В областях Центрально–черноземной полосы до последнего времени под плодовые насаждения в хозяйствах использовали лучшие земли.
Изучение истории плодоводства в этой давно сложившейся земледельческой зоне, специальные многолетние исследования, проведенные Научно–исследовательским институтом Центрально-черноземной полосы имени В.В. Докучаева, Белгородской областной государственной сельскохозяйственной опытной станцией, широкие производственные опыты в хозяйствах Грибанского района Воронежской области, убедительно свидетельствуют о целесообразности создания плодовых насаждений на склонах, не пригодных для возделывания ценных однолетних сельскохозяйственных культур. Лучшие же земли водоразделов и пологих склонов должны использоваться под ведущие зерновые и технические культуры.
Осваивать склоны под плодовые насаждения рекомендуется двумя основными методами:
1. На склонах крутизной от 3 до 8° применяют буферно–замковую противоэрозионную систему закладки сада и содержания почвы. Ее составные элементы следующие:
а) ряды плодовых деревьев размещают поперек склона, а в условиях разносторонних склонов, изрезанных лощинами, – вдоль горизонталей (контурно);
б) в молодом саду проводят так называемое буферное залужение многолетними травами по схеме; на склонах в 3–5°– через шесть междурядий, на склонах в 6–8° – через три междурядья. При этом травы высевают 4–метровой полосой по средней части междурядья, а 2–метровые приствольные полосы, необходимые для паровой обработки почвы трактором ДТ–20, оставляют незалуженными. В остальных междурядьях применяется паровая или паросидеральная система содержания почвы. Благодаря тракторной обработке почвы на приствольных полосах буферное междурядное залужение в семечковом саду возможно до 7–8–летнего возраста, в косточковом – до 4– 5–летнего. После этого буферное залужение проводят не в междурядьях, а в приствольных полосах шириной 2–2,5 м. Учитывая то, что корневая система плодовых деревьев к этому времени выходит за пределы приствольных полос (площадь по ширине междурядий), залужение не влияет отрицательно на развитие и плодоношение деревьев. Междурядья содержат по паровой и паросидеральной системе;
в) если на площади сада имеются лощины, буферное залужение дополняют постоянным задернением («замками») всех лощинных потяжин. При этом почву в междурядьях сада обрабатывают навесными орудиями;
г) с целью снегонакопления в саду в каждом десятом междурядье (или в двух соседних через десять междурядий) одновременно с закладкой сада сажают кустарниковые снегораспределительные кулисы. Лучшими породами для таких кулис являются: золотистая смородина, лещина, войлочная вишня.
2. На склонах крутизной от 8 до 25° создают ступенчатые террасы напашным или нарезным способом.
Как показал опыт, террасы более производительно делать комбинированным агрегатом трактором класса 3 т с универсальной бульдозерной навеской и навесным четырехкорпусным плугом. В этом случае в отличие от напашного способа агрегат работает при передвижении в обе стороны. Комбинированный агрегат можно применять на склонах до 30–35°, напашной способ – на склонах до 20°.
Террасирование – вид гидротехнического строительства, осуществляемого на основе специальных проектно–изыскательных работ.
Выполнение проекта в натуре должно производиться при авторском надзоре. Использование овражно–балочных земель путем террасирования предусматривает и другие противоэрозионные мероприятия: лесомелиоративные, выполаживание и окультуривание оврагов, противоэрозионную организацию площадей прилегающих к крутосклонам.
Гидротехнические мероприятия являются неотъемлемой частью всего комплекса почвозащитного земледелия в границах данного водосбора бассейна.
Проектировать гидротехнические сооружения следует на основе комплексных схем противоэрозионных мероприятий по группе хозяйств или проектов внутрихозяйственного землеустройства. Могут быть использованы временные технические нормы проектирования противоэрозионных гидротехнических сооружений: типовые проекты гидротехнических сооружений для борьбы с эрозией почв (оврагообразованием), разработанные институтом «Союзгипролесхоз».
Основными гидротехническими мероприятиями по задержанию и регулированию поверхностного стока являются водозадерживающие и водоотводные валы и канавы, а также строительство прудов и водоемов. Для предотвращения роста оврагов в их головной части строят водосбросные сооружения – быстротоки, перепады и консольные водосбросы–лотки, а в средней и нижней – запруды. Последние размещают по дну оврагов в различных сечениях с таким расчетом, чтобы повысить местный базис эрозии, предотвратить подмыв склонов оврагов, прекратить вынос продуктов эрозии в реки и водоемы.
Водозадерживающие валы задерживают поверхностный сток на водосборах, закрепляют вершины действующих оврагов с небольшими водосборами.
При крутизне склонов от 0,025 до 0,045 (2–3°) площадь водосбора должна быть не более 15 га; при крутизне от 0,045 до 0,11 (3–6°) – не более 5 га.
