агромелиоративные работы при осушении

Лекция 15, 16.

Структурные мелиорации. Культуртехнические и

агромелиоративные работы при осушении

Структурные мелиорации. Это коренное улучшение физических свойств почвы путем изменения ее структуры (макроагрегатного строения твердой фазы почвы); строения (совокупности сопряженных горизонтов различного происхождения и состава) или сложения почвенного слоя (внешнего выражения ее пористости и плотности). Для этого применяют землевание (пескование, глинование, торфование) почвы, внесение в больших дозах навоза, озерного ила (сапропеля), посев сидератов (запахиваемых в конце созревания трав), глубокое рыхление и перемешивание плотных и рыхлых слоев почвы, уплотнение рыхлых почв. Применяют также химические мелиоранты (известкование, гипсование) и искусственные структурообразователи.

Землевание – нанесение плодородного слоя почвы или потенциально плодородных почвообразующих пород на малопродуктивные земли с целью их коренного и долговременного улучшения. Применяется при восстановлении (рекультивации) земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых, выполнении строительных, дорожных, геологоразведовательных и других работ. Это один из доступных путей восстановления продуктивности и хозяйственной ценности земель, оптимизации ландшафтов. Оно проводится при борьбе с овражной эрозией, ликвидации микропонижений, блюдец и западин, которые предварительно заполняются минеральным грунтом. Используемый для землевания плодородный слой почвы можно сразу после снятия транспортировать к месту укладки или складывать в бурты для последующего нанесения. При длительном хранении плодородного слоя для предотвращения ветровой и водной эрозии на нем высеваются многолетние травы. Закрепленные таким образом отвалы можно временно использовать как сенокосы или пастбища. Для землевания применяют безвалунные супесчаные и суглинистые почвы с содержанием гумуса не менее 2 %, супесчаные и суглинистые грунты, хорошо разложившиеся виды торфа. Для сельскохозяйственных угодий достаточна толщина наносимого плодородного почвенного слоя 20….25 см. Несмотря на высокие затраты, связанные с транспортировкой плодородного слоя, землевание во многих случаях экономически эффективно. Особенно велико природоохранное значение этого приема.

Пескование торфяных почв. Обогащение торфяных почв минеральными веществами (песком) изменяет количественный и качественный состав твердой фазы торфа, что влечет за собой изменения важнейших свойств торфяной почвы: увеличивается объемная масса, плотность, водопроницаемость, уменьшается влагоемкость и нижний предел доступной для растений влаги, снижается непроизводительное испарение с поверхности почвы в засушливый период, увеличивается несущая способность почвы и проходимость сельскохозяйственных машин. Оно сказывается на изменении тепловых свойств почв (теплопроводности и теплоемкости). В результате улучшается температурный режим почв и приземного слоя воздуха, уменьшается суточная амплитуда колебаний температуры, снижается опасность радиационных заморозков из-за ночного выхолаживания приземных слоев воздуха. В результате пескования на 7…10 суток ускоряется оттаивание почвы весной, на 2…3 недели увеличивается продолжительность безморозного периода. В северных районах это существенно сказывается на продуктивности сельскохозяйственных растений. Привнос минеральных частиц за счет лучшей аэрации активизирует окислительные биохимические процессы в почве, улучшаются ее агрохимичкские свойства, интенсивней идут процессы нитрификации и аммонификации органики, лучше закрепляются в почве подвижные формы калия и фосфора, микроэлементы. Пескование торфяных почв резко уменьшает опасность пожаров.

На хорошо разложившихся торфяниках прибавка урожая от пескования составляет: для зерновых 14 %, кукурузы – 15, для картофеля – до 30 %, на слаборазложившихся торфяниках – для зерновых 15 кукурузы – 22, картофеля – 27, многолетних трав на сено – 13 %.

При песковании следует отдавать предпочтение средне- и крупнозернистым пескам, которые заготавливают при строительстве мелиоративных каналов, при срезке песчаных бугров или подвозят из карьеров. Большие запасы песков имеются в Полесьях (Белорусском, Украинском, в Мещерской низменности, на территории Васюганских болот в Западной Сибири). В песке не должны быть камни, щебень, соединения железа и серы, реакция должна быть близкой к нейтральной.

Для хорошо разложившегося торфа оптимальная норма песка составляет 200…300 м³/га, для слаборазложившегося – до 400 м³/га. Она может быть внесена частями за несколько лет. Простейшая технология внесения: доставка песка транспортными средствами с последующим распределением по поверхности сначала бульдозерами, а затем планировщикамиПесок перемешивают с торфом 2…3 кратным дискованием с заделкой на глубину 12…15 см. Если слой торфа небольшой и подстилается песком, применяют навесное оборудование. состоящее из скребкового транспортера и разбрасывателя (рис. ХХ). Применяют также гидронамыв песка, когда смесь песка с водой в виде пульпы распределяется по поверхности с последующим дискованием. Предварительно можно устраивать щели в слое торфа, которые заполняют пульпой.

Несмотря на большие затраты пескование экономически эффективно.

