Гидромелиоративные мероприятия. 
Технология создания и улучшения лугов

Осушение. В Республике Беларусь общая площадь осушенных земель составляет 3 млн. 414 тыс. га в том числе сельскохозяйственного назначения 2 млн. 928 тыс. га. Это составляет 31,5% к общей площади сельхозугодий. На этих землях созданы сенокосы, пастбища, часть из них введены в пашню или используются под постоянные культуры. Эти земли обладают высокой продуктивностью и обеспечивают хорошие урожаи сельскохозяйственных культур. В большинстве своем эти угодья расположены на торфяных почвах. С точки зрения защиты этих почв от выветривания и сохранения органического вещества наиболее целесообразно на них создавать культурные луга.

Однако имеются еще большие площади земель, использование которых затруднено из-за переувлажнения. Они делятся на два типа: временного избыточного увлажнения и постоянного. От этого фактора зависит выбор способа осушения.

При этом необходимо знать, что для нормального произрастания трав в почве корнеобитаемой зоны должно содержаться воздуха 20−40% объема всех пор. Оптимальный водно-воздушный режим для лугопастбищных трав на минеральных почвах создается при осушении их до 70−90% НВ, а на торфяных — до 60−80% НВ. Создание нужной влажности регулируется нормой осушения, под которой понимают уровень залегания грунтовых вод от поверхности почвы. Нормы осушения зависят от свойств почвы и характера использования угодий (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Средние значения норм осушения, см

С повышением нормы осушения увеличивается аэрация почвы. Например, на низинном болоте при уровне грунтовых вод 30−50 см в слое почвы 0−20 см аэрация составляла 14,1%, при уровне 50−70 см — 16,9, 70−90 см — 23,1% и 90−110 см — 26,7% (И.В. Ларин, 1969).

При осушении повышается температура почвы. Если сравнивать участки с содержанием воды 10 и 50%, то в первом случае ее температура будет почти в 2,5 раза выше.

С увеличением аэрации и температуры почвы анаэробные процессы разложения сменяются аэробными, и вместо закисных соединений, вредной для корневой системы трав, в почве образуется больше питательных веществ для растений в подвижной и усвояемой форме (в виде окислов).

Осушение земель атмосферного водного питания. Атмосферное аодное питание наблюдается на водоразделах (суходольных лугах) с тяжелосуглинистыми и глинистыми почвами. Избыток влаги на таких угодьях образуется за счет снеготаяния и летом от дождей. Малая фильтрующая способность почвы, зимнее ее промерзание и небольшие уклоны способствуют задержанию воды на поверхности и в почвогрунтах. Основным методом осушения является ускорение поверхностного стока, а дополнительным — отвод излишков вод из корнеобитаемой зоны.

Ускорение поверхностного стока осуществляется с помощью осушительной сети, куда входит водоприемник (река, озеро), магистральные, тальвеговые и нагорные каналы, открытые собиратели.

Открытые собиратели закладывают на расстоянии 50−250 м один от другого, в зависимости от уклона, на глубину 0,8−1,0 м. Вдоль границ осушаемого участка располагаются нагорные каналы, которые перехватывают поверхностные воды, поступающие с водосбора. Из собирателей и нагорных каналов вода поступает в магистральный канал (глубиной 1,5−2,0 м) и далее в водоприемник. Отвод излишков воды из корнеобитаемой зоны возможен при помощи закрытого дренажа.

Осушение земель грунтового и напорно-грунтового водного питания. Избыточное переувлажнение таких земель происходит в результате высокого уровня грунтовых вод. Поэтому основная задача осушения — снизить их уровень и добиться оптимального водного режима корнеобитаемого слоя. Для решения этой задачи используют ловчие дрены или ловчие каналы, закрытый дренаж, вертикальный, щелевой и кротовый дренаж, открытую сеть каналов.

Устройство открытой сети каналов экономически более дешево по сравнению с закрытым дренажем. Однако она имеет ряд недостатков: затрудняется выпас скота, теряется до 10% полезной площади, возникает, возникает необходимость строить переходные мосты через каналы. Надо также иметь ввиду, что промерзшие откосы канав зимой и ранней весной не пропускают воду, вследствие чего почва просыхает медленнее, что задерживает рост растений и обработку почвы. При закрытом дренаже участок осушается более совершенно, так как сток воды идет круглый год. Кроме того летом, в засушливые периоды вследствие конденсации почвой паров воды из воздуха влажность ее на дренированных участках выше по сравнению с участками, осушенными открытой сетью.

При устройстве закрытого дренажа применяют гончарные или пластмассовые дрены, которые закладывают на глубину не менее 1,1 м. Расстояния между дренами зависит от фильтрационных свойств почвы. На торфяных почвах безнапорного грунтового питания оно составляет 30−75 м, а грунтово-напорного питания — 20−30 м. На минеральных глинистых почвах при систематическом дренаже — 8−14, при разреженном — 20−25 м. На тяжелосуглинистых почвах соответственно 10−16 и 20−30 м. На почвах среднесуглинистого гранулометрического состава — 12−20 м, а на супесчаных и песчаных — 25−40 м.

