2.2. Проектирование в плане осушительно-оросительной системы, окультуривание участка и намечаемое использование.

Создание только одной осушительной системы вследствие кратковременности ее действия в течение вегетационного периода будет иметь низкую эффективность. Исходя из этого, целесообразно проектирование осушительно-оросительной системы двойного регулирования водного режима, чтобы система использовалась в течение всего вегетационного периода: весной - как осушительная, а летом - как оросительная.

Причины избыточного увлажнения земель:

1. климатические - преобладание осадков над испарением

1. рельеф местности - вода может скапливаться в замкнутых пониженных элементах рельефа

2. слабая водопроницаемость почвы

2. растительность - лес, травы, мох способствуют задержанию влаги на участке.

Различают пять основных типов водного питания избыточно увлажненных земель:

1. атмосферный, при котором основным источником избыточной влаги являются атмосферные осадки. Этот тип водного питания наблюдается на верховых болотах, расположенных на водораздельных плато, а также на равнинах, сложенных глинистыми и суглинистыми почвогрунтами с малыми уклонами поверхности.

2. грунтовый, при котором в переувлажнении земель принимают участие грунтовые воды, формирующиеся в пределах переувлажненного массива за счет атмосферных осадков или притока грунтовых вод со стороны (поток грунтовых вод), при этом уровень грунтовых вод близко подходит к поверхности земли.

3. грунтово – напорный, при котором избыточное увлажнение возникает также за счет грунтовых вод и за счет восходящего тока воды из напорных пластов в грунтовые воды.

4. склоновый (делювиальный), при котором переувлажнение происходит за счет воды, притекающей со склонов водосбора и накапливающейся у подножия склонов на тяжелых слабопроницаемых почвах.

5. намывной (аллювиальный), при котором основной причиной переувлажнения являются воды рек, озер, водохранилищ, выходящие из берегов в периоды половодий и паводков, затапливающие прилегающие пойменные земли.

Методы и способы осушения:

В практике осушения сельскохозяйственных земель под методами осушения понимается направленность мероприятий по устранению избыточного увлажнения земель.

Способы осушения определяют систему технических средств и устройств, при помощи которых отводится избыток воды с осушаемых земель.

Методы осушения выбирают и применяют в зависимости от типа водного питания (ТВП) избыточно – увлажненных земель. Различают пять основных методов осушения:

1. при атмосферном ТВП – ускорение поверхностного стока. Этот метод применяют на лугах и пашнях с тяжелыми почвами (глины, суглинки). Для ускорения отвода поверхностных вод дополнительно к каналам применяют планировку и выравнивание поверхности с засыпкой отдельных понижений.

2. при грунтовом ТВП – понижение уровня грунтовых вод. Данный метод используют на торфяных, песчаных, супесчаных и суглинистых почвах с близким залеганием уровней грунтовых вод. Осуществляется это путем устройства каналов и различных дренажей на осушаемом участке.

3. при грунтово – напорном ТВП – понижение уровней подземных вод и связанных с ними грунтовых вод. Метод понижения уровней напорных вод применяют при осушении болот напорного питания.

4. при склоновом ТВП – перехват воды, поступающей на осушаемый массив со склонов водосбора.

5. при намывном ТВП – ограждение пойм от затопления, ускорение руслового стока.

Способы осушения назначают в зависимости от метода осушения, типа водного питания, а также планируемого сельскохозяйственного использования осушаемых земель. Выбор способа осушения должен быть экономически обоснован. Существуют два основных способа осушения: осушение земель производится либо системой открытых осушительных каналов, либо системой закрытых осушительных каналов – дренажом. В зависимости ТВП способы осушения можно конкретизировать следующим образом:

1. при атмосферном ТВП – осушение производится с помощью открытых каналов – собирателей, искусственных ложбин, дополняемых агромелиоративными мероприятиями (кротование, щелевание, рыхление подпахотного слоя почвы и др.).