Глинование – способ мелиорации песчаных и торфяно-болотный почв путем внесения в них глины, что улучшает структуру и водно-физические свойства почв, обогащает их коллоидный комплекс, увеличивает емкость поглощения. Технология глинования подобна пескованию. Глинистый грунт не должен содержать сорных растений и их семян.

Процесс заполнения порового пространства почв или грунтов более мелкими (пылеватыми или глинистыми) частицами, находящимися во взвешенном состоянии в фильтрующейся воде, называется кольматацией. В результате уменьшается активная пористость и резко снижается фильтрация. Кольматация может быть внешней, когда глинистые частицы покрывают поверхность почвы, или внутренней, когда поры почвы заполняются глиной на некоторую глубину. Кольматация – распространенный недорогой способ снижения фильтрации из оросительных каналов. Он также применяется при искусственном повышении поверхности почв при осушении пониженных участков, при окультуривании песчаных и каменистых почв за счет отложения речных наносов в паводок.

При кольматации больших участков их разбивают на чеки с глубиной затопления 0, 5…1 м. Кольматация возможна и при стоячей воде, когда чеки или отсеки каналов заполняют глинистой пульпой.

Торфование почвы – внесение торфа на песчаные и супесчаные почвы для улучшения их водно-физических и агрохимических свойств. При этом увеличивается влагоемкость и водоудерживающая способность, емкость поглощения, активизируются микробиологическе процессы, улучшается пищевой режим и повышается продуктивность кльтур. На глинистых почвах этот птием не эффективен. При торфовании вносят 100…200 т торфа на га. На хорошо аэрированных песчаных почвах торф довольно быстро разлагается (минерализуется) со скоростью 3…5 % в год, продолжительность действия этого мероприятия до 20…25 лет.

Чистый торф имеет невысокую удобрительную ценность, т.к. почти весь азот находится в труднодоступной для растений форме, в дополнение к нему нужно вносить минеральные удобрения и навоз для ускорения микробиологического разложения устойчивых соединений (лигнин, битумы). Более ценен торф, богатый вивианитом (фосфорсодержащим минералом), а также карбонатами, раскисляющими почву. Предпочтительней вносить в почву торфокомпосты (торфо-навозные, торфо-пометные), тофо-минерально-аммиачные удобрения, тофяную подстилку с животноводческих ферм. Торфование осуществляют различными навозоразбрасывателями, при больших дозах торфа (до 300…500 т/га) применяют гидронамыв.

Внесение сапропеля. Сапропель – озерный ил, образуемый из остатков отмирающих растительных и животных организмов под действием биохимических, микробиологических и механических процессов в анаэробных условиях. К нему относят морские или пресноводные отложения с коллоидной структурой и содержащие не менее 15 % органических веществ. В придонном слое водоема этот ил перерабатывается с помощью микроорганизмов, личинок насекомых, червей и моллюсков в обнородную желебразную массу, уплотняющуюся с глубиной.

Извлеченный на поверхность саропель медленно сохнет, твердеет и не намокает. При промораживании зимой он распадается на гранулы, утрачивает гидрофобность и его можно вносить в почву, как ценное удобрение. В зависимости от содержания органического вещества и минералов различают органический, карбонатный, кремнеземистый и смешанный сапропель, он обогащен питательными элементами (азотом, фосфором, калием), микроэлементами. Отличительное его свойство – большая емкость поглощения (в 3…6 раз больше чем у черноземов). Из-за этого сапропель обладает высокими сорбционными свойствами, и применяется для извлечения из почвы или из дренажных вод загрязнителей (тяжелых металлов).

Глубокое (мелиоратвное) рыхление. Вообще рыхление почвы − это агротехнический прием, направленный на повышение плодородия почвы, он обеспечивается обычной вспашкой, боронованием, дискованием, фрезерованием. Для коренного улучшения почвенного профиля, его сложения и строения применяют глубокое (мелиоративное) рыхление, позволяющее повысить осушающее действие дренажа на тяжелых по механическому составу почвах благодаря увеличению пористости и водопроницаемости почвы и подпочвенных горизонтов, ускорению поверхностного и внутрипочвенного стока в дрены или в закрытые собиратели, способствует уменьшению поверхностного стока, а, следовательно, снижению водной эрозии. Некоторые конструкции рыхлителей допускают перемешивание глубоких горизонтов с разной плотностью, механическим составом, кислотностью почвы.

Глубокое рыхление– прием обработки почвы на глубину 60…80 см и более, при которой происходит увеличение рыхлости и объема почвы. При глубоком рыхлении улучшается водо- и воздухопроницаемость, усиливается биологическая активность почвы, накапливаются доступные для растений питательные элементы вследствие разложения органического вещества. Применяется на мелиорируемых землях с тяжелыми и вторично уплотненными почвами для повышения фильтрации подпахотных горизонтов и улучшения работы дренажа, при окультуровании почвы (низкопродуктивных земель) с целью создания мощного пахотного слоя почвы и при выполнении других мероприятий по повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Выполняется глубокое рыхление как самостоятельная операция, а также в сочетании с другими агротехническими мероприятиями. Для выполнения глубокого рыхления применяются пассивные и вибрационные рыхлители с одной, двумя или тремя стойками.

