнические сооружения. Крупнейший оросительно-обводнительный канал - Каракумский канал. По нему поступает вода из реки Амударьи через пески пустыни в древние Мургабский и Тедженский оазисы и на целинные земли южной части Туркменистана. В 1980 г. его длина превысила 1100 км. Воды канала обводняют сотни тысяч гектаров.

Крупная победа мелиораторов - освоение Голодной степи, расположенной на территории Средней Азии, которая в летнее время представляла собой выжженную солнцем пустыню. Здесь бывает температура 48–49 °C в тени, дуют сильные ветры - со скоростью 45 м/с, подземные воды сильно засолены. Напоенная водами Сырдарьи, Голодная степь ушла в прошлое, она превращена в Гулистан, что значит «цветущий край». На этих землях построены десятки хлопководческих предприятий, современные города и поселки, около 2 тыс. км прекрасных дорог.

В 1974 г. было завершено строительство Северо-Крымского канала. Канал несет воду из Каховского водохранилища на Днепре через Перекопский перешеек в степной Крым, до г. Керчи. Его протяженность - около 403 км, вода подается насосными станциями на высоту 120 м. Много и других больших каналов построено в засушливых районах.

Для мелиорации широко используется мощная современная техника (см. Мелиоративные машины).

Для работы в этой отрасли многочисленные ПТУ готовят квалифицированных рабочих - дренажных мастеров, операторов дождевальных машин и насосных станций, скреперистов и др.; гидромелиоративные техникумы выпускают гидротехников, механиков и других специалистов средней квалификации; инженеров готовят в гидромелиоративных институтах и на факультетах политехнических и сельскохозяйственных институтов.

Использование земель в сельскохозяйственных целях не утрачивает актуальности даже в век высоких технологий. Однако эффективное применение почвы для выращивания культурных растений возможно только при условии, что она соответствует необходимым агротехническим характеристикам. Практически не встречаются земли, которые изначально готовы обеспечить высокий урожай после посева без соответствующей подготовки. Достичь оптимального результата в процессе эксплуатации почвы позволяет мелиорация сельскохозяйственных земель, в ходе которой улучшаются качества обрабатываемого участка. Речь идет не только о непосредственном повышении продуктивности слоя почвы, но и о рационализации земель с точки зрения дальнейшего использования для сельскохозяйственных нужд.

Что такое мелиорация?

Под мелиорацией понимается целый комплекс мер, направленных на повышение производительности земли с точки зрения роста урожайности. Достигается это за счет применения организационных, технических и хозяйственных мероприятий, в результате которых происходит улучшение свойств почвы. При этом существуют разные виды мелиорации, которые повышают конкретные характеристики. Это может быть, к примеру, комплекс мер по оздоровлению почвенного слоя, который подвергся чрезмерному окислению.

Распространены мелиоративные операции не только в профессиональной сельскохозяйственной сфере, но и в области частного садоводства. Например, это может быть регулярная культивация дачного участка или огорода. Но в данном случае важно интенсивное и длительное воздействие на землю, так как мелиорация – это система агротехнических приемов, выполнение которых коренным образом и в лучшую сторону меняет состояние почвы.

Гидромелиорация земель

Это один из самых распространенных видов мелиорационных работ, который используется и в специализированных хозяйствах, и рядовыми дачниками. Гидромелиорация предусматривает улучшение состояния почв посредством водного или воздушного воздействия. Данные мероприятия используют в обработке чрезмерно увлажненных, заболоченных, эродированных, засушливых и смытых земель. В таких случаях обычно применяют основные виды мелиорации, которые нормализуют водный, тепловой и питательный режимы почвы. К наиболее популярным разновидностям гидромелиорации относят осушительные, оросительные, противоэрозионные, противопаводковые и противоселевые мероприятия. Распространенность данного направления сельскохозяйственной профилактики обусловлена используемыми ресурсами. В частности, вода и тепло с воздухом – это первостепенные компоненты, от которых зависит продуктивность почвы.