От этих значений могут быть отклонения с учетом рельефа, почвенно–геологических и других факторов, определяющих величину стока с водосборной площади оврага.
Водозадерживающие валы размещают параллельно горизонталям местности. Если нет возможности разместить Водозадерживающие валы на неудобных землях, то первый от вершины оврага вал размещают на расстоянии, равном тройной глубине оврага в вершине. Валы рекомендуется устраивать высотой 0,8–1,5 м трапецеидальной формы, с шириной по верху 2,5 м и заложением откосов: сухого 1:1, мокрого 1:2. Валы следует засевать травами.
Водонаправляющими валами перехватывают и направляют потоки воды на хорошо задернованные, облесенные склоны или к водозадерживающим валам, водосборным сооружениям. Чтобы не крепить водонаправляющие валы дерном или другими защитными материалами, их необходимо устраивать с наименьшими по условиям размыва уклонами.
Распылителями стока предупреждают концентрацию потоков в местах интенсивного роста премоин, а также на водоподводящих ложбинах. Для устройства распылителей стока в нескольких местах по ложбине насыпают перемычки с пологими откосами (1:7, 1:10) и выпусками воды на склон. Таким образом ликвидируется скопление больших струй воды. На мелких ложбинах (глубиной до 0,5 м) насыпной валик должен быть высотой 0,3 м, на более глубоких – 0,4–0,6 м.
Валики размещают примерно через 10–20–50 м в зависимости от уклона и противоэрозионной устойчивости почв.
Участки, на которые отводится поток, должны быть задернены или заняты лесными куьтурами. При распылении стока в лесной полосе распылители могут сочетаться с водозадерживающими валами.
Мелководные лиманы сооружают для регулирования стока и лиманного орошения на водоподводящих ложбинах. Поперек ложбин делают валы высотой 0.6–2 м, под которыми устраиваются трубчатые водовыпуски. Талая и ливневая вода стекает в лиман и задерживается в нем 2–4 дня, после чего выпускается. За это время происходит влагозарядка почвы на глубину больше 3 м и осаждается твердый сток. С течением времени ложбины заиляются и лиманы превращаются в кольматажные террасы, что улучшает противоэрозионную устроен.ность территории.
Лиманы могут устраиваться на пашне, пастбищах, в садах. Наиболее целесообразно их сооружать на ложбинах, имеющих продольные уклоны 0,5–2,5°.
Быстротоки, перепады и другие гидротехнические сооружения устраиваются в тех случаях, когда земляные валы, мелководные лиманы и т.д. не обеспечивают задержание и сброс талых и ливневых вод (при больших уклонах и площадях водосборов). Они предусматриваются также в тех случаях, когда гидрогеологические условия не позволяют аккумулировать воду перед водозадерживающими валами (при наличии сильнопросадочных, водонепроницаемых и суффозионных грунтов). Водосборные сооружения могут размещаться как в вершине закрепляемого оврага, так и на близлежащих участках с более устойчивым руслом и откосами. Стекающая со склонов вода подводится к сооружению системой водопроводящих валов.
Многолетний опыт внедрения комплекса мероприятий по борьбе с водной эрозией почв, накопленный в Научно–исследовательском институте сельского хозяйства Центрально–черноземной полосы имени В.В. Докучаева и проверенный в его опытно–производственных хозяйствах, а также в передовых хозяйствах зоны; опыт Орловской областной государственной сельскохозяйственной опытной станции и Новосильской зональной агролесомелиоративной опытной станции убедительно показывают, что эти мероприятия одновременно являются надежными в борьбе с ветровой эрозией и пыльными бурями.
Тот факт, что рекомендуемая выше система и приемы борьбы с водной эрозией почвы снижают скорость ветра в приземном слое воздуха, обеспечивают накопление и сбережение почвенной влаги, является убедительным доказательством правильности высказанного положения. Поэтому ниже рассматривается только ряд специальных мер по защите почв от ветровой эрозии для условий Центрально–черноземной полосы и в первую очередь ее южной и юго–восточной степной части, где пыльные бури чаще повторяются и наносят значительный ущерб. Следует иметь в виду, что ветровая эрозия и меры борьбы с ней в условиях зоны изучены недостаточно.
По устойчивости к ветровой эрозии в равнинных условиях рельефа почвы разделяются на шесть групп (в зависимости от механического состава и карбонатности): глинистые, тяжелые, средние и легкие суглинки, супеси и пески.
В Центрально–черноземной полосе ветровой эрозии особенно подвержены песчаные и супесчаные почвы и земли, примыкающие к ним с общей площадью около 300 тыс. га. Залегают они по долинам почти всех больших рек: Дона, Северного Донца, Оскола, Хопра, Воронежа, Битюга, Осереды, Хворостани, Икорца, Вороны, Савалы, Подгорной, Криушн, Сейма, Свапы, Цны и Невля.