Глубокое рыхление подпочвенных слоев повышает их водопроницаемость, увеличивает объем дренажного стока (на глинистых почвах в первый год эксплуатации в 1, 5… 2, 0 раза) и урожайность сельскохозяйственных культур на 5… 15 %.

Для глубокого рыхления разработаны различные конструкции рыхлителей пассивного или активного (вибрационного) действия. Рыхлители пассивного действия представляют собой приспособленные плуги с удлиненной стойкой и с лемехами разной формой для требуемого поворота пласта. Эффективными оказались рыхлители с V − образными стойками. Параметры рыхлителей зависят от плотности почвы и подпочвенных слоев. Глубина рыхления зависит от строения почвенного профиля, обычно составляет 60…80 см и должна быть меньше глубины закладки дренажных труб. Рыхление может быть сплошным или полосовым, в зависимости от проницаемости плотного слоя.

При рыхлении часть талых или дождевых вод аккумулируется в пустотах на большой глубине, во избежание их застоя глубокое рыхление должно обязательно сочетаться с дренированием территории или с устройством закрытых собирателей.

Для увеличения срока действия в разрыхленный слой вдувают под давлением известковую или доломитовую муку, различные структурообразователи, препятствующие слипанию комков.

Культуртехнические мелиорации (культуртехника) – система мероприятий, направленных на приведение поверхности и пахотного слоя почвы в пригодное для эффективного сельскохозяйственного использования состояние. К ним относятся удаление кустарниковой растительности, пней, камней, кочек, мохового очеса и старой дернины; выравнивание поверхности почвы (засыпка ям, канав и карьеров, срезка бугров, ликвидация старых борозд и др.) и контуров сельскохозяйственных угодий (устранение мелкоконтурности, придание полям правильной конфигурации).

При культуртехнических работах важно сохранить естественное плодородие почвы и прежде всего гумусовый горизонт, применять комплексную высокоэффективную механизацию с минимальными затратами труда и средств, обеспечивающую подготовку поверхности почвы к освоению в течение года после осушения. Невыполнение этих требований приводит к неполной отдаче и затягиванию сроков окупаемости капитальных вложений в мелиорацию, необходимости внесения повышенных норм удобрений на восстановление плодородия почвы, увеличению сроков ее окультуривания.

Культуртехническим работам предшествует детальная почвенно-мелиоративная съемка и обследование участка, при которых устанавливают объем и виды работ, количественно характеризуется их сложность в зависимости от степени залесенности, засорения пнями, камнями, погребенной древесиной т.п. (табл. 2.6.48). Затем подбирают соответствующую технологию проведения работ, механизмы, составляют технологические карты на каждый вид работ.

Технология удаления древесно-кустарниковой растительности зависит от степени заселенности, типа почв, наличия механизмов. Применяют следующие способы: корчевание деревьев и кустарников, срезку кустарника кусторезами или бульдозерами, фрезерование, или запашку кустарника, химическую обработку и последующую уборку засохшего кустарника.

Древесно-кустарниковую растительность уничтожают корчевателями, корчевателями-собирателями или корчевателями-погрузчиками различных марок (К-2А, Д-513А, Д-625 и др.). Освоение участков с применением корчевателей включает такие операции: корчевку, перетряхивание выкорчеванной массы со сбором в валы или кучи, очистку поверхности от выкорчеванной древесины. Недостаток данного способа – значительное повреждение гумусового слоя почвы, особенно если корчуют и сгребают древесные остатки одновременно при повышенной влажности почвы. Потери гумусового слоя могут достигать 800-1000т/га.

В валах или кучах земля может составлять 60-70% собранной массы, вследствие чего затрудняется сжигание или удаление ее с площади и резко снижается плодородие почвы. На торфяниках, где собранную массу сжигать нельзя, многократное перетряхивание валов или куч требует очень больших затрат труда и средств.

Рекомендуется применять раздельное корчевание. При этом способе выкорчеванную массу перемещают на расстояние 10-15м от места корчевки и одновременно переворачивают корнями вверх, оставляя на10-20 дней для просыхания прилипшей к корням земли. Затем присохшую почву сгребают в мелкие кучи (20-30м² в основании, 2-3м по высоте).

В опытах Северного научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации при раздельном корчевании с последующим сгребанием древесно-кустарниковой массы потери гумусового слоя были в 2-2, 5 раза меньше, чем при одновременном корчевании и сгребании.

Для сбора древесины в кучи или валы используют кустарниковые грабли, а также корчеватели-собиратели. Кустарниковые грабли применять более целесообразно. Их зубья меньше углубляются в почву, в связи с большей шириной захвата производительность их на 70-80% выше, чем корчевателя, объем собранной с древесными остатками почвы на 20-30% ниже.

Древесную массу в валах или кучах оставляют еще на 8-10 дней, а затем сжигают. На торфяных болотах собранные древесные остатки закапывают в траншеи или вывозят на участки с минеральными почвами.

В зимний период корчевать можно при глубине промерзания минеральных почв до 10-12см и торфяников до 15-20см при мощности снегового покрова не более 40см. При зимнем корчевании в 1, 5-2 раза меньше сволакивается плодородный слой почвы, но зато больше корней обрывается и остается в почве.

