Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Потенциальная опасность ирригационной эрозии типичного серозема и её предупреждение

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Ким, Алла Дмитриевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ОБЩЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ОПАСНОСТИ ИРРИГАЦИОННОЙ ЭРОЗИИ ПОЧВ I.I. Понятие - "потенциальная опасность эрозии почв" .в

1.2. Факторы потенциальной опасности ирригационной эрозии почв

1.2Л. Общие положения . Ю

1.2.2. Расход воды в поливные борозды

1.2.3. Уклон поливных борозд и форма склона

1.2.4. Длина поливных борозд.

1.2.5. Длительность полива

1.2.6. Водопроницаемость и противоэрозионная стойкость почв

1.3. Методы оценки потенциальной опасности эрозии почв

Глава П. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИРРИГАЦИОННОЙ ЭРОЗИИ СЕРОЗЕМОВ

2.1. Интенсивность смыва почвы в поливной борозде и факторы, ее обусловливающие

2.2. Влияние длительности полива на противо-эрозионную стойкость почв

2.3. Влияние температуры воды на противо-эрозионную стойкость почв

Глава Ш. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ОПАСНОСТЬ ИРРИГАЦИОННОЙ ЭРОЗИИ ТИПИЧНОГО СЕРОЗЕМА И ЕЕ ОЦЕНКА (на примере территории 1-ой очереди освоения Джизакской степи Узбекской ССР)

3.1. Природные условия Диеизакской степи

3.2. Водопрочность структуры и противоэрозионная стойкость почв

3.3. Районирование территории по потенциальной опасности смыва почв при поливе по бороздам

Глава 1У. НЕКОТОРЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДУПРЕВДЕНИЮ

СМЫВА ПОЧВ НА ЭР03И0НН00ПАСНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

4.1.Полив допускаемыми (по условию неразмываемости почв) расходами воды.

4.2.Полив по "скошенным" и "контурным" бороздам

4.3.Предварительное увлажнение верхней части поливных борозд малыми расходами воды

4.4.Повышение противоэрозионной стойкости почв и борьба со смывом почв при поливах с помощью полимера К-9.Ю

4.5.Проектирование противоэрозионных мероприятий для районов разной опасности ирригационной эрозии .И?

ВЫВОДЫ

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Потенциальная опасность ирригационной эрозии типичного серозема и её предупреждение"

Проблема охраны земель от вредных проявлений эрозии до сих пор является одной из важнейших народно-хозяйственных задач, на решение которой затрачиваются огромные средства. Еще на октябрьском (1968 г.) Пленуме ЦК КПСС Л.И.Брежнев указал, что "делу борьбы с водной и ветровой эрозией надо придать государственный размах, ибо речь идет о судьбах земли.В нашей стране уделяется большое внимание охране почв от эрозии. В Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 20 марта 1967 г. говорится о необходимости бережного отношения к земельным ресурсам и проведения комплекса мероприятий по борьбе с эрозией почв. В партийных и правительственных документах, посвященных вопросам охраны природы и улучшения использования природных ресурсов (Постановление Верховного Совета СССР от 20 сентября 1972 г., Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 29 декабря 1972 г.), подчеркивается, что любой ущерб, наносимый почвенному покрову, отрицательно сказывается на всем комплексе природных условий территории. Со времени принятия этих документов в нашей стране проведена громадная работа по защите почв от эрозии. Однако эта проблема и сейчас остается актуальной. В материалах ХХУ1 съезда КПСС "Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" поставлена задача: "Улучшить охрану природы, усилить работу по сохранности сельскохозяйственных угодий, борьбу с их эрозией. .".

