СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ МЕЛИОРАЦИИ ТЯЖЕЛЫХ СЛАБОВОДОПРОНИЦАЕМЫХ ПОЧВ
METHOD OF COMPLEX MELIORATION OF HEAVY WEAKLY WATER-PERMEABLE SOILS

Изобретение относится к комплексной мелиорации агроландшафта в гумидной зоне и может быть применено как при осушении тяжелых слабоводопроницаемых почв закрытым дренажем, так и в процессе сельскохозяйственного использования дренируемых тяжелых минеральных почв.
Известен способ мелиорации переувлажненных почв, включающий закладку закрытых дрен, глубокое рыхление почвогрунтов и внесение органических удобрений (Справочник мелиоратора. - М.: Россельхозиздат, 1980. - С.146…147).
Известен способ осушения переувлажненных почв в ФРГ, включающий строительство систематического горизонтального дренажа и проведение глубокого рыхления почвогрунтов (Эггельсманн Р. Руководство по дренажу. - М.: Колос, 1978. - С.100…102).
Известен способ осушения переувлажненных тяжелых слабоводопроницаемых почв, включающий осушение почв закрытым дренажем и проведение глубокого рыхления почвогрунтов с одновременным внесением химических мелиорантов и удобрений (В.Я.Черненок, Ш.И.Брусиловский. Глубокое рыхление осушаемых тяжелых почв. - М.: Колос, 1983. - С.11…12; прототип).
Известные способы осушения переувлажненных тяжелых почв направлены на создание мощного структурного слоя, который формируется с помощью глубокого механического рыхления и стабилизации глинистых частиц с помощью химических мелиорантов на фоне общего повышения плодородия почвы путем внесения повышенных доз органических и минеральных удобрений. В результате повышается разрыхленность почвогрунтов и их водопроницаемость, поверхностный сток преобразуется во внутрипочвенный, улучшается действие закрытого дренажа.
Общим недостатком известных способов осушения переувлажненных тяжелых почв является небольшой срок последействия глубокого рыхления и, в зависимости от типа почв, необходимость его повторения через 2…4 года. За 2…4 года разрыхленные почвогрунты стабилизируются и приходят в исходное состояние, становятся снова слабоводопроницаемыми, действие закрытого дренажа ухудшается. Причиной этого является заиление, в первую очередь, крупных пор и уплотнение почвогрунтов. Как следствие, снижается общая пористость и коэффициент фильтрации.
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в продлении эффекта глубокого рыхления за счет воздействия возделываемых растений на водно-физические и фильтрационные свойства почвогрунтов подпахотных горизонтов и их водно-воздушный режим.
Технический результат, полученный от решения поставленной задачи, заключается в улучшении свойств почвогрунтов, ускорении отвода избыточных поверхностных вод и гравитационных вод из пахотного слоя, повышении эффективности и надежности действия закрытого дренажа, водо- и воздухообеспеченности возделываемых культур и, как следствие, в повышении плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур, выращиваемых на дренируемых тяжелых слабоводопроницаемых почвах.
Поставленная в изобретении задача решена тем, что в способе комплексной мелиорации тяжелых слабоводопроницаемых почв, включающем осушение почв закрытым дренажем и проведение глубокого рыхления почвогрунтов с одновременным внесением химических мелиорантов и удобрений, дополнительно при проведении глубокого рыхления почвогрунтов на плужную подошву рыхлителя подают слой торфа мощностью не менее 15…20 см с последующим возделыванием сельскохозяйственных культур с глубокой корневой системой.
Как известно, глубокое рыхление тяжелых слабоводопроницаемых дренируемых почвогрунтов улучшает их агрегатный состав и, разрушая плотные водоупорные прослойки в толще оглеенных прорыхленных почвогрунтов, значительно повышает коэффициент фильтрации и усиливает приточность воды к дренам. При этом глубокое рыхление способствует улучшению притока воды к дренам и за счет щели, образующейся от прохода ножей рыхлителя, и плужной подошвы рыхлителя.
Данное изобретение позволяет решить поставленную задачу за счет нового положительного эффекта, заключающегося в следующем.
Слой торфа, поданный при проведении глубокого рыхления на плужную подошву рыхлителя, имеет небольшую объемную массу, как правило, меньшую единицы, и достаточно высокий коэффициент фильтрации, обладает высокой водопоглощающей и водоудерживающей способностью, являясь аккумулятором свободной воды, доступной растениям, и питательных веществ, вымываемых выпадающими атмосферными осадками из верхней части почвенного профиля.
В засушливые периоды года, когда верхние слои почвенного профиля пересыхают, в них появляются трещины, содержание свободной воды, доступной растениям, снижается до минимума. Глубокие стержневые корни растений, стремящихся выжить, добираются до свободной воды, накопленной в торфе, и в сочетании со свободной водой до питательных веществ, поступивших в торф из верхней части почвенного профиля. При этом корни растений пронизывают подпахотные слабоводопроницаемые почвогрунты. В результате улучшаются их водно-физические и фильтрационные свойства, что приводит к улучшению действия закрытого дренажа, сокращению времени отвода избыточных поверхностных вод и гравитационных вод из пахотного слоя и улучшению водно-воздушного режима почвогрунтов. Растения, постоянно воздействуя таким образом на подпахотные почвогрунты, исключают необходимость повторного периодического глубокого их рыхления.
Изобретение иллюстрируется чертежом, поясняющим предложенный способ.
На чертеже показан разрез почвогрунта в вертикальной плоскости: 1 - почвогрунт после прохода рыхлителя, 2 - торф на плужной подошве рыхлителя, 3 - возделываемая сельскохозяйственная культура.
Заявленный способ комплексной мелиорации тяжелых слабоводопроницаемых почв включает следующие операции:
- строительство закрытого дренажа;
- глубокое рыхление почвогрунтов с одновременным внесением химических мелиорантов и удобрений и дополнительной подачей на плужную подошву рыхлителя слоя торфа мощностью не менее 15…20 см;
- возделывание сельскохозяйственных культур с глубокой корневой системой.
Заявленный способ прошел производственную проверку при осушении переувлажненных тяжелых слабоводопроницаемых почв с погребенной оторфованной прослойкой мощностью не менее 15…20 см гончарным дренажем в сочетании с глубоким рыхлением на объекте «Пидке-ручей» на Олонецкой озерно-ледниковой равнине в Карельской АССР. Полученные данные подтвердили высокую эффективность заявленного способа.
В результате взаимодействия растений с торфом на одном квадратном метре подпахотные горизонты пронизывали до 400 корневых трубок растений, что привело к увеличению вертикального коэффициента фильтрации подпахотных горизонтов до 100 раз, с 0,01 до 1,00 м/сут. Модули дренажного стока при расстоянии между дренами 40 м в два раза превышали последние на контрольном участке с расстоянием между дренами 20 м, но без оторфорванной прослойки и глубокого рыхления. В периоды обильного выпадения осадков в первом случае отвод осадков дренажем достигал 100%, а во втором - в среднем 50% и лишь в отдельных случаях возрастал до 75%.
Нужно отметить, что оторфованная прослойка имеет небольшую объемную массу, меньшую единицы, высокую влагоемкость и достаточно высокие коэффициенты фильтрации (0,9…2,1 м/сут).