На участках без крупных пней, камней, заросших кустарником и мелколесьем с диаметром корневой шейки до 1, 5см, древесно-кустарниковую растительность удаляют кусторезами. Для срезки используют кусторезы различных марок (Д-514, ДП-24 и др.). Качество срезки зависит от температуры воздуха, мощности снегового покрова, глубины промерзания почвы и видового состава древостоя. Лучше срезаются хвойный, ольха, осина, береза, рябина, хуже – низкорослые ивы. При низкой температуре стволы становятся хрупкими, а мерзлый грунт способствует качественной срезке древесной растительности. Установлено, что при незамерзшем грунте примерно третья часть мелколесья вырывается с корнем, число вырываемых стволов сводится к минимуму уже при глубине промерзания минеральных почв на 15см и торфяных – на 20см. Высота среза кустарника диаметром более 5см и мелколесья, особенно на минеральных почвах, не должна превышать 10см, так как более высокие пни затрудняют последующую корчевку.

В летний период через один - два месяца после срезки по мере подсыхания древесины кустарник сгребают в кучи или валы. После срезки собирают срезанную массу в валы, уничтожают их, подбирают мелкие древесные остатки.

При использовании кусторезов на 40-60% меньше сгребается гумусовый слой почвы по сравнению с применением корчевателей, производительность кусторезов выше, чем корчевателей, поэтому затраты на 1га на 15-20% ниже по сравнению с раздельным корчеванием.

На участках с большим числом валунного камня и пней и с резко выраженным микрорельефом, где кусторез применять невозможно, используют бульдозер. Бульдозеры срезают древесную растительность и одновременно сгребают ее в валы. Однако качество срезки при этом хуже.

Фрезерование кустарника проводят машинами типа МПГ-1, 7 и МТП-42, ФКН-1, 7, имеющими активные рабочие органы в виде барабана с закрепленными на нем режущими ножами. При движении агрегата ножи рыхлят почву, измельчают древесно-кустарниковую растительность, пни, погребенную древесину, кочки и моховой очес. Кустарник и погребенные пни измельчаются на фракции 2-7см. Фрезерование совмещает подготовку поверхности и первичную обработку почвы, сокращая в 2-4 раза число операций при другой технологии.

Применяют два способа освоения закустаренных участков с помощью фрезерных машин: фрезерование почвы и древесно-кустарниковой растительности, измельчение кустарника с последующей запашкой в почву.

При глубоком фрезеровании верхний слой торфяной залежки фрезеруют вместе с кустарником, пнями, погребной древесиной, кочками и моховым очесом. Работа фрезерных машин заменяет срезку, корчевку, уборку древесных остатков и кустарника, их сжигание, первичную вспашку и прикатывание. Фрезерование можно применять на площадях, где нет деревьев диаметром более 12см, пней выше 10см и диаметром более 20см, камней.

По сравнению с корчеванием и связанным с ним комплексом операций по освоению земель затраты труда в целом при глубоком фрезеровании на 25-30% ниже. Однако эта обработка наиболее энергоемка, металлоемка и малопроизводительна (0, 2-0, 3га за смену).

Недостаток глубокого фрезерования – интенсивное засорение поверхности почвы древесными остатками и неравномерное распределение измельченной древесиной массы в пахотном слое. Число древесных остатков, выступающих на высоту 8см, по экспериментальным данным, может достигать 30тыс. на 1га. Число мелких древесных остатков на поверхности после фрезерования увеличивается с увеличением высоты древостоя. По данным СевНИИГиМ, при фрезеровании кустарника высотой 4км на глубину 30-40см количество мелких древесных остатков на 1 га составляло 8 м³, а при высоте 6 и 8м соответственно в 2, 1-3, 8 раза больше. Поэтому в большинстве случаев фрезерование сочетают с другими способами. На участках, мало засоренных погребной древесиной, фрезерование на небольшую глубину (10-12см) сочетают с последующей вспашкой, дискованием и прикатыванием. При мелком фрезеровании надземная часть кустарника, а также основная масса корней разрушается и запахиваются на небольшую глубину. Это позволяет осваивать мелкозалежные торфяники, участки с торфяно-глеевыми и другими заболоченными со слоем торфа 10-20см.

При мелком фрезеровании с последующей вспашкой производительность по сравнению с глубоким фрезерованием увеличивается на 20-25% при снижении стоимости работ на 30%. Производительность фрезерных машин увеличивается в 1, 5-2 раза и достигает 0, 5га за смену.

Поверхностное фрезерование кустарника и мелколесья применяют на закочкаренных участках, заросших редким, но высоким кустарником, когда срезка его неэффективна, а запашка невозможна из-за маломощного торфяного слоя.

Мелкое и поверхностное фрезерование успешно применяют и зимний период при толщине снегового покрова до 30см. При зимнем фрезеровании последующую вспашку, дискование и прикатывание площади проводят в весенне-летний период.

При густых зарослях высотой более 5м фрезерные машины можно использовать для уничтожения корней, пней и погребенной древесины после предварительной срезки и удаления с площади надземной массы. Работа по удалению надземной части кустарника проводят зимой, а глубокое фрезерование – летом.