Агролесомелиорация земель

Мероприятия этого типа предусматривают использование почвозащитных и водорегулирующих свойств лесного массива. Иными словами, агролесомелиорация ставит целью именно обеспечение защитных барьеров, формирование которых также происходит разными путями. Например, противоэрозионная мелиорация – это агротехнические мероприятия, направленные на защиту почвы от эрозии с помощью лесных насаждений. В этом случае производится посадка деревьев на территориях балок, оврагов, берегов рек и т. д. Еще одно направление агролесомелиорации – это полезащитные мероприятия. В данном случае предполагается обеспечение защиты от неблагоприятных факторов разного происхождения. Например, от явлений антропогенного, природного и техногенного характера. Достигается защита земель также посредством лесных насаждений, которые формируются по границам сельскохозяйственных участков.

Химическая мелиорация земель

С помощью химических внесений улучшается минеральный состав почвенного слоя. Но проводить такие мероприятия следует только в случае с малопригодными или изначально непригодными землями. В процессе химической мелиорации из почвы удаляются вредные для растительности элементы, а также производится обогащение земли полезными компонентами. Используются разные виды мелиорации этого типа, среди которых известкование, кислование и гипсование. Первый вариант применяется с целью обогащения нечерноземных земель известковыми удобрениями. Гипсовые добавки используют в солонцах для сокращения щелочности в составе почвы. Подкисление земель практикуется реже, но в случае выращивания чая этот способ мелиорации наиболее эффективен.

Тепловая мелиорация почв

Данную технику мелиорации можно отнести к сезонным методам, так как используют ее преимущественно в зимнее время. Главной задачей подобных мероприятий является обеспечение оптимального теплового режима для почвы. Проводятся работы перед заморозками с целью повышения температуры глубинных и поверхностных слоев, чтобы корни растений получили защиту от холода, проходящего через почву. Достигается это разными способами, среди которых внесение минерального грунта. Классическая тепловая мелиорация – это мульчирование, которое выполняется посредством раскладки компоста на земле. Это простейший способ утепления, для которого могут использоваться различные материалы. Даже в небольшом хозяйстве можно найти сырье для мульчирования – в частности, используются опилки, стружка, листья, помет, а также другие отходы.

Культуртехническая мелиорация

Такой вид обработки можно назвать поверхностным, так как он не предполагает вторжение в структуру почвы и в ее химический состав. Как правило, культуртехнические мероприятия на земле сводятся к избавлению площади от инородных предметов – это могут быть сорняки, камни, пни и другие объекты, которые становятся помехой для прямого использования земли. Очистка может выполняться как вручную, так и с помощью специальной техники. Например, культуртехническая мелиорация земель может предусматривать рыхление культиваторами и пескование. Подобные работы позволяют защитить почву от зарастания бурьяном и повысить ее стойкость перед вредителями.

Лесомелиорация

Уже отмечались мероприятия, которые в качестве инструмента защиты почв используют лесные насаждения. Но данная мера может применяться в качестве самостоятельного приема мелиорации. Дело в том, что искусственные и естественные лесополосы способны эффективно регулировать стоки вод. По этой причине земли в лесных массивах практически не подвергаются процессам эрозии. Данная характеристика особенно ценится в больших сельскохозяйственных предприятиях и хозяйствах, где необходим водорегулирующий компонент. Можно сказать, лесная мелиорация – это вспомогательный фактор, который позволяет на постоянной основе формировать благоприятные гидротехнические условия для почвы.

Какие факторы влияют на выбор мелиорации?