2. при грунтовом и грунтово – напорном ТВП – осушение осуществляется с помощью устройства дренажных систем (коллекторов, дрен).

3. при склоновом ТВП – устраиваются нагорные, ловчие каналы; проводят на склонах противоэрозионные мероприятия.

4. при намывном ТВП – производится регулирование русел рек (спрямление, углубление), строительство дамб.

Осушительная система и ее основные элементы.

Осушительная система представляет собой комплекс инженерных сооружений и устройств, создающих необходимые условия для улучшения водного режима переувлажненных земель. В состав осушительной системы входят:

1. регулирующая сеть (осушители, дрены, собиратели) служит для сбора и удаления с осушаемой территории избыточных поверхностных и грунтовых вод.

2. ограждающая сеть (оградительная) – нагорные, ловчие каналы, дамбы – предназначена для защиты осушаемой территории от притока поверхностных и грунтовых вод со стороны прилегающих склонов.

3. проводящая сеть – магистральные каналы, транспортирующие собиратели, коллекторы – связывает регулирующую и оградительную сети с водоприемником.

4. водоприемник – река, озеро, балки, овраги – принимает воду, собираемую осушительной сетью.

5. гидротехнические сооружения – перепады, смотровые колодцы, шлюзы – предназначены для управления потоком воды при ее отводе, а также для предотвращения размывов и заиления каналов и дрен.

6. дорожная сеть – дороги, мосты, трубы – переезды – служат для въезда и выезда транспорта, сельскохозяйственной техники на осушаемые земли.

7. эксплуатационная часть – здания, гидрометрические посты, линии связи – служат для контроля и надзора за работой всех звеньев осушительной сети.

Осушительная система должна обеспечивать полный и свободный отвод воды с осушаемой территории и прилегающего водосбора.

Осушители – оросители должны располагаться с обеих сторон магистрального канала и иметь к нему уклон не менее 0,0005, который рассчитывается по формуле:

i = H_B – H_H/L_{BH ,}

где: i – уклон канала;

H_{B –} отметка горизонтали в истоке канала, м;

H_H – отметка горизонтали в устье канала, м;

L_BH – длина канала, м.

Расположение осушителей с заданным уклоном определяется отдельно для каждой половины участка с обеих сторон магистрального канала. Все осушители должны располагаться параллельно установленному расположению первого осушителя с заданным уклоном.

Расстояние между осушителями – оросителями должны устанавливаться в зависимости от:

1. рекомендуемых расстояний для различных почв Нечерноземной зоны:

- 40-80 м –для торфа, тяжелого суглинка и глины;

- 80-140 м – для среднего суглинка;

- 140-200 м – для легкого суглинка и супеси;

2) ширины захвата дождевальных машин, которые будут применяться для орошения участка. Это могут быть машины ДДН-100 ДДА – 100МА, которые могут забирать воду из открытых каналов и имеют ширину захвата при поливе, равную 120 м. Решающее значение в выборе расстояний между осушителями – оросителями имеет ширина захвата дождевальных машин. Следовательно, на всех почвах будет одинаковое расстояние между осушителями – оросителями, равное 120 м.

В тех случаях, когда для полного осушения участка требуется расстояние между осушителями менее 120 м (торф, тяжелый суглинок, глина), расстояние между открытыми осушителями – оросителями следует оставлять равным ширине захвата дождевальных машин, т.е. 120 м, а для доосушения участка – применять кротовый дренаж, который позволяет увеличить расстояние между открытыми осушителями в два раза.

Устья осушителей, впадающих в магистральный канал с разных сторон, не должны сходиться в одной точке, а должны быть смещены, примерно, на 20-25 м, чтобы уменьшить заиление магистрального канала.

От истока магистрального канала в обе стороны участка параллельно осушителям должны отходить нагорные каналы, перехватывающие воду, поступающую с прилегающих склонов.