Запашку кустарника применяют на торфяно-болотных и минеральных почвах с глубоким (менее 25см) гумусовым слоем, на участках, не требующих значительного объема планировочных работ, без крупных пней, погребной древесины, не засоренных камнями кустарниково-болотными плугами (ПНБ-100, ПКНБ-125, ПКБ-100 и др.). Можно запахивать кустарник высотой до 6м и максимальным диаметром ствола у корневой шейки 6-9см. Допускается наличие на участке до 5% стволов диаметром 9-12см. Отдельные деревья, свежие пни диаметром более 15см и камни предварительно выкорчевывают и убирают. Часто эту работу проводят одновременно со вспашкой: вслед за плугом движется корчеватель, который выкорчевывает и стаскивает деревья и пни на обработанную площадь к середине загона. Запашка с одновременным корчеванием проводят при наличии не более 400 деревьев или пней на 1га.

Глубину запашки кустарника устанавливают в зависимости от плотности и высоты древостоя с таким расчетом, чтобы перевернутый пласт полностью покрывал запахиваемую древесину и на поверхность не выворачивался подстилающий слой почвы.

Мелкий кустарник, высотой до 2, 5м и диаметром стволов 1, 5-3см, запахивают на глубину 20-22см на минеральных и 28-32см на торфяных почвах; средний кустарник, высотой до 4м и диаметром до 6см, соответственно на 24-26 и 35-40см; крупный кустарник, высотой 5м и диаметром 6-9см, - на 28-30 и 45-50см.

Освоение закустаренных земель методом запашки обходится в 2-3 раза дешевле срезки кустарника и последующей его уборки и в 3-4 раза дешевле корчевания. Однако этот способ имеет и существенные недостатки. На поверхности поля и в верхнем слое почвы остаются корни, стволы, обломки древесины, что затрудняет последующую обработку почвы, посев, уход за посевами, особенно за пропашными культурами, применение кротового дренажа. Урожаи при запашке кустарника первые два-три года на 10-15% ниже, чем при корчевании. Лучшее время запашки – лето, когда кустарник имеет наибольшую растительную массу и обладает пониженной способностью к отрастанию побегов.

После запашки кустарника вслед проводят дискование тяжелыми боронами БДТ-2, 5А или БДНТ-3, 5А. Глубина разделки пласта 14-20см. На торфяных почвах обычно достаточно двух проходов бороны вдоль пластов. На минеральных почвах разделку ведут в три-четыре следа: сначала вдоль пласта, а затем под некоторым углом по направлению к вспашке (диагонально-перекрестный способ).

При большом разрыве между вспашкой и дискованием пласты оседают, кустарник обнажается и много древесины выносится дисковыми боронами на поверхность. Поэтому разделывать пласт нужно не позже чем 3-4 дня после вспашки.

После разделки пласта с поверхности почвы убирают обломки корней и стволов кустарника, поле прикатывают тяжелыми катками и оно становится пригодным для возделывания сельскохозяйственных культур.

Запаханная древесина на минеральных почвах разлагается 2-3 года, а на торфяных – 4-5 лет. В этот период почву под сельскохозяйственные культуры обрабатывают тяжелыми боронами на глубину 14-16см. В это время высевают многолетние травы. После разрушения древесных остатков высевают однолетние культуры в системе севооборота.

Химический способ борьбы с древесно-кустарниковой растительностью заключается в обработке растворами специальных препаратов – арборицидов, под действием которых растения засыхают, что облегчает и удешевляет дальнейшую работу по расчистке. Наиболее распространенны препараты: бутиловый эфир 2, 4-Д, аминная соль 2, 4-Д и натриевая соль 2, 4-Д. Чувствительны к этим препаратам серая и черная ольха, береза, большинство кустарниковых ив, лещина и клен, менее чувствительны – рябина, черемуха, вяз. На ель, сосну, крушину и малину эти препараты не действуют. Крупные участки обрабатывают с самолетов, а набольшие – с помощью аэрозольных генераторов типа АГ-4Д-2, АГ-Л6 и других или тракторных опрыскивателей.

При химической обработке кустарника с самолетов или аэрозольными генераторами расход масляных растворов эфира 2, 4-Д составляет 25л, водных растворов аминных солей 2, 4-Д и водно-масляных эмульсий 2, 4-Д – 100л/га.

Тракторными опрыскивателями на 1га расходуется 1500-2000л раствора. Средние нормы внесения арборицидов в зависимости от породного состава лесокустарниковой растительности и вида препарата составляют 2, 5-4, 5кг д.в. на 1га. Двукратная химическая обработка обеспечивает почти полное уничтожение древесно-кустарниковой растительности. Первое опрыскивание обычно проводят ранней весной до массового распускания листьев, а повторное – в первой половине августа.

Заросли высотой до 5м можно убирать через год после обработки, а более крупные – через 2-3 года. Для удаления сухостоя применяют корчеватели, бульдозеры, тракторные катки, тяжелые корчевательные цепи, широкозахватные тракторные грабли.

Корчевание пней. Для удаления средних и крупных пней используют корчеватели-собиратели различного типа. Выкорчеванную массу оставляют для просыхания, сгребают кустарниковыми граблями или другими средствами в кучи, а затем сжигают или удаляют с площади.