Существует множество аспектов, на основе которых определяется применение того или иного способа мелиорации. В первую очередь это изначальное состояние почвы. Те же операции окисления или известкования проводятся лишь в случаях, когда земля требует дополнительного питания или восстановления на фоне нарушения химического баланса. Иными словами, в зависимости от текущего положения специалисты определяют, какие виды мелиорации уместно использовать в данном случае. Не менее важны и внешние факторы – то же наличие лесополосы и климатические условия могут добавить или скорректировать выбор агротехнических мероприятий. Не обходится анализ потребностей в улучшении эксплуатационных свойств почвы и без учета особенностей будущего использования земель. Для каждой культуры важны свои показатели состава почвы.

Заключение

Мелиорационные работы нельзя назвать чем-то новым для сельского хозяйства. Возможно, это один из старейших видов деятельности человека, который обрабатывал землю и уже в древности понимал значение плодородной почвы. Другое дело, что современная мелиорация почв предусматривает использование технически продвинутых инструментов и специальной техники. С помощью производительных агрегатов работники сельскохозяйственной отрасли выполняют орошение, культивацию, химическую обработку, удобрение и другие мероприятия. В то же время остается место и для народных средств мелиорации, среди которых мульчирование, рыхление, расчистка и всевозможные способы защиты земельного покрова от нежелательных внешних воздействий.

В нашей стране почвы с повышенной кислотностью (рН ниже 5,5) занимают большие площади - более 60 млн. га, в том числе около 50 млн.- га приходится на пашню. Большая часть кислых почв находится в зоне дерново-подзолистых почв. Кроме того, кислой реакцией характеризуются красноземы, серые лесные, многие торфяно-болотные почвы и частично выщелоченные черноземы. Известкование - важнейшее условие интенсификации сельскохозяйственного производства на кислых почвах, повышения их плодородия и эффективности минеральных удобрений.

Отношение различных растений к реакции почвы и известкованию Для каждого вида растений существует определенная наиболее благоприятная для его роста и развития величина реакции среды. Большинство сельскохозяйственных культур и полезных почвенных микроорганизмов лучше развивается при реакции, близкой к нейтральной (рН 6-7).

По отношению к реакции среды и отзывчивости на известкование сельскохозяйственные культуры можно подразделить на следующие группы.

1. Не переносят кислой реакции люцерна, эспарцет, сахарная, столовая и кормовая свекла, конопля, капуста - для них оптимум рН лежит в узком интервале от 7 до 7,5. Они сильно отзываются на внесение извести даже па слабо кислых почвах.

2. Чувствительны к повышенной кислотности пшеница, ячмень, кукуруза, подсолнечник, все бобовые культуры, за исключением люпинов и сераделлы, огурцы, лук, салат. Они лучше растут при слабокислой или нейтральной реакции (рН 6-7) и хорошо отзываются на известкование не только сильно- но и среднекислых почв.

3. Менее чувствительны к повышенной кислотности рожь, овес, просо, гречиха, тимофеевка, редис, морковь, томаты. Они могут удовлетворительно расти в широком интервале рН при кислой и слабощелочной реакции (от рН 4,5 до 7,5), но наиболее благоприятна для их роста слабокислая реакция (рН 5,5-6). Эти культуры положительно реагируют на известкование сильно- и среднекислых почв полными дозами, что объясняется не только снижением кислотности, но и усилением мобилизации питательных веществ и улучшением питания растений азотом и зольными элементами.

4. Нуждаются в известковании только на средне- и сильнокислых почвах лен и картофель. Картофель мало чувствителен к кислотности, а для льна лучше слабокислая реакция (рН 5,5-6,5). Высокие нормы СаСО 3 , особенно при ограниченных нормах удобрений, оказывают отрицательное действие на качество урожая этих культур, картофель сильно поражается паршой, снижается содержание крахмала в клубнях, а лен заболевает бактериозом, ухудшается качество волокна. Отрицательное влияние известкования объясняется не столько нейтрализацией кислотности, сколько уменьшением усвояемых соединений бора в почве и избыточной концентрацией ионов кальция в растворе, из-за чего затрудняется поступление в растение других катионов, в частности магния и калия.