Щелевой дренаж используют на пнистых болотах и слаборазложившихся торфяниках. Его располагают путем нарезки щелевых дрен ножами-щелерезами с расстояниями между ними от 6 до 12 м. Этот вид дренажа не применяют на легких почвах и хорошо разложившихся торфяниках.

Кротовый дренаж применяют на торфяных и минеральных почвах, у которых нет погребенной древесины, пней, камней. Осуществляется он специальными кротователями, которые навешиваются на тяжелый трактор, например Т-100 МБГС. Кротователь представляет собой дренерный снаряд диаметром 150 мм для минеральных и 250 мм — для торфяных почв. Глубина зависит от почвенных условий и назначения дренажа и составляет 40−50 см на расстоянии 1,5−2,0 м. Средний срок действия дрен 2 года.

Кротовый дренаж не только отводит воду из верхних избыточно увлажненных горизонтов почвы в нижние, но и усиливает деятельность микроорганизмов в почве, процессы нитрификации, способствует более глубокому проникновению корней в почву. Кротовый дренаж повышает действие поверхностно внесенных удобрений. В опытах Всероссийского НИИ кормов им. В. Р. Вильямса он повышал урожайность трав на 30−40%.

Кротовый дренаж не применяют на песчаных и супесчаных почвах.

Осушение земель намывного водного питания в поймах рек и озер при затоплении их весенними и летне-осенними паводками заключается в увеличении пропускной способности рек мероприятиями по выпрямлению их русла, а также с помощью системы водохранилищ, а также предохранение поймы от затопления путем обвалования.

Орошение. Многолетние травы нуждаются в большом количестве влаги в почве. Их транспирационный коэффициент составляет от 600 до 800 и даже более единиц. Это значит, что на формирование 1 т сухого вещества растение расходует 600−800 т воды.

Анализ условий естественной влагообеспеченности минеральных почв Беларуси свидетельствует о крайней неравномерности распределения осадков по годами в период вегетации. В отдельные периоды вегетации не обеспечивается оптимальный водный режим почв для трав. Так, по данным М. Л. Голченко, недостаток увлажнения минеральных почв за летний период в сухой год повторяемостью один рез в 5 лет составляет от 80−150 мм в северной до 190−240 мм в южной частях республики. Многолетние исследования Белорусского НИИ мелиорации и луговодства показали, что для получения высоких и устойчивых урожаев трав необходимо подавать воды орошением в средние годы 600−1500, а в засушливые — 1000−2400 м³/га (А.И. Михальцевич, 1982).

Влияние дополнительного увлажнения почвы сказывается на повышении урожая трав почти в 2 раза, а в сухие годы — почти в 3−3,5 раза. Кроме этого, обеспечивается более равномерное его распределение по укосам или циклам стравливания на пастбище, удлиняется продолжительность его использования, улучшается ботанический состав травостоев и качество корма. Так, например, дождевание люцерны в совхозе «Малеч» Березовского района Брестской области на площади 200 га повышало урожай в 1,5 раза, который составил 500 ц/га зеленой массы. При орошении себестоимость 1 кормовой единицы снизилась в 1,3 раза. В колхозе им. Урицкого Гомельского района клевер и люцерна при 3-х — 4-х кратном скашивании обеспечили урожай 97−100 ц/га сухой массы при орошении. Сходные результаты получены и в колхозе «Овсянка» Горецкого района Могилевской области.

Основными объектами орошения являются суходольные местообитания с неустойчивым увлажнением, а также пойменные луга высокого уровня.

Для орошения пригодна вся пресная вода. При содержании солей 1−5 г./л необходимо устанавливать их химический состав. Если в 1 л содержится 1−2 г. соды и хлоридов, то такая вода непригодна для орошения даже на хорошо водопроницаемых почвах. Практически безвредны сернокислый и углекислый кальций.

Чувствительны к минерализации воды 1−4 г./л клевер луговой, тимофеевка луговая. Более устойчивы кострец безостый, ежа сборная, овсяница луговая, мятлик луговой, райграс многолетний. Они выдерживают минерализацию 4−6 г./л. Солеустойчивыми считаются люцерна и донник.

Бывают различные способы полдива: поверхностный (по бороздам, напуском по полосам, свободный напуск, затопление по чекам), дождевание и подпочвенное орошение.

Самым распространенным способом орошения является дождевание. При этом используются различные дождевальные машины: короткоструйная установка переносного типа КДУ-55 м, среднеструйная — УДС-75, «Волжанка» (ДКШ-64), двухконсольный агрегат ДДА-100 МА, дальнеструйный навесной дождеватель ДДН-70, самоходный агрегат кругового действия «Фрегат» и др. Эти машины и установки характеризуются высокими технико-экономическими показателями и позволяют проводить орошение сенокосов и пастбищ дождеванием на высоком техническом уровне.