Почвы тяжелого механического состава, но сильно распыленные обработками в верхнем (5 см) слое также подвергаются ветровой эрозии.
Ветровая эрозия (черные бури) наблюдается обычно в весеннее время, когда сильный юго–восточный и восточный ветер сдувает мелкозем с пашни и обнажает корни растений на возвышенных местах. Наоборот, в понижениях рельефа или в местах, защищенных от ветра, всходы культурных растений во время черных бурь засыпаются толстым слоем почвы. В отдельные годы это приводит к массовому пересеву сахарной свеклы, кориандра и других культур. Пыльные бури могут происходить и в зимнее время (за последние 15 лет они наблюдались зимой 1953–1954 и 1968–1969 гг.). Пыльные бури вызвали гибель части озимых, выдувание верхнего наиболее плодородного слоя почвы, особенно слабоветроустойчивых комочков диаметром 0,1–0,5 мм. При сильном ветре эти комочки передвигаются скачкообразно, вращаясь вокруг своей оси, и чем ровнее поверхность почвы, тем быстрее они вращаются и передвигаются. Поднятые в воздух мелкие частицы через 3–4 м ударяются о поверхность почвы, разрушают более крупные комочки и вовлекают их в круговорот. Эта цепная реакция усиливает разрушение и поднимает в воздух все большее и большее количество почвенных частиц.
Порог устойчивости почвы к ветровой эрозии при соотношении эрозионноопасных агрегатов (менее 1 мм в диаметре) к почвозащитным (крупнее 1 мм) примерно 1:1.
Комплекс организационно–хозяйственных, агротехнических и агролесомелиоративных мероприятий в борьбе с пыльными бурями должен обеспечивать:
снижение скорости ветра в приземном слое;
сокращение его лавинного эффекта путем уменьшения пылесборной площади;
уменьшение распыления верхнего слоя почвы и создание ветроустойчивой поверхности;
получение хорошо развитого, быстро смыкающегося покрова сельскохозяйственных культур (озимых, ранних яровых, многолетних трав и др.);
использование растительных остатков возделываемых сельскохозяйственных культур (стерня, мульчирование поверхности почвы измельченной соломой);
максимальное накопление и рациональное расходование влаги.
Комплекс мер по борьбе с ветровой эрозией почвы должен проводиться на основе осуществления почвенно–эрозионного обследования территории и правильной ее организации.
Наиболее широкое распространение в практике получили лотки–быстротоки.
Перепады целесообразно применять для закрепления вершин оврагов донного типа и на оврагах, имеющих небольшие вершинные перепады.
При закреплении вершин оврагов водосбросными сооружениями необходимо применять меры по укреплению дна оврагов. Укреплению подлежит прежде всего верхняя часть оврага, на расстоянии 50–150 м от его вершины.
Донные сооружения предусматриваются с целью прекращения дальнейшего углубления (размыва) русла ложбин и оврагов и превращения их продольного профиля в систему горизонтальных площадок. К ним относятся различного рода запруды: каменные, бетонные, плетневые, фашинные и т.д.
Запруды чаще всего сочетаются с лесными насаждениями. Они предохраняют дно оврага от размыва, удерживают наносы, способствуют укреплению овражных откосов, устраняют их подмыв.
Задерживая наносы, запруды повышают и расширяют дно оврага, в связи с чем создаются благоприятные условия для облесения.
Запруды могут быть из каменной наброски или сборного железобетона, а также плетневые, фашинные и другие, в зависимости от величины водосбора. Для задержания наносов между запрудами предусматриваются сплошные посадки по дну ивы и других пород.
Плетневые, хворостяные запруды целесообразно строить в оврагах с небольшими водосборными площадями и уклонами; высота хворостяных запруд не должна превышать 1 м, а плетневых – 0,5 м. В случае больших водосборных площадей, а также в оврагах, закрепляемых водосбросными сооружениями, целесообразно одну–две (а иногда и три) запруды сделать каменными или бетонными, а остальные – плетневыми, земляными.
Строительство прудов и водоемов является эффективным средством борьбы с водной эрозией почв и засухой. О большой водорегулирующей роли прудов говорит пример Таловского района Воронежской области. Здесь расположено около 300 прудов, в которых собирается свыше 20 млн. м3 воды. Эти пруды ежегодно регулируют от 20 (в годы повышенного стока) до 60% стока талых вод.