В севооборотах с большим удельным весом картофеля и льна при использовании высоких норм удобрений, особенно калийных, известкование можно проводить полными нормами, при этом лучше вносить известковые удобрения, содержащие магний, сланцевую золу или металлургические шлаки, а при использовании СаСО 3 вносить одновременно борные удобрения. В этом случае не наблюдается отрицательного действия" известкования на лен и картофель, и в то же время повышается урожай клевера, озимой пшеницы и других культур, чувствительных к кислотности.

5. Хорошо переносят кислую реакцию и чувствительны к избытку водорастворимого кальция в почве люпин, сераделла и чайный куст, поэтому при известковании повышенными дозами они снижают урожай. При возделывании люпина и сераделлы на зеленое удобрение рекомендуется вносить известь не перед посевом, а при запашке этих культур в почву.

Таким образом, на большинство сельскохозяйственных культур повышенная кислотность почвы оказывает отрицательное действие и они положительно отзываются на известкование. Неблагоприятное влияние кислой реакции на растения весьма многосторонне, прямое вредное действие повышенной концентрации ионов водорода сочетается с косвенным влиянием ряда сопутствующих кислой реакции факторов. При повышенной кислотности почвенного раствора ухудшаются рост и ветвление корней, проницаемость клеток корня, поэтому ухудшается использование растениями воды и питательных веществ почвы и внесенных удобрений. При кислой реакции нарушается обмен веществ в растениях, ослабляется синтез белков, подавляются процессы превращения простых углеводов (моносахаров) в другие более сложные органические соединения. Особенно чувствительны растения к повышенной кислотности почвы в первый период роста, сразу после прорастания.

Помимо непосредственного отрицательного действия, повышенная кислотность почвы оказывает на растение многостороннее косвенное действие.

Кислые почвы имеют неблагоприятные биологические, физические и химические свойства. Коллоидная часть кислых почв бедна кальцием и другими основаниями. Вследствие вытеснения кальция ионами водорода из почвенного перегноя повышаются его дисперсность и подвижность, а насыщение водородом минеральных коллоидных частиц приводит к постепенному их разрушению. Этим объясняется малое содержание в кислых почвах коллоидной фракции, они имеют поэтому неблагоприятные физические и физико-химические свойства, плохую структуру, низкую емкость поглощения и слабую буферность.

Отрицательное действие повышенной кислотности в значительной степени связано с увеличением подвижности алюминия и марганца в почве. При кислой реакции растворимость соединений алюминия и марганца увеличивается, а повышенное содержание их в растворе оказывает вредное действие на растения.

Особенно чувствительны к повышенному содержанию подвижного алюминия клевер, люцерна, озимая пшеница и рожь (при перезимовке), свекла, лен, горох, гречиха, ячмень. Эти культуры страдают при содержании его в почве свыше 2-3 мг на 100 г. При высоком содержании в кислых почвах подвижного алюминия и железа происходит связывание ими усвояемых форм фосфора с образованием нерастворимых и малодоступных растениям фосфатов полуторных окислов, в результате чего ухудшается питание растений фосфором.

В кислых почвах уменьшается подвижность молибдена, он переходит в труднорастворимые формы, и его может не хватать для нормального роста растений, особенно бобовых. В кислых, особенно песчаных и супесчаных почвах, мало усвояемых соединений кальция и магния; кроме того, при кислой реакции затрудняется их поступление в растение, поэтому ухудшается питание и этими важными элементами.

Влияние извести на свойства и питательный режим почвы

При внесении извести нейтрализуются свободные органические и минеральные кислоты в почвенном растворе, а также ионы водорода в почвенном поглощающем комплексе, т. е. устраняется актуальная и обменная -кислотность, значительно снижается гидролитическая кислотность, повышается насыщенность почвы основаниями. Устраняя кислотность, известкование оказывает многостороннее положительное действие на свойства почвы, ее плодородие.

Замена поглощенного водорода кальцием сопровождается коагуляцией почвенных коллоидов, в результате чего уменьшаются их разрушение и вымывание, улучшаются физические свойства почвы - структурность, водопроницаемость, аэрация.