После нанесения на план всех каналов, но осушительной сети нужно запроектировать дополнительные сооружения:

- два – три моста через магистральный канал,

- дороги с обеих сторон магистрального канала,

- трубы – переезды под дорогами в каждом осушителе,

- шлюзы – регуляторы уровня воды в магистральном канале около каждого моста.

Далее следует разделить участок на равновеликие ( по возможности) поля, площадью 20-25 га, объединив в них по 2 клетки ( пространства между осушителями – оросителями); с учетом масштаба вычислить площади этих полей; подобрать культуры и составить схему севооборота. На этом проектирование осушительной системы заканчивается.

При проектировании оросительной системы нужно предусмотреть расположение:

1. двух насосных станций около реки против самых высоких мест участка;

2. двух напорных трубопроводов по самым высоким местам участка;

3. гидрантов – водовыпусков против каждого осушителя – оросителя;

4. двух дождевальных машин:

-для большей половины участка – ДДА-100 МА;

- для меньшей – ДДН-100;

5) подпорных щитков для обеспечения работы ДДА-100МА.

Расстояние между подпорными щитками и количество подпорных щитков рассчитываются по формулам:

Врасч = (H - h)/i, м

Врасч – расстояние, м

Н – наибольший слой воды в канале, м (= 1 м)

h – наименьший слой воды в канале, м (=0,5 м)

i – уклон канала

Врасч = (1 – 0,5)/0,0018 = 278 м

n = L/В = 1150/278 = 4

Вфакт = 1150/4 = 300 м = 3 см

Вся оросительная система должна быть напорно – самотечная, то есть на участок вода должна подаваться под напором по напорным трубопроводам, а по участку – самотеком по открытым каналам (осушителям - оросителям).

Окультуривание участка

После осушения участка, его необходимо очистить от древесно-кустарниковой растительности, пней и камней. Уничтожить на нем кочки и за­ровнять ямы. Провести углубление пахотного слоя. Внести известь и органиче­ские удобрения. Выполнить глубокое рыхление тяжелых почв, посев предвари­тельных культур (однолетних с посевом многолетних трав), подобрать культуры соответственно количеству полей и ввести севооборот.

Для вычесывания камней с глубины до 50см можно применять рыхлитель-камневычесыватель РВК-2,0 в агрегате с трактором Т-130МГ; а для уборки кам­ней с поля- камнеуборочные машины КУМ-1,2 и УКП-0,6 в агрегате с тракторами ДТ-75М и МТЗ-80.

Пни следует убирать по следующей технологии: выкорчевывание, просу­шивание, перетряхивание, освобождение от земли, вывозка с участка, измельче­ние в технологическую щепу и изготовление древесно-стружечных плит (ДСП). Подбор и измельчение древесины можно выполнять машиной МТП-82 в агрегате с тракторами класса 5т (Т-250, К-701).

Уборку кустарника выполнять кусторезами КФ-2,8 в агрегате с Т-130МБГ и кусторезом-измельчителем в агрегате с К-701. Мелкий кустарник измельчать фрезерными машинами МТП-44А и ФКН-1,7 в агрегате с Т-130МБГ.

Уничтожение кочек можно выполнять кочкорезами КПД-2 с фрезерными рабочими органами в агрегате с трактором класса Ют (Т-130МБГ).

Первичную вспашку следует выполнять плугами ПБН-75 и ПБН-100А на глубину 30 см в агрегате с тракторами Т-150 и Т-130МБГ.

Для глубокого рыхления тяжелых почв желательно применять рыхлители с активными рабочими органами ВР-80 и РВШ-0,8, которые агрегатируются с тракторами класса Ют (Т-170 и Т-130.1.Г). Глубокое рыхление нужно выполнять при влажности почвы 70-80% НВ, когда почва хорошо крошится.

Планировка поверхности почвы проводится с целью создания удобств для работы почвообрабатывающей, поливной и уборочной техники.