Исследования, проведенные в Каменной степи, позволили сделать вывод о важной роли прудов и водоемов в борьбе с засухой. За весенне–летний период (с мая по октябрь) пруды теряют на испарение и фильтрацию одну треть своего объема (на испарение – 21%, на фильтрацию – около 10%). Если эти потери принять за средние, то в Центрально–черноземной зоне, где более 8 тыс. прудов с объемом воды почти 0,5 млрд. м3, только испарение воды из прудов составляет около 100 млн. м3. Эта влага улучшает внутренний влагооборот окрестных территорий, повышает влажность воздуха и тем самым способствует снижению вредного влияния засухи в летний период. Количество воды, идущее на фильтрацию, улучшает питание грунтовых вод и увеличивает их водоносность. Воду, накопленную в прудах и водоемах, следует возвратить на поля. Отсюда возникает исключительной важности задача организации орошения сельскохозяйственных культур на местном стоке.
На сильноэродируемых ветроударных склонах делают полосы–буфера из многолетних трав, а в отдельных случаях – сплошное залужение. Расположение буферных полос на ровных участках должно быть перпендикулярно направлению наиболее вредоносных ветров, а на склонах – по горизонталям.
На песчаных и супесчаных почвах буферные полосы с многолетними травами создают через 10–12 м; легкосуглинистых и карбонатных черноземах – через 30–40 м; на глинистых черноземах через – 50–70 м.
Анализ характера ветровой эрозии в 1969 г. показал, что выдувались поля осенней вспашки с выровненной поверхностью («выровненная зябь»), а также поля озимых со слабо развитыми, плохо укоренившимися растениями. Поля со стерней, гребнистая зябь и посевы озимых культур с плотным, хорошо развитым травостоем эрозии не подвергались.
Для снижения скорости ветра в приземном слое необходимо проводить гребнистую вспашку зяби. Чистые пары должны быть с кулисами из подсолнечника, кукурузы и горчицы.
При посеве озимых по занятым парам, располагающимся на участках с частым проявлением ветровой эрозии, через 25–30 м следует создавать двухстрочные противоэрозионные кулисы из высокостебельных культур – предшественников (кукуруза, сорго).
В посевах кукурузы, выращиваемой на зеленую массу и силос, оставляют полосы неубранной кукурузы с использованием ее на зерно.
В районах сильной ветровой эрозии особенно важно проводить посев озимых в оптимальные сроки с применением удобрений. Это обеспечивает их хорошее развитие и устойчивость к сильным ветрам. Узкорядный способ посева значительно повышает устойчивость полей против сильных ветров.
В последнее время в Казахстане и Сибири широкое распространение получила система безотвальной обработки почвы с сохранением стерни и других растительных остатков на поверхности полей, которые хорошо защищают почву от ветровой эрозии.
Это достигается применением специальных плоскорезов–глубокорыхлителей (КПГ–250 и КПГ–2–150) для глубокой обработки почвы, плоскорезов (КПП–2,2 и КПЭ–3,8), штанговых культиваторов (КШ–3,6) для более мелкой обработки почвы. Посев проводят стерневой сеялкой СЗС–9 с катками конической формы за каждым сошником, которые придают пашне гребнистое состояние, устойчивое к ветру. Боронование осуществляют специальной игольчатой бороной БИГ–3, которая почти не повреждает стерню. На полях практикуется применение орудий минимальной обработки, совмещающих операции. Для этого используют сеялку–культиватор СЗС–2,1 и ряд других механизмов. Система безотвальной обработки почвы и орудия, применяемые для ее осуществления, заслуживают проверки в хозяйствах центрально–черноземных областей.
Полезащитное лесоразведение – важная и неотъемлемая часть системы мероприятий по борьбе с ветровой эрозией.
Для создания взаимосвязанной системы защитных лесных насаждений все работы по агролесомелиорации выполняют по комплексным противоэрозионным проектам.
Основные лесные полосы на равнинных местах располагают поперек преобладающих эрозионноопасных ветров, по границам полей севооборотов. На склонах полосы размещают с учетом рельефа поперек склона по направлению горизонталей. Расстояние между ними не должно превышать 600 м. Поперек основных располагают вспомогательные (снегораспределительные) лесные полосы на расстоянии 1500–2000 м. На почвах легкого механического состава эти расстояния уменьшают до 800–1000 м. Площадь полей, окруженных лесными полосами, должна составлять в условиях зоны 80–100 га.
Полезащитные лесные полосы создают продуваемой конструкции с шириной их от 7,5 до 15 м (3–5–рядные). При этом полосы наименьшей ширины следует закладывать в районах со снежными, холодными и метельными зимами.
Подбор древесных пород и смешение их в полосах должны обеспечивать биологическую устойчивость насаждений, долговечность их и высокий мелиоративный эффект.
Этим условиям отвечают насаждения с вводом в них до 50% главной породы, 30% сопутствующей и 20% быстрорастущей.
Главными породами для условий зоны являются: дуб, ясень обыкновенный, лиственница, сосна; сопутствующими – клен,. липа, ясень пушистый, груша, клен татарский, клен серебристый и др.; быстрорастущими – береза, вяз мелколистный, тополь, акация белая.