При внесении извести снижается содержание в почве подвижных соединений алюминия -и марганца, они переходят в неактивное состояние, поэтому устраняется вредное действие их на растения.

В результате снижения кислотности и улучшения физических свойств почвы под влиянием известкования усиливается жизнедеятельность микроорганизмов и мобилизация ими азота, фосфора и других питательных веществ из почвенного органического вещества. В известкованных почвах интенсивнее протекают процессы аммонификации и нитрификации, лучше развиваются азотфиксирующие бактерии (клубеньковые и свободноживущие), обогащающие почву азотом за счет азота воздуха, в результате чего улучшается азотное питание растений.

Известкование способствует переводу труднодоступных растениям фосфатов алюминия и железа в более доступные фосфаты кальция и магния. При известковании калий труднорастворимых минералов интенсивнее переходит в более подвижные соединения, а поглощенный почвой калий вытесняется в раствор, но усвоение его растениями вследствие антагонизма между катионами К + и Са 2+ не увеличивается. Известкование влияет на подвижность в почве и доступность для растений микроэлементов. Соединения молибдена после внесения извести переходят в более усвояемые формы, улучшается питание растений этим элементом. Подвижность соединений бора и марганца при известковании, наоборот, уменьшается, и растения могут испытывать недостаток в них. Поэтому на известкованных почвах эффективно внесение борных удобрений, особенно под культуры, требовательные к бору,- сахарную и кормовую свеклу, клевер, люцерну, гречиху, лук и др. При внесении извести почва обогащается кальцием, а при использовании доломитовой муки - и магнием; потребность растений в этих элементах обеспечивается полностью. Улучшение питания растений азотом и зольными элементами связано также с тем, что на известкованных почвах растения развивают более мощную корневую систему, способную больше усваивать питательных веществ из почвы.

Определение нуждаемости почв в известковании и нормы извести

Эффективность известкования зависит от кислотности почв: чем выше кислотность, тем острее потребность в известковании и больше прибавки урожая. Поэтому прежде чем вносить известь на то или иное поле, необходимо определить степень кислотности почвы и нуждаемость ее в известковании, установить норму извести в соответствии с особенностями почвы и возделываемых растений.

Необходимость известкования почвы ориентировочно можно определить по некоторым внешним признакам. Кислые сильноподзолистые почвы обычно имеют белесый оттенок, ярко выраженный подзолистый горизонт, достигающий 10 см и более. На повышенную кислотность почвы и нуждаемость ее в известковании указывают также плохой рост и сильное выпадение клевера, люцерны, озимой пшеницы при перезимовке, обильное развитие устойчивых к кислотности сорняков: щавелька, пикульника, торицы полевой, лютика ползучего, белоуса, щучки.

Потребность почвы в известковании с достаточной для практических целей точностью может быть определена по обменной кислотности (рН солевой вытяжки). При значении рН солевой вытяжки 4,5 и ниже потребность в известковании сильная, 4,6-5 - средняя, 5,1-5,5 - слабая и при рН больше 5,5 - отсутствует. Величина кислотности почвы - важный, но не единственный показатель, характеризующий потребность почв в известковании. Важно учитывать также степень насыщенности почвы основаниями (У) и ее механический состав. С учетом этих трех показателей степень нуждаемости почв в известковании может быть установлена значительно точнее (табл. 1).

При проведении известкования, кроме свойств почвы, необходимо учитывать также особенности возделываемых культур в севообороте.

Для полевых севооборотов с небольшим удельным весом льна и картофеля, а также культур, чувствительных к кислотности (овощных, кормовых и др.), очередность известкования совпадает с группировкой почв по степени нуждаемости в нем, указанной в таблице 21. Сильнонуждающиеся почвы известкуют в первую очередь, средненуждающиеся - во вторую и слабонуждающиеся - в третью очередь. В севооборотах с большим удельным весом льна и картофеля слабонуждающиеся почвы не известкуют, а в севооборотах с чувствительными к кислотности культурами в первую очередь необходимо известковать не только почвы сильно -, но и средненуждающиеся.