Корчевку мелких пней, оставшихся после срезки надземной части кустарника и мелколесья, наиболее рационально проводить корчевательными боронами на базе тракторов Т-100, Т-130, К-701.

До начала работы корчевателями удаляют пни диаметром более 15см и камни диаметром более 30см. Обычно делают 2-3 прохода бороной в перекрестном направлении с разрывом 5-7 дней. За первый проход удаляют от 25-55%, за второй – до 40% общего числа пней. Три прохода требуется обычно на участках с очень высокой пнистостью.

Для уменьшения потерь гумусового слоя почвы перед корчеванием рекомендуется подрезать корневую систему на глубине 15-30см плоскорезом-корнерезом или переоборудованным кустарниково-болотным плугом. Согласно исследованиям ЦНИИМЭСХ и СевНИИГиМ, подрезка корней значительно снижает потери почвы в процессе корчевания, число проходов корчевальной бороны, увеличивает степень очистки корневой системы от земли, производительность корчевальных борон.

Очистка почвы от погребной древесины. В верхнем слое торфяно-болотных почв часто содержится древесина. Ее извлекают корчевальными машинами, корчевателями-собирателями, корчевальными боронами, корчевателем-корнедером, гидрофицированными крюками. Для сбора извлеченной на поверхность погребной древесины в валки используют машины МН-3, затем ее грузят на тракторные прицепы и вывозят за пределы поля.

Очистка осушенных земель от камней. Засоренность почв камнями препятствует применению современной сельскохозяйственной техники. В Нечерноземной зоне площадь сельскохозяйственных угодий, нуждающихся в очистке от камня, составляет около 6 млн.га. Около крупных камней остаются огрехи, которые зарастают кустарником и сорняками. Небольшие камни повреждают почвообрабатывающие и уборочные машины. Простои агрегатов из-за поломок нередко отнимают 20-30% рабочего времени. Потери зерновых на каменистых почвах в связи с ухудшением качества обработки почвы и уборки достигают 15-20%, перерасход горючего 45%, продуктивность естественных кормовых угодий, засоренных камнями, снижается на 15-25%.

Технология культуртехнических работ на землях, засоренных камнями, включает следующие операции: извлечение крупных и средних камней с глубины до 40см, перемещение их к месту погрузки, погрузку на транспортные средства, вывозку к месту складирования, заравнивание ям и воронок, уборку мелких камней с поверхности почвы, вспашку с разделкой пласта, повторную уборку мелких камней. Крупные и средне камни удаляют в первую очередь. Для этой цели используют корчеватели-погрузчики (КБП-2), корчеватели-собиратели (КСП-20), камнеуборочные машины (УКП-0, 6),. камнеподбощики (УСК-07), бульдозеры. Выкорчеванные камни транспортируют при помощи металлических листов, тракторных саней, тракторных прицепов. Мелкие камни выкорчевывают и вычесывают на поверхность корчевальными боронами (К-1) или тракторными граблями. Корчевальная борона вычесывает на поверхность камни диаметром от 10 до 60см из слоя 0-30см. Камнеуборочные работы можно проводить и зимой. В таком случае поздней осенью и в начале зимы (при промерзании почвы на глубину не более 10см) проводят корчевание, а вывозят камни к местам складирования после полного промерзания почвы. Очень крупные камни (глыбы) взрывают и затем убирают с помощью тех же средств.

Уничтожение кочек. Значительные трудности при освоении представляют средние и крупные растительные кочки.

Средние и крупные осоковые кочки уничтожают путем фрезерования в один-два следа навесными болотными фрезами (ФРН-1, 5, ФНБ-2). Второй проход фрезы проводят в перпендикулярном направлении к первому. При освоении участков с очень крупными осоковыми кочками площадь предварительно прикатывают тяжелыми водоналивными катками в два-три следа, что позволяет снизить высоту и упругость кочек.

Крупные осоковые кочки на низинных болотах можно также измельчить фрезерными машинами типа МТП-42 или МПГ-1, 7 на глубину 15-18см с последующей вспашкой кустарниково-болотными плугами. Срезанные кочки вывозят за пределы участка или собирают в валы или кучи и компостируют. Привалунные и припневые кочки удаляют корчевателями-собирателями в процессе корчевки деревьев, пней и камней.

Низкие точки позволяют без особых препятствий проводить первичную обработку почвы кустарниково-болотными плугами. Однако сильно задернелые и осоковые кочки рекомендуется уничтожать перед вспашкой тяжелыми дисковыми боронами (БДТ-2, 5, БДТН-2, 2) с целью улучшения качества вспашки.

Планировка поверхности. После мелиоративно-строительных работ, корчевки леса, пней, удаления камней остается много ям и бугров. На мелиорируемых участках часто имеются естественные понижения и возвышенности, препятствующие работе сельскохозяйственных машин и орудий. Кроме того, они способствуют неравномерному увлажнению пахотного слоя, застою воды в понижениях и вымоканию растений, снижению производительности сельскохозяйственной техники и качества выполняемых работ, что приводит к значительному недобору урожая.

Различают строительную и эксплуатационную планировку. Строительную планировку (капитальную планировку и планировку микрорельефа) проводят в процессе культуртехнических работ.