В районах выращивания ценнейшей сельскохозяйственной культуры - хлопчатника - со времени внедрения способа полива по бороздам значительное распространение получила ирригационная эрозия. В Узбекской ССР из 3.7 млн. га орошаемых земель 561 тыс. га подвержена ирригационной эрозии, в том числе в средней и сильной степени - 215 тыс. га и в слабой -346 тыс. га (Беседин и др., 1978). На этой территории ежегодно теряется значительная часть урожая. По данным К.Мирзажано-ва и С.Майлибаева (1974) урожайность хлопчатника на смытых почвах понижается на 14 ц/га, а на намытых - повышается на 5 ц/га, поэтому за счет смыва почвы в результате теряется 9 ц/га хлопка-сырца. В опытах Х.Хаедамова (1975) установлено, что потери, урожая в результате эрозии составляют 10.0 - 17.6% в зависимости от характера рельефа. При средней по Узбекистану урожайности хлопчатника 28.1 ц/га эти потери составляют 2.8 - 4.9 ц/га. Если принять, что средние потери урожая хлопка-сырца на почвах, подверженных ирригационной эрозии, составляют 4 ц/га, то средние ежегодные потери только в Узбекской ССР выражаются громадной цифрой - 220 тыс. т или в денежном выражении 78 млн. руб. Осуществление намеченной программы орошения целинных и богарных территорий может цривести к еще большему росту этих потерь, если цри этом не будут осуществляться необходимые противоэрозионные мероприятия. Поэтому цри разработке технологии полива для новоорошаемых территорий необходимо оценить потенциальную опасность ирригационной эрозии и наметить необходимые противоэрозионные мероприятия для районов разной опасности эрозии.

Целью работы явились: I. Совершенствование количественного метода оценки потенциальной опасности ирригационной эрозии типичного серозема при поливе по бороздам.

2. Оценка противоэрозионной стойкости пахотных горизонтов типичных сероземов и выявление зависимости противоэрозионной стойкости от других свойств этих почв.

3. Оценка эффективности некоторых противоэрозионных мероприятий (в особенности применения разных доз полимера К-9) как средств предупреждения развития ирригационной эрозии при поливе по бороздам.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Установлена зависимость противоэрозионной стойкости типичного серозема от длительности полива. Дано оригинальное объяснение этого явления.

2. Предложено новое более простое и удобное для расчета уравнение мутности потока в поливной борозде и модернизировано уравнение ирригационной эрозии сероземов, предложенное М.С.Кузнецовым (1977).

3. Установлено влияние полимера К-9 на противоэрозионную стойкость почв, шероховатость поверхности поливных борозд и допускаемые расходы воды в них в широком диапазоне доз полимера (от 5 до 40 кг/га).

4. Установлено критическое для почв сероземного ряда содержание гумуса, превышение которого приводит к заметному повышению водоцрочности структуры почв.

Практическая ценность работы:

1. Разработаны элементы противоэрозионной технологии полива для почв 1-ой очереди освоения Джизакской степи.

2. Упрощена методика расчета ирригационной эрозии сероземов при поливе по бороздам.

Внедрение результатов исследования:

1. Материалы исследования переданы институту Средазгицро-водхлопок и использованы им при составлении проекта орошения I—ой и 2-ой очередей освоения Джизакской степи.

2. Полученные результаты вошли в "Рекомендации по оценке потенциальной опасности ирригационной эрозии почв и разработке элементов противоэрозионной технологии полива" (Ташкент, 1984).

3. Некоторые разделы работы экспонировались на ВДНХ СССР в 1983 г.

Заключение Диссертация по теме "Агропочвоведение и агрофизика", Ким, Алла Дмитриевна

ВЫВОДЫ

1. Противоэрозионная стойкость почв типичных сероземов сравнительно низка. Донная размывающая скорость потока для этих почв в воздушно-сухом состоянии составляет 4.5 см/с.

2. Предварительное увлажнение значительно повышает во-допрочность и противоэрозионную стойкость сероземов. На фоне предварительного увлажнения заметное влияние на противоэрозионную стойкость оказывает механический состав почвы. Величины донных размывающих скоростей для предварительно увлажненных почв равны: для супесчаных и легкосуглинистых почв 6.3 см/с, для среднесуглинистых -7.7 см/с, для тяжелосуглинистых - 8.8 см/с.

3. Положительное влияние гумуса на водопрочность структуры и противоэрозионную стойкость почв сероземной зоны начинает сказываться при содержании его более 2%. Влияние содержания легкорастворимых солей (при плотном остатке до 2%) достоверно не обнаружено.