Технологические требования к выполнению планировки: снять плодород­ный слой и сбуртовать его за пределами планируемого участка; разрыхлить слой, подлежащий планировке; выполнить планировку; разровнять по поверхности спланированного участка плодородный слой.

Для восстановления плодородия почвы, нарушенного при планировке, на каждый сантиметр неплодородного слоя нужно внести по10т/га органических удобрений. То же самое необходимо делать и при углублении пахотного слоя.

Для повышения уровня плодородия до верхнего предела нужно вносить по 60-100 тонн на гектар органических удобрений в течение 3-4 лет.

А для поддержания бездефицитного баланса гумуса нужно ежегодно вносить на каждый гектар суглинистых почв 10-15т, супесчаных-14-17т и песча­ных- 18-20т, т.е. при разовой норме 100т/га внесение органических удобрений нужно повторять каждые 5 лет.

Для нейтрализации кислотности почвы требуется проводить известкование. Расчет доз извести должен быть выполнен по гидролитической кислотности и формулам:

а) Драсч = 5*Г*Н*А

б) Дфакт = (Драсч*10)/(К(100 - Б)*(100 - В))

Драсч – расчетная доза действующего вещества (СаСО3), т/га

Дфакт – фактическая доза известкового материала, т/га

Г – гидролитическая кислотность, мг-экв/100 г почвы

Н – глубина известкуемого слоя, м (0,5)

А – объемная масса этого слоя, г/см (=1,3 – 1,4 для мин.почв,0,4 для торфа)

К – содержание СаСО3 в известковом материале (80%)

Б – содержание в известковом материале частиц диаметром более 1 мм,(10%)

В – содержание влаги в известковом материале, (10%)

Для водораздела:

Драсч = 5*4,9*0,5*1,3 = 15,9 т/га

Дфакт = 15,9*10⁶/(80(100-10)(100-10)) = 25 т/га

Для склона:

Драсч = 5*5,4*0,5*1,3 = 17,6 т/га

Дфакт = 17,6*10⁶/(80(100-10)(100-10)) = 27 т/га

Для поймы:

Драсч = 5*5,6*0,5*1,3 = 18,2 т/га

Дфакт = 18,2*10⁶/(80(100-10)(100-10)) = 28 т/га

Внесение минеральных (фосфорно-калийных) удобрений можно проводить еще до известкования. Особенно это важно для фосфоритной муки, которая лучше растворяется в почве при повышенной кислотности почвы.

Возможные дозы минеральных удобрений: азотные 240 – 300 кг д.в./га, лучше вносить в год выращивания культур и дробно, а фосфорные по 150-200 кг д.в./га и калийные по 180-220 кг д.в./га лучше вносить с осени.

Залужение

Критерием завершенности мелиоративных работ на участке считается посев предварительных культур и получение плановой урожайности не менее 8-10 тысяч кормовых единиц с гектара, что соответствует 40-50т/га зеленой массы однолетних и многолетних трав, 60-70т/га кормовой свеклы и 8-10т/га зерна.

В качестве предварительной культуры лучше всего использовать многолетние травы, потому что они могут 5-6 лет расти на одном месте и давать по два полноценных урожая в год; доосушают участок и выравнивают его плодородие за счет корневой системы; являются лучшим предшественником для большинства культур и способствуют быстрому введению и освоению любых севооборотов.

Поэтому залужение участка и получение плановых урожаев можно считать завершающим этапом всех мелиоративных работ на участке.

Подсевать многолетние травы лучше под покров однолетних трав, кото­рые убираются рано (в конце июля) и полностью, после чего создаются благопри­ятные условия для роста и развития многолетних трав.

Перечисленный выше комплекс работ по определению видов потребных мелиорации и окультуриванию участка вполне соответствует требованиям, предъявляемым к:

• освоению мелиорированных земель;

• созданию долголетних культурных пастбищ;

• и овоще- кормовых севооборотов.

После окультуривания участка и посева предварительных культур, в данном

случае - многолетних трав, ввести на участке севооборот, соответствующий ранее установленному количеству полей на участке при проектировании осушительно-оросительной системы.