Режим орошения лугов, созданных способом коренного улучшения должен соответствовать потребностям многолетних трав в воде во все периоды роста и развития и обеспечивать влажность почвы не ниже 70−75% НВ (наименьшей влагоемкости) в слое почвы 70−100 см. Его также необходимо увязывать со сроками стравливания и скашивания травостоя. В таблице 1.2 приведен примерный режим орошения пастбищ для условий лесолуговой зоны.

Сроки поливов устанавливают по влажности почвы в верхнем корнеобитаемом слое. Полив начинают, когда запас влаги в корнеобитаемом слое почвы снижается до 70% НВ. Глубину расчетного корнеобитаемого слоя принимают в зависимости от вида многолетних трав: меньшую для злаковых и большую для бобовых трав. Для травосмесей ориентируются на бобовый компонент.

Таблица 1.2. Примерный режим орошения пастбищ в лесолуговой зоне.

Запас влаги в слое почвы определяют по формуле:

W=10 a b h,.

где a-влажность почвы, % к сухой массе; b-плотность почвы, г/см³, h-расчетный слой почвы, м.

Оросительную норму в мм можно определить по формуле А. Н. Костякова:

М=В­(к х Р + П),.

где В-водопотребление (мм); Р — осадки за вегетацию (мм); П — объем влаги, который может быть взят из почвенного запаса (мм); к — коэффициент полезного использования влаги на поливной площадке.

Объем влаги, который может быть взят из почвенного запаса (П) для легких почв составляет 50, тяжелых — 100 мм в метровом слое.

Коэффициент полезного использования влаги (к) на легких почвах можно принять равным 0,7−0,8, а на тяжелых — 0,85−0,95.

Максимальная потребность в орошении наблюдается с третьей декады мая по третью декаду июля и составляет около 40 мм в декаду, достигая максимума в июне, затем сокращается на 15−35%.

Орошение сточными водами. При орошении лугопастбищных угодий сточными водами необходимо учитывать следующие требования: соблюдать гигиенические промежутки между поливами, стравливаниями и скашиваниями, проводить вневегетационные поливы с удобрительной целью; сокращать сброс сточных вод в водоемы; между поливом и использованием угодья скоту соблюдать разрыв в 15−20 дней (карантинный срок) в зависимости от степени обезвреживания поливной воды.

Различают следующие виды сточных вод — бытовые, городские, промышленные, стоки животноводческих комплексов.

Установлены следующие агромелиоративные требования к составу сточных вод, используемых на орошение сенокосов и пастбищ на дерново-подзолистых слабокислых суглинках и супесчаных почвах: рН 5,5−8,5 (оптимальный 6,5−8,0), сухой остаток — до 4−5 г./л, прокаленный — до 3 г/л, катионы кальций и натрий — до 500 г./л, анионы НСО₃ и SO₄ — до 500 мг/л, Cl — до 700 г./л, СО₃ — не более 100 мг/л. Биохроматная окисляемость во вневегетационный период — до 200, а в вегетационный — до 1500 мг/л. Азот, фосфор, калий строго не лимитируются, однако при вегетационных поливах содержание общего азота не должно превышать 150 мг/л, аммиачного — 100, калия — 250 мг/л.

При использовании сточных вод на орошение сенокосов и пастбищ необходимо учитывать не только агромелиоративные цели, но и санитарно-гигиенические требования, а именно: режим орошения, качество продукции, санитарную охрану почвы, предупреждение отрицательного влияния на грунтовые воды, водные источники и окружающую среду, а также на животных через корма.

Наиболее распространенный способ полива сточными водами — дождевание. Чаще всего для орошения используют навозные стоки и безподстилочный навоз.

Безподстилочный навоз подвергают предварительной обработке: измельчают, гомогенизируют, разделяют на твердую и жидкую фракции.

Транспортировка и внесение навозных стоков на луга осуществляется с помощью мобильных и стационарных устройств. Используются машины типа РЖТ, дождевальные установки КИ-50 «Радуга», ДДН-70, ДКШ-64, ДКН-80, «Сигма М-80Е».

При подаче на оросительные установки стоки могут быть разбавлены водой в специальных смесительных резервуарах или непосредственно в трубопроводе. На пастбищах и сенокосах их можно вносить в течение всего года.

Использование стоков не снижает качества корма. Их использование на 25−30% выше, чем при поливе чистой водой. Оно имеет важное природоохранное значение, так как в почве стоки подвергаются физико-химической сорбции и биохимическому разложению. В связи с этим предотвращается загрязнение подземных вод.

По санитарным правилам нельзя допускать сброс воды с орошаемых участков.