Нормы извести зависят от степени кислотности почв, их механического состава и особенностей возделываемых культур.

Количество извести, необходимое для уменьшения повышенной кислотности пахотного слоя почвы до слабокислой реакции (до значения рН солевой вытяжки 5,6-5,8), благоприятной для большинства культур и полезных микроорганизмов, называется полной нормой.

Ориентировочные нормы извести можно определить по величине рН солевой вытяжки. В зависимости от этих показателей ВИУА рекомендует вносить в дерново-подзолистые почвы, содержащие не более 3% органического вещества, следующие нормы извести (табл. 2).

Более точно установить полную норму извести можно по величине гидролитической кислотности. При расчете нормы извести (в т Са СО 3 на 1 га) величину гидролитической кислотности в мэкв на 100 г почвы (Нг) умножают на коэффициент 1,5. Например, гидролитическая кислотность почвы равна 4 мэкв на 100 г почвы. Норма Са СО 3 будет 4-1,5,6 т на 1 га. Норма конкретных известковых удобрений (Н) вычисляется с учетом содержания в них суммы нейтрализующих кислотность веществ (в расчете на чистый Са СО 3) и количества крупных частиц (более 1 мм) по следующей формуле: Н=(Норма (Са СО 3 , (т на 1 га) по кислотности почвы*100*100) / % Са СО 3 , в удобрений"(100-% частиц более 1 VM)

Устанавливая норму извести для конкретных условий, необходимо учитывать механический состав почвы и особенности культур севооборота. На тяжелых почвах и под культуры, очень чувствительные к повышенной кислотности (свекла, кукуруза, клевер, люцерна, капуста и др.), лучше вносить полную норму извести, рассчитанную по гидролитической кислотности. На более легких малобуферных почвах и для культур, не чувствительных к кислотности (картофеля, люпина и др.), норму извести необходимо уменьшить на 1/3 – 1/2.

Для лучшей организации известкования зональные агрохимические лаборатории на основе агрохимического обследования почв составляют и передают хозяйствам картограммы кислотности почвы, на которых выделяются участки с разной степенью кислотности и нуждаемости в известковании (см. рис. 4). Периодически (через 5 лет) агрохимические анализы повторяют для уточнения ранее составленных картограмм. В настоящее время ЦИНАО разработан программный комплекс «Искра» по составлению с помощью ЭВМ проектно-сметной документации на известкование, в которой определяются площади почв, подлежащие известкованию по годам, необходимые нормы извести и общая потребность в известковых удобрениях, транспортных средствах и машинах для их внесения, затраты на известкование и их окупаемость в хозяйстве.

Работы по химической мелиорации почв в колхозах и совхозах осуществляются за счет бюджетных государственных средств либо подразделениями Сельхозхимии, либо силами самих хозяйств.

Разработка проектно-сметной документации по известкованию кислых почв проводится проектно-изыскатель-скими станциями химизации.

Известковые удобрения

Известковые удобрения получают размолом или обжигом твердых известковых пород (известняка, доломита, мела) или используют для известкования мягкие известковые породы и различные отходы промышленности, богатые известью.

Известняковая мука - основное промышленное известковое удобрение; получается при размоле или дроблении известняков. Они состоят в основном из карбоната кальция - Са СО 3 , но чаще всего доломитизированы, т. е. содержат также Mg СО 3 , (до 10-15% в расчете на MgO). Чем выше содержание в породе Mg СО 3 , тем она тверже и прочнее. При большом содержании Mg СО 3 , (18-20% в расчете на MgO) порода называется доломитом, при ее размоле получается доломитовая мука. Известковые материалы, содержащие магний, для многих сельскохозяйственных культур (свекла, картофель, лен, клевер, люцерна, гречиха, морковь, лук и др.) более эффективны, чем известковые удобрения, не содержащие магния, особенно на бедных магнием песчаных и супесчаных почвах. При внесении их в почву устраняется или уменьшается отрицательное действие известкования полными нормами на картофель и лен.