4. С увеличением длительности полива противоэрозионная стойкость типичного серозема возрастает в связи с образованием защитной пленки на дне борозды. Получено уравнение этой зависимости.

5. Получено новое уравнение интенсивности выноса почвы потоком в поливной борозде (среднее за определенное время). Аргументами уравнения являются: донная скорость потока, донная размывающая скорость и длительность полива.

6. Модифицировано уравнение ирригационной эрозии сероземов при поливе по бороздам, в результате чего оно стало проще для расчетов.

7, Предварительная замочка верхней части поливных борозд малыми расходами воды позволяет значительно повысить противоэрозионную стойкость типичных сероземов, особенно тяжелых по механическому составу и примерно в 2 раза увеличить допускаемые расходы воды в поливные борозды.

8. Внесение в почву полимера К-9 является эффективным средством повышения противоэрозионной стойкости типичного серозема. Применение полимера К-9 в дозе более 30 кг/га экономически менее эффективно, чем использование меньших доз. Выбор дозы полимера для борьбы с ирригационной эрозией в конкретных условиях зависит от уклона и длины борозды.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для практического использования в производстве предложены:

1. Усовершенствованная схема расчета потенциальной опасности ирригационной эрозии сероземов при поливе по бороздам.

2. Результаты оценки противоэрозионной стойкости и потенциальной опасности ирригационной эрозии почв территории 1-ой очереди освоения Дкизакской степи Узбекской ССР.

3. Меры по предупреждению опасности развития смыва почвы на этой территории в зависимости от степени потенциальной опасности ирригационной эрозии.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Ким, Алла Дмитриевна, Москва

1. Арманд Д.Л., 1961. Физико-географические основы проектирования сети полезащитных лесных полос. Изд-во АН СССР, М., с. 367.

2. Бекаревич Н.Е., Ященко Л.С., I960. Влияние разной скорости увлажнения на южный чернозем и каштановую почву. Тр. Днепропетровского с.-х. ин-та. т. 7. Киев, с.170-173.

3. Белоцерковский М.Ю., Заславский М.Н., Ларионов Г.А., Литвин Л.Ф., 1976. Основные подходы к оценке эрозионноопас-ных земель. Сб. "Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях". Изд-во МГУ, с. 38-41.

4. Бельгибаев М.Е., Долгилевич М.И., 1970. 0 предельно допустимой величине эрозии почв. Труды ВНИАЛМИ, вып. I, с. 240-259.

5. Беседин П.Н., Мирзажанов К., Паганяс К.П., 1978. Ирригационная эрозия почв и пути ее ликвидации. Ташкент, с. 23.

6. Буачидзе В.М., 1981. Технология самотечного полива в горных условиях. Сб. "Орошение в горных условиях". М., "Колос", с. 56-66.

7. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А., 1973. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. М., "Высшая школа", с. 400.

8. Гончаров В.Н., 1954. Основы динамики русловых потоков.

9. Л., Гидрометеоиздат, с. 451.

10. Григорьев В.Я., Кузнецов М.С., 1970. Об определении вгидролотке скоростей потока, размывающих почвы. -Вестник Моск. университета, сер. биология, почвоведение, № 4, с. 97-99.

11. Григорьев В.Я., Кузнецов М.С., Ким А.Д., Жураев Б.Р.,1978. 0 расчете элементов противоэрозионной техники полива по бороздам. Научные доклады высшей школы. Биологические науки, № 7, с. 137-139.

12. Григорьев В.Я., Ким А.Д., 1979. Водопрочность и противоэрозионная стойкость некоторых почв Джизакской степи Узбекской ССР. Бюллетень Почвенного института им. В.В.Докучаева, вып. 21, с. 8-10.

13. Гуссак В.Б., 1959. Эродируемость почв, пути ее исследования и некоторые связанные с ней проблемы. Автореф. докт. дисс. Ташкент, с. 41.

14. Гуссак В.Б., 1961. Опыт применения гуминовых и полимерных препаратов на сероземах в целях улучшения их структуры и борьбы с эрозией. Почвоведение, № 8, с. 42-53.

15. Еременко Г.В., Усманов А., Лымарев А.З., 1970. Некоторыерезультаты исследований по технике бороздкового полива в Центральной Фергане. Тр. САНИИРИ, в. 125, с. 25-40.

