СПОСОБ ДРЕНИРОВАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ СЛАБОВОДОПРОНИЦАЕМЫХ ПОЧВОГРУНТОВ ПЛОСКИХ БЕЗУКЛОННЫХ УЧАСТКОВ С РАЗВИТЫМ МИКРОРЕЛЬЕФОМ
METHOD TO DRAIN HEAVY LOW-WATER-PERMEABLE SOILS OF FLAT NON-SLOPING AREAS WITH DEVELOPED MICRORELIEF

Изобретение относится к комплексной мелиорации агроландшафтов Нечерноземной зоны и может быть применено при осушении земель сельскохозяйственного назначения и использовании дренируемых минеральных почв.
Осушение тяжелых слабоводопроницаемых почв закрытым дренажем до настоящего времени не перестало быть проблемой. Особенно это относится к участкам с плоской безуклонной поверхностью и развитым микрорельефом.
Для осушения рассматриваемых почв применяют как нормативный дренаж, так и разреженный до 3-х и более раз против нормативного. При этом разреженный дренаж дополняют агромелиоративными мероприятиями.
Известен способ дренирования тяжелых слабоводопроницаемых почвогрунтов плоских безуклонных участков с развитым микрорельефом, включающий осушение почв закрытым коллектором с разреженными параллельными дренами и двускатным профилем поверхности между ними, создаваемым многократной вспашкой в свал загонами шириной, равной расстоянию между дренами, и образованием разъемных борозд, размещаемых в одной вертикальной плоскости с дренами (Соколовская Л.Н. Осушение земель закрытым комбинированным дренажем. - М.: Колос, 1966. - С.21…39; прототип).
Известному способу присущи следующие недостатки. Во-первых, как следствие развитого микрорельефа, на рассматриваемых участках качественного дренирования почв достичь не удается. В местных понижениях на поверхности подпахотного горизонта при выпадении осадков длительное время застаивается вода верховодки, переувлажняющая, и пахотный слой. Отвести эту избыточную воду за счет загонной вспашки, стока по пахотному слою и плужной подошве невозможно. Удалить эту воду возможно в основном только за счет испарения. Во-вторых, плодородие почвы по скату профиля, как правило, не выравнено: мощность пахотного слоя от свала к дрене снижается в 2 и более раз, понижается и степень окультуренности почвы, снижается коэффициент фильтрации, что влияет на своевременный отвод поверхностных вод и вод верховодки. От свала к дрене понижается и урожайность сельскохозяйственных культур. В-третьих, известный способ не учитывает проблему окультуривания почвы.
Известна система окультуривания минеральных почв, включающая их обработку, известкование, фосфоритование, внесение органических и минеральных удобрений и обеспечивающая создание мощного плодородного пахотного слоя. Создание глубокого (до 30 см) гумусированного пахотного слоя является одной из основных задач окультуривания почвы. Это особенно важно для дренируемых слабоводопроницаемых почв.
При углублении пахотного слоя в его толщу вовлекается почвенная масса подпахотного горизонта с повышенной кислотностью, низкой биологической активностью, бедная элементами питания. На почвах с высоким и средним естественным плодородием углубление пахотного слоя можно проводить путем прямого припахивания на 2-й год после рыхления подстилающего слоя: на легкосуглинистых почвах не более 5 см за один прием, а на глинах - не более 2…3 см. Вспашку с углублением пахотного слоя проводят через 1…2 года. При этом в зависимости от плодородия и гранулометрического состава почвы при углублении пахотного слоя (в основном осуществляют при зяблевой вспашке) вносят органические удобрения от 3 тонн (на легкосуглинистых почвах высокого плодородия) до 15 тонн (на тяжелосуглинистых почвах низкого плодородия) тонн на каждый сантиметр припахиваемого слоя или от 10…15 до 30…45 т/га. Эти дозы органических удобрений даны в расчете на стандартный торфонавозный компост. При использовании других видов органических удобрений их вносят в дозах, откорректированных по содержанию элементов питания. Дифференцированный подход известен и к внесению извести, фосфоритной муки и минеральных удобрений (Рекомендации по окультуриванию и сельскохозяйственному использованию мелиорируемых земель в Нечерноземной зоне РСФСР / СевНИИГиМ. И.М.Емельянова и др. - Л., 1978. - С.9…10, 19…28).
Основной недостаток известной системы окультуривания почв состоит в том, что она не учитывает создание двускатного профиля поверхности почвы между дренами при осушении плоских безуклонных участков со слабоводопроницаемыми почвогрунтами и развитым микрорельефом.
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в повышении эффективности дренирования тяжелых слабоводопроницаемых почвогрунтов плоских безуклонных участков с развитым микрорельефом.
Технический результат, полученный от решения поставленной задачи, заключается в ускорении отвода избыточных поверхностных вод и гравитационной воды верховодки из пахотного слоя, выравнивании плодородия почвы пахотного слоя между дренами, создании мощного плодородного пахотного слоя и, как следствие, в повышении урожайности сельскохозяйственных культур, выращиваемых на дренируемых тяжелых слабоводопроницаемых почвах плоских безуклонных участков с развитым микрорельефом.