Капитальная планировка включает работы по ликвидации старых канав, мелких понижений, ям, бугров, разравнивание земли, вынутой из каналов. Выполняют ее с помощью бульдозеров, скреперов, грейдеров и волокуш различных конструкций. Мелкие борозды, валики, канавы могут быть ликвидированы обычными почвообрабатывающими орудиями.

После вспашки и разделки пласта через 1-2 дня на торфяных и 3-4 дня на минеральных почвах проводят планировку микрорельефа длиннобазовыми планировщиками. Высокая производительность, лучшее качество планировки достигаются при влажности глинистых почв 23-28% сухой почвы, среднесуглинистых – 21-25%, легкосуглинистых – 16-17% и при диагонально-перекрестном способе передвижения агрегатов.

Эксплуатационную планировку проводят на второй, третий и последующие годы после освоения. Выровненный считается поверхность, когда глубина микропонижений не превышает 4-5см.

Качественная планировка дает возможность повысить урожай зерновых культур на 45-70%, картофеля на 30-35, многолетних трав на 60-75%.

В процессе планировочных работ нельзя срезать больше половины гумусового слоя почвы. После прохода планировщика почву дополнительно рыхлят или выравнивают в агрегате с рыхлящими орудиями.

Агромелиоративные мероприятия. Регулирующую функцию на тяжелых почвах выполняют агромелиоративные мероприятия (узкозагонная вспашка, глубокое рыхление, бороздование, гребневание, грядование, профилирование поверхности) и специальные водопоглащающие и водоотводящие мероприятия внутри территории, осушенной дренажем (водопоглащающие дрены, фильтры-поглотители, ложбинные борозды).

Агромелиоративные мероприятия – специальные приемы обработки почвы для регулирования режима влажности почвы путем отвода избыточной воды по поверхности и пахотному слою.

Узкозагонная вспашка (рис. 2.6.128) эффективна на почвах со слабой проницаемостью подгумусовых горизонтов. В этих условиях движение гравитационной воды происходит в основном по пахотному слою. Поэтому освобождение пахотного слоя от просочившихся атмосферных осадков возможно в результате ускорения стока гравитационных вод по пахотному слою. Осушительная сеть на тяжелых почвах может быть мелкой, глубиной несколько больше мощности пахотного слоя, но должна быть достаточно густей. Ширину загонов следует принимать 3-4м. По понижениям поперек разъемных борозд устраивают выводные борозды через 10-100м.

Глубокое рыхление (безотвальная вспашка) является эффективным средством усиления действия дренажа и улучшения водновоздушного режима почв, способствует повышению плодородия почв. При глубоком рыхлении разрушается плотный иллювиальный горизонт, в подпахотном слое на глубине до 60-70см грунт распадается на отдельные колья и агрегаты, пронизывается сетью трещин. Повышение аэрированности меняет характер окислительно-восстановительных процессов в почве, способствует переводу вредных для растений закисных соединений в окисные. При глубоком рыхлении усиливается биологическая активность почвы, накапливаются доступные для растений питательные элементы вследствие разложения органических веществ. После проведения глубокого рыхления в разрыхленной почве дополнительно может аккумулироваться 20-30см осадков. Глубокое рыхление проводиться плоскорезами-глубокорыхлителями и другими орудиями.

Гребневание – создание гребней на поверхности поля для возделывания на них пропашных культур (рис. 2.6.129). Применяется на избыточно увлажненной почве с высоким уровнем грунтовых вод и неглубоким пахотным слоем. Гребневание бывает весеннее, улучшающее водно-воздушный и тепловой режимы пахотного слоя и осеннее, существенно ускоряющее оттаивание и поспевание почвы весной. Гребни нарезают переоборудованным навесным плугом или специальным агрегатом при предпосевной обработке почвы или при подъеме зяби. Гребни располагают вдоль уклона местности высотой 15-25см. Расстояние между гребнями принимают 0, 7м. Их углубляют при каждой очередной междурядной обработке пропашных культур. После завершения последней обработки нарезают поперечные водоотводные борозды.

Грядование (рис. 2.6.130) – образование гряд на поверхности почвы для возделывания на них пропашных культур и борьбы с переувлажненностью почвы. Увеличивает мощность корнеобитаемого слоя и существенно улучшает водно-воздушный и тепловой режимы почвы.

Гряды, как правило, нарезают весной при предпосевной обработке почвы, но проводят и осеннее грядование, обеспечивающее более раннюю высадку культур весной. Высота гряд над ровной поверхностью составляет 8-30см и зависит от мощности пахотного слоя и применяемых орудий обработки. Ширина гряд под овощные культуры составляет 0, 7-1, 1м, а под кукурузу 2, 8-3, 5м. Нарезают гряды специальными грядоделателями 2 способами челночными и «с перекрытием». Межгрядовые борозды рекомендуется углублять при каждой очередной обработке пропашных культур.

Мелиоративное воздействие гребневания и грядования определяется двумя факторами: увеличением высоты поверхности почвы над уровнем почвенных вод (геометрический фактор воздействия на водный режим почв) и частичным дренированием пахотного слоя бороздами гряд и гребней (гидравлический фактор воздействия на водный режим почв).