16. Жарова К.А., 1963. Влияние размера поливной струи и длиныборозды на интенсивность эрозии. "Вестник сельскохо-хозяйственной науки", № 10, с. 61-62.

17. Жарова К.А., 1961. Техника полива по бороздам на большихуклонах Чуйской долины. Фрунзе, с. 180.

18. Жордания Т.Г., 1957. Влажность как один из основных факторов, определяющих размываемость связных грунтов. -Тр. ГрузНИИГиМ, вып. 18-19, с. 496-508.

19. Заславский М.Н., 1976. Разработка методических вопросовэрозиоведения. Сб. "Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях". Изд-во МГУ, М., с. 8-12.

20. Зайнутдинов С.А., Ахмедов К.С., 1961. Получение структуроорбразователя К-4 для почв Средней Азии. Сб. "Гуми-новые и полимерные препараты в сельском хозяйстве". Ташкент, с. 44-51.

21. Зусина И.И., 1976. Ирригационная эрозия на типичных сероземах и почвоохранная техника полива. Автореф. канд.дисс. Ташкент, с. 23.

22. Искаков С., 1977. Ирригационная эрозия на светло-бурыхи темно-каштановых орошаемых почвах Киргизии и некоторые меры борьбы с ней. Автореф. канд. дисс. Ташкент, с. 20.

23. Казиев М,, Халилов И., 1959. Предварительное промачивание почвы, подверженных ирригационной эрозии. "Хлопководство", № I, с. 43-44.

24. Камбаров Б.Ф., 1972. Совершенствование техники бороздкового полива с учетом защиты почв от ирригационной эрозии в условиях больших уклонов и сложных рельефов (предгорная зона УзССР). Автореф. канд. дисс., Ташкент, с. 27.

25. Камилов 0., 1976. Джизакская степь как объект освоения.

26. Изд-во "Узбекистан", Ташкент, с. 117.

27. Качинский Н.А., 1965. Физика почв. Ч. I, М., "Высшая школа", с. 323.

28. Ким А.Д., 1977. Противоэрозионная стойкость почв 2-ой очереди освоения Джизакской степи. Тезисы докладов Республиканской конференции "Актуальные проблемы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов". Ташкент, с. 49.

29. Ким А,Д., Кузнецов М.С., Григорьев В.Я., 1980. К вопросуоб оценке потенциальной опасности ирригационной эрозии почв. Научно-технический бюллетень по проблеме "Защита почв от эрозии", вып. 2 (25), Курск, с, 66-68.

30. Ким А.Д., Лим В,Д., 1983. Потенциальная опасность смыватипичного серозема при поливе по бороздам и факторы, ее обусловливающие. Тезисы докладов II Всесоюзной конференции по применению математических методов и ЭВМ в почвоведении. Пущино, с. 158-159.

31. Кривовяз С.М., 1961. Расчет полива по бороздам. Гидротехника и мелиорация, $ I, с. 12-23.

32. Кузнецов М.С., 1967. 0 влиянии связности почвенных зерендруг с другом на противоэрозионную стойкость светло-каштановых почв Ергеней. Научные доклады высшей школы. Биологические науки, № 4, с. II7-I23.

33. Кузнецов М.С., 1969. Изменение противоэрозионной стойкости светло-каштановых почв Ергеней после предварительного увлажнения и промораживания. Вестник Моск. ун-та, Сер. биол., почвовед., № I, с. 70-79.

34. Кузнецов М.С., 1973. К вопросу о методике исследованияэродируемости почв. Сб. "Эрозия почв и русловые процессы!' Изд-во МГУ, вып. 3, с. 126-134.

35. Кузнецов М.С., 1975. О некоторых актуальных проблемахохраны почв от эрозии. Сб. "Основные проблемы охраны почв". Изд-во МГУ, с. 20-23.

36. Кузнецов М.С., 1977. Методика прогноза смыва почвы и оценки потенциальной опасности ирригационной эрозии. -Научные доклады высшей школы. Биологические науки, № 8, с. 137-140.