Поставленная в изобретении задача решена тем, что способ дренирования тяжелых слабоводопроницаемых почвогрунтов плоских безуклонных участков с развитым микрорельефом, включающий осушение почвы закрытым коллектором с разреженными параллельными дренами и двускатным профилем поверхности между ними, создаваемым многократной многолетней вспашкой в свал загонами шириной, равной расстоянию между дренами, и образованием разъемных борозд, размещаемых в одной вертикальной плоскости с дренами, дополнен профилированием и горизонтальной поверхности подпахотного слабоводопроницаемого горизонта с созданием двускатного профиля с уклоном не менее 0,01. При этом профилирование осуществляют в несколько этапов при неизменном положении свалов и развалов, постепенно, при очередном сроке обработки почвы, предварительно разрыхляя подпахотный слой, увеличивая мощность разрыхляемого и припахиваемого слоя подпахотного горизонта и повышая интенсивность окультуривания почвы пахотного слоя от свала к разъемной борозде за счет применения возрастающих доз извести, фосфоритной муки, органических и минеральных удобрений, назначаемых с учетом возрастающей мощности разрыхленного и припахиваемого почвогрунта подпахотного горизонта, а также гранулометрического состава почвы пахотного слоя и степени его окультуренности.
Профилирование горизонтальной поверхности подпахотного слабоводопроницаемого горизонта - плужной подошвы пахотного слоя позволяет исключить застаивание воды верховодки в местных понижениях на его поверхности и возможное переувлажнение пахотного слоя, ускорить отвод поверхностных вод и гравитационной воды из пахотного слоя, обеспечив надежное его осушение. Этому способствует и дифференцированный подход к окультуриванию почвы на всей площади между дренами: повышение интенсивности окультуривания почвы пахотного слоя от свала к разъемной борозде за счет применения все возрастающих доз извести, фосфоритной муки, органических и минеральных удобрений ведет к выравниванию плодородия почвы между дренами, повышается величина коэффициента фильтрации почвы от свала к разъемной борозде, выравнивается и повышается урожайность сельскохозяйственных культур на всей площади между дренами.
Изобретение иллюстрируется чертежом, поясняющим предложенный способ.
На чертеже приведен поперечный разрез: 1 - закрытый коллектор, 2 - разреженные параллельные дрены, 3 - двускатный профиль поверхности почвы, 4 - разъемные борозды, 5 - горизонтальная поверхность почвы, 6 - горизонтальная поверхность подпахотного горизонта, 7 - местное понижение на поверхности подпахотного горизонта, 8 - спрофилированная поверхность подпахотного горизонта, 9 - засыпка дренажной траншеи, 10 - мощность пахотного слоя при двускатном профиле только поверхности почвы, 11 - то же, но и при двускатном профиле поверхности подпахотного горизонта.
Избыточные воды отводятся к засыпке дренажных траншей 9 и затем в дрены 2 как за счет стока воды по поверхности двускатного профиля почвы 3 и стока воды по пахотному слою 11, так и по спрофилированной поверхности подпахотного слабоводопроницаемого горизонта 8, усиливающей сток воды по пахотному слою 11 и его плужной подошве 8.
Заявленный способ дренирования тяжелых слабоводопроницаемых почвогрунтов плоских безуклонных участков с развитым микрорельефом включает следующие операции.
1. Строительство закрытого коллектора и разреженных параллельных дрен.
2. Внесение извести, фосфоритной муки, органических и минеральных удобрений на площадь между дренами, увеличивая их дозы, назначаемые с учетом возрастающей мощности разрыхленного и припахиваемого к почве пахотного слоя почвогрунта подпахотного горизонта (см. ниже), а также гранулометрического состава почвы пахотного слоя и степени ее окультуренности, от середины между дренами (от будущего свала) к дренам (к будущим разъемным бороздам).
3. Рыхление почвогрунта подпахотного горизонта - плужной подошвы пахотного слоя с увеличением мощности разрыхляемого слоя от середины между дренами (от будущего свала) к дренам (к будущим разъемным бороздам).
4. Вспашку площади между дренами всвал загонами шириной, равной расстоянию между дренами, припахивая при этом к почве пахотного слоя разрыхленный почвогрунт, что обеспечивает увеличение мощности припахиваемого слоя почвогрунта от свала к разъемным бороздам, размещаемым в одной вертикальной плоскости с дренами, и создание двускатного профиля как поверхности почвы, так и поверхности подпахотного горизонта.
5. Операции 2…4 многократно повторяют при обработке почвы в процессе сельскохозяйственного использования дренируемых почв.
Заявленный способ прошел производственную проверку при осушении тяжелых слабоводопроницаемых почвогрунтов Олонецкой равнины в Карельской АССР. Разреженный до 20 м между параллельными дренами дренаж в сочетании с двускатным профилем как поверхности почвы, так и поверхности подпахотного горизонта обеспечивал одинаковую и своевременную интенсивность осушения как и нормативный дренаж при расстоянии между дренами 8 м и ровной поверхности почвы. Увеличение расстояния между дренами в 2,5 раза (на гектаре площади укладывали соответственно 500 и 1250 пог. м дрен) дало значительную экономию капитальных вложений при стабильно несколько более высокой урожайности сельскохозяйственных культур на разреженном дренаже. На дренаже через 20 м только с двускатным профилем поверхности почвы имели место все отмеченные выше недостатки и урожайность была на 18% ниже.