Качество известковых удобрений оценивается по количеству соединений, нейтрализующих кислотность почвы, и по тонине помола. Промышленные известковые удобрения должны содержать не менее 85% Са СО 3 , и MgСО 3 . Чем тоньше помол известняковой и доломитовой муки, тем скорее и полнее она растворяется, быстрее нейтрализует кислотность почвы и тем выше ее эффективность. Наиболее эффективна известняковая мука с тониной размола менее 0,25 мм. При высоком содержании грубых частиц (крупнее 1-3 мм) эффективность ее резко снижается. Согласно государственному стандарту, известняковая мука I класса должна содержать не более 5% частиц крупнее 1 мм и 70% -диаметром менее 0,25 мм, влажность ее не должна превышать 1,5%, а количество примесей не более 15%.

Жженая и гашеная известь.

При обжиге известняков СаСО 3 превращается в СаО (Са СО 3 =СаО+ СО 2 ,), получается жженая (комовая) известь. При взаимодействии ее с водой образуется гидроокись кальция [СаО +Н 2 О=Са(ОН) 2 2 равна 1,35 т Са СО 3 . Пушонка - быстродействующее известковое удобрение. Эффективность ее в первый год после внесения может быть выше, чем Са СО 3 , но с годами их действие выравнивается.

Большое значение для известкования кислых почв имеют рыхлые известковые породы, не требующие размола: известковые туфы, или ключевая известь, гажа, или озерная известь, мергель, торфотуфы, природная доломитовая мука.

В качестве известковых удобрений могут использоваться также различные отходы промышленности: сланцевая зола, доменные и мартеновские шлаки, дефекат (дефекационная грязь) и др.

Сроки и способы внесения извести

Известь обладает длительным действием. Установлено, что полная норма извести может оказывать положительное влияние на урожай сельскохозяйственных культур в течение двух ротаций 7-8-польного севооборота, половинная норма - не более одной ротации (6-7 лет). С течением времени после внесения извести вновь происходит постепенное увеличение кислотности почвы (особенно быстро на малобуферных почвах и при систематическом применении физиологически кислых удобрений в высоких дозах) и возникает потребность в повторном известковании. Периодичность и эффективность повторного внесения извести зависят от ее нормы при первичном известковании и обеспеченности хозяйства минеральными удобрениями. При известковании половинными нормами и интенсивном применении минеральных удобрений периодичность известкования учащается, а эффективность повторного внесения извести достаточно высокая. Необходимость повторного известкования устанавливают на основе данных агрохимического анализа почвы (определения степени ее кислотности) и расчета баланса кальция по результатам лизиметрических опытов.

Эффективность известкования в большой степени зависит от равномерного внесения извести в почву и тщательного перемешивания ее с почвой. Известь должна быть хорошо измельчена и перед заделкой равномерно рассеяна по поверхности почвы, что лучше всего достигается с помощью известковых сеялок и разбрасывателей. Пылевидные известковые удобрения - известняковая мука, сланцевая зола, цементная пыль и пылевидные отходы металлургической промышленности вносятся цементовозами или другими машинами этого типа. Необходимо применять такой способ заделки извести, при котором обеспечивается хорошее перемешивание ее со всем пахотным слоем почвы,- под плуг с осени под зяблевую вспашку или весной под перепашку зяби, лучше всего вместе с органическими удобрениями - навозом, торфом, компостами. При использовании фосфоритной муки ее лучше вносить под вспашку зяби, а известь - под перепашку или культивацию. С организационно-хозяйственной точки зрения наиболее удобно проведение известкования в парующих полях. В севооборотах с клевером объектом первоочередного известкования является покровная культура. В пропашных севооборотах известь в первую очередь необходимо вносить под кукурузу и корнеплоды, а в овощных - под капусту и свеклу или под их предшественники.