Профилирование поверхности, придание ей двускатного профиля (рис. 2.6.131). Производится на безуклонных полях с низкой водопроницаемостью для ускорения поверхностного стока. Выпуклый профиль загонов (20-30м) достигается путем многократной вспашки всвал. Для чего проводят узкозагонную вспашку 3-4раза. Каждую вспашку выполняют при очередном сроке при мощности гумусового слоя почвы более 20см под культуру сплошного сева. Этот водно-воздушный режим почвы, способствует повышению урожая озимых зерновых на 0, 5-0, 7, яровых – 0, 3-0, 4т/га. Однако затрудняет работу сельскохозяйственной техники, снижая ее производительность.

В условиях сложного рельефа пойм, изобилующего повышениями и понижениями, осушительный эффект зависит не столько от правильности определения параметров закрытого дренажа, сколько от рациональной организации отвода поверхностных вод. Для отвода поверхностных вод в коллекторную сеть устраивают фашинно-хворостяные фильтры, фильтры-поглотители, колонки-поглотители и колодцы-поглотители.

Фашинно-хворостяные фильтры устраивают в наиболее низких местах рельефа, у подножия склонов, а также при осушении других элементов рельефа с возможным дополнительным питанием подземными водами (рис.2.6.132). Элементы фашинно-хворостяного фильтра (фашины) изготавливают на объекте до их укладки в траншею. Для этого проволокой связывают невысохший хворост диаметром до 5 мм в связки толщиной 15…20см. Крепление проволокой выполняют через каждые 50…70см. рекомендуемая длина фашины 3м. Сооружение такого фильтра начинается сразу после укладки дренажных труб в траншею и обвертывания рулонным фильтрующим материалом в два слоя. На сложенной таким образом дрене выстилают солому слоем 5см, на ней помещают элементы фильтра (по два рядом) и снова покрывают слоем (5см) соломы.

Поглотитель, вспомогательное осушительное сооружение для сосредоточенного отвода избыточных вод с осушаемой территории. Существует два основных типа поглотителей: для отвода поверхностных и дренажных вод в нижележащий хорошо водопроницаемый слой (поглощающий колодец); для сброса поверхностных и подземных вод в закрытую дренажную сеть, а по ней – за пределы осушаемой площади (фильтр-поглотитель: колона-поглотитель, колодец-поглотитель).

Поглотительные колодцы могут быть как водоприемниками, так и регуляторами грунтовых вод.

Избыточные воды собираются горизонтальной осушительной сетью и коллекторами отводятся в поглощающие колодцы (рис.2.6.133). При наличии в коллекторно-дренажных водах большого количества взвешенных веществ их предварительно очищают. Для этого устраивают отстойник, где осаждаются наносы, а осветленную воду сбрасывают в вертикальный поглощающий колодец, погруженный в дренируемый слой. Вертикальный колодец делается из гончарных, пластмассовых и железобетонных труб с отверстиями. При монтаже трубы обсыпают гранитным щебнем и гравием.

В случае неглубокого залегания поглощающего слоя (до 2м) и малых количествах отводимой воды, поглощающие колодцы могут устраиваться в виде буровых скважин, заполненных фильтрующими материалом.

При глубоком залегании поглощающего слоя (более 2м) и больших количествах отводимой воды, поглощающие колодцы делаются в виде опускных железобетонных колодцев. Поглощающие колодцы могут устраиваться как в одиночном исполнении, так и целыми сериями. При устройстве поглощающих колодцев сериями осушаемая территория делится на ряд участков, каждый из которых обслуживается определенным коллектором.

Колодцы-поглотители устраивают в местах непроточных понижений (блюдцах, впадинах, ложбинах) для сброса поверхностных вод, вод нагорно-ловчих каналов, а также грунтовых вод в закрытую сеть. Колодцы-поглотители бывают различной конструкции, в основном 3 типов, зависящие от мест их установки и назначения. Первый тип устраивается для замкнутых понижений. Второй тип используется для поглощения и сброса потока воды из каналов. Они устанавливаются по оси канала или в стороне от нее в специальной выемке в откосе канала. Данный тип позволяет уменьшить количество проводящих каналов и увеличить коэффициент использования осушаемых земель. Третий тип необходим для поглощения и сброса потока грунтовых вод, располагающихся в водоносном горизонте под осушаемым слоем грунта и влияющий на его водный режим. Колодцы-поглотители сопрягаются с закрытой сетью посредством пластмассовых (ПВХ) или асбоцементных труб.

Колонка-поглотитель применяется для ускорения сброса поверхностных вод из замкнутых понижений в коллекторно-дренажную сеть. Ее располагают в местах пересечения замкнутых понижений с трассой закрытой осушительной сети во время строительства.

Наиболее простой является колонка, которая включает участок коллектора или дрены из двойных керамических труб, вставленных одна в другую с зазором между стыками до 1см. Стыки изолируются геотекстилем, стеклохолстом или другим фильтрующим материалом. Трубы засыпают гравием или гранитным щебнем, а сверху – растительным грунтом. Такая конструкция повышает водозахватывающую способность участка до 0, 2л/с.