Севооборот должен включать не менее 50% полей с многолетними травами; остальную площадь могут занимать однолетние травы, овощные и кормовые культуры. Пропашные культуры должны располагаться в севообороте не более двух лет подряд.

Расчеты по использованию многолетних трав на выпас

Для получения высокой урожайности на долгосрочных пастбищах нужно систематически вносить удобрения, подсевать изреженные травостои, правильно использовать пастбище. Прежде чем создавать пастбище, надо правильно подобрать травы. В пастбищные травосмеси включают верховые и низовые травы. Низовые травы выдерживают интенсивный выпас и быстро отрастают, поэтому их высевают в смеси не меньше 70%. Неплотнокустовые злаки используются в травостое 4-5 лет, корневищные дольше, а первыми выпадают бобовые. Из бобовых наиболее долговечный - клевер белый. Азотные удобрения вносят частями, понемногу после каждого выпаса. Фосфорные и калийные - один раз весной или осенью.    Для правильного использования травостоя нужно:  - выпас проводить на таком травостое, который обеспечит высокую продуктивность животных;  - пастбище должно прокормить как можно больше животные;  - сохранить урожай пастбища и качественный кормовой состав на высоком уровне на протяжении всех лет использования;  - создавать условия для дальнейшего повышения урожайности пастбища.    Чтобы получить как можно больше продукции, травы используют в ранних фазах, ведь чем старше растение, тем выше в нем процент клетчатки и меньший процент протеина. Трава становится грубой, и коэффициент переваримости и потребления снижается. В фазе кущення и стеблевания животные поедают ее почти полностью.    Весной травы начинают развиваться за счет запасных веществ, и лишь через 10-15 дней они способны накапливать запасные вещества, поэтому выпасать можно через 2-3 недели после восстановления вегетации, лучше всего в фазе кущения-стеблевания. Верховые травы через 12-15 дней достигают 15-20 см, а низовые - 10-15. Выгонять скот на пастбище впервые можно, когда цветет одуванчик. Последний выпас проводят не позднее чем за 30 дней до конца вегетации, чтобы растения накопили питательные вещества. Высота многолетних трав после выпаса не должна быть меньшая 5-6 см, однолетние травы при однократном использовании стравливают как можно ближе к поверхности.       Для поддержания травостоев на высоком производственном уровне нужно проводить ряд мероприятий:     1.Чередовать пастбищное использование с сенокосным.     2.Периодически давать отдых травостою.     3.Выдерживать сроки выпаса.      4. Ухаживать за пастбищем (подкормка, подсев, подкашивание).

Для выпаса скота необходимо отводить окрепшие травостои двух последних лет пользо­вания, чтобы после двухлетнего использования их можно было распахать.

В зависимости от марок дождевальных машин количество загонов и их размеры могут быть различными, поэтому для удобства их использования следует составить графики стравливания, ухода и полива с количеством за­гонов 8,10,12.

Описать технологию выполнения этих мероприятий.

Стравливание травостоя должно начинаться при достижении им паст­бищной спелости (фаза кущения - начало выхода в трубку), высоте 15-25 см.

Технология стравливания - порционно по загонам (по 2; 2,5 и 3 дня в одном загоне при 12, 10 и 8 загонах соответственно). Огораживание элек­троизгородью.

Уход за травостоем включает:

• скашивание остатков косилкой КРН-2,1;

• внесение азотных удобрений дробно: весной и после каждого стравливания по 50-60 кгд.в. N/гa;

• боронование БЗТС - 1,0 для разравнивания экскрементов, заделки минеральных удобрений, разрушения почвенной корки.

Полив нужно начинать при снижении влажности почвы до 80% НВ, а после стравливаний - когда травы тронутся в рост (примерно через 4-5 дней) и заканчивать не позднее, чем за 4-5 дней до очередного стравливания, чтобы не допустить вытаптывания травостоя.