На естественных сенокосах и пастбищах известь вносят поверхностно. Известкование кислых почв резко повышает продуктивность кормовых угодий, при этом не только возрастает урожай, но и улучшаются состав травостоя, кормовые достоинства сена и пастбищного корма. Известкование является одним из основных мероприятий при залужении и создании культурных пастбищ на кислых почвах. Известь вносят под вспашку при проведении культуртехнических работ, можно вносить ее под культивацию.

Эффективность известкования

Под влиянием известкования возрастает использование растениями питательных веществ почвы и удобрений и значительно повышается урожайность сельскохозяйственных культур. На основании многочисленных опытов установлено, что этот прием на средне- и сильнокислых дерновоподзолистых почвах увеличивает урожайность озимой пшеницы на 3-7 ц, ржи, яровой пшеницы, ячменя на 2-5, клеверного сена на 8-15 и больше, сахарной, кормовой свеклы и капусты на 40-100, кукурузы (зеленая масса) на 30-70, картофеля на 10-20 ц на 1 га. При известковании сильнокислых почв урожайность повышается в большей степени, чем средне- и слабокислых, и прибавки урожая возрастают с повышением нормы извести.

Известь медленно растворяется и взаимодействует с почвой, действие ее проявляется постепенно, поэтому эффект от известкования достигает максимума на второй-третий год.

При внесении полной дозы положительное действие извести на урожай проявляется в течение 8-10 лет. За это время каждая тонна извести дает общую прибавку урожайности всех выращиваемых культур, равную в пересчете на зерно 12-15 ц на 1 га.

Известкование является основным условием эффективного применения удобрений на кислых почвах. Эффективность минеральных и органических удобрений на известкованных почвах значительно возрастает. Положительное действие наблюдается от совместного внесения извести и навоза. Опыты показывают, что на кислых подзолистых почвах сочетание известкования с внесением умеренных норм навоза в большинстве случаев дает такую же или более высокую прибавку урожайности сельскохозяйственных культур, как и двойная норма навоза нанеизвесткованной почве.

Эффективность минеральных удобрений на сильно - и среднекислых почвах при их известковании повышается на 35-50%, а слабокислых - на 15-20%. Прибавки урожая от совместного применения извести и минеральных удобрений обычно выше, чем сумма прибавок от раздельного их внесения.

Известкование кислых почв не только повышает урожай и эффективность удобрений, но и обеспечивает получение значительного экономического эффекта.

Экономическая эффективность известкования определяется величиной затрат на его проведение и стоимостью дополнительной продукции, получаемой от извести за все время ее действия.

Затраты на применение известковых удобрений зависят от используемых материалов, нормы извести, вида и дальности перевозок, технологии хранения и внесения. Расходы па применение 1 т Са СО 3 при перевозке до 500 км по железной дороге и до 25 км автотранспортом в среднем составляют от 8,5 руб. для стандартной известняковой муки до 10-36 руб. для нестандартных удобрений. В структуре издержек на известкование наибольшая доля затрат приходится на транспортировку, погрузочно-разгрузочные работы и внесение удобрений. Прибавки урожайности от известкования и экономическая эффективность этого приема могут широко колебаться в зависимости от степени кислотности почв, норм извести и состава культур севооборота. Наибольшие чистый доход от известкования кислых почв и окупаемость затрат обеспечиваются в севооборотах с наличием культур, сильно отзывающихся на известкование. Результаты многих полевых опытов показывают, что на сильно- и средне-кислых почвах затраты на известкование окупаются стоимостью дополнительного урожая зерновых за 1-2 года, кормовых культур - менее чем за год, а картофеля и овощей - в трех-пятикратном размере в течение года. На слабокислых почвах время окупаемости затрат возрастает в 1,5 раза.