37. Кузнецов М.С., 1981. Противоэрозионная стойкость почв.1. Изд-во МГУ, с. 135.

38. Кузнецов М.С., Григорьев В.Я., 1973. Количественный подход к оценке опасности проявления водной эрозии. -Сб. Оценка и картирование эрозионноопасных и дефляци-онноопасных земель. Изд-во МГУ, с. 170-173.

39. Кузнецов М.С., Григорьев В.Я., Паганяс К.П., Саатов Р.,1976. Применение полимера К-4 для повышения противо-эрозионной стойкости почв в поливной борозде. Научные доклады высшей школы. Биологические науки, № I, с. I3I-I34.

40. Кузнецов М.С., Григорьев В.Я., Ким А.Д., 1979. Уравнениеирригационной эрозии почв при поливе по бороздам. -Сб. "Эрозия почв и русловые процессы". Изд-во МГУ, вып. 7, с. 73-80.

41. Лактаев Н.Т., 1972. Теоретическое обоснование технологииполива сельскохозяйственных культур по бороздам. -Тр. ВАСХНИЛ "Техника полива сельскохозяйственных культур". Изд-во "Колос", М., с. 6-93.

42. Лактаев Н.Т., 1978. Полив хлопчатника. Изд-во "Фан", Ташкент, с. 176.

43. Лопатин И., Петров П., 1979. Новь Джизакской степи.

44. Гидротехника и мелиорация, № 2, с. 12-19.

45. Ляпин А.Н., Окулич-Казарин ЭЛ., 1958. Планировка орошаемых земель в хлопковых колхозах и совхозах. Тр. САНИИРИ, в. 93, Ташкент, с. 69-114.

46. Матюнин Н.Ф., 1966. Влияние полимерного препарата К-4 нафизические свойства орошаемого типичного серозема. -Труды Ин-та почвоведения АН УзССР, вып. 5, Ташкент. Изд-во "Фан", с. 243-248.

47. Махсудов Х.М., 1976. К оценке потенциальной опасности ирригационной эрозии почв в Узбекистане. Сб. "Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях". Изд-во МГУ, с. 217218.

48. Махсудов Х.М., Матюнин Н.Ф., Зусина И.И., 1972. Влияниепроизводственной техники полива на ирригационную эрозию почв. Тр. Ин-та почвоведения. Ташкент, с. 252260.

49. Мирзажанов К.М., Майлибаев С., 1974. Эрозия почв и мерыборьбы с ней. Тезисы докладов Среднеазиатской научной конференции по вопросам мелиорации земель и борьбы с эрозией почв. Ташкент, с. 21-22.

50. Мирцхулава Ц.Е., 1958. Физико-технические показатели сопротивляемости связных грунтов размыву. Труды ГрузНИИГиМ, вып. 20, с. 300-312.

51. Мирцхулава Ц.Е., I960. Размывающие и допускаемые (неразмывающие) скорости течения воды для связных грунтов. Труды ГрузНИИГиМ, вып. 21а, с. 61-75.

52. Мирцхулава Ц.Е., 1967. Размыв русел и методика оценки ихустойчивости. М., "Колос", с. 179.

53. Мирцхулава Ц.Е., 1970. Инженерные методы расчета и прогноза водной эрозии. М., "Колос", с. 239.

54. Мирцхулава Ц.Е., 1981. 0 надежности крупных каналов.1. М., "Колос", с. 315.

55. Михайлов Д.Я., 1949. Ирригационная эрозия. Тр. секторапочвоведения Киргизского филиала АН СССР, в. 2, с. 6191.

56. Михайлов Д.Я., 1959. Эрозия почв в Киргизской ССР. Киргизиздат, Фрунзе, с. 188.

57. Нурматов Н.К., Гуломджанов А.Г., 1981. Приемы улучшениябороздкового полива на склоновых землях. Сб. "Орошение в горных условиях". М., "Колос", с. 88-94.

58. Павлов Г.И., 1930. Динамика строения пахотного горизонтав условиях орошаемого земледелия и факторы, ее обусловливающие. Тр. Ак-Кавакской опытно-оросительной станции, вып. 6, с. 38-60.

59. Паганяс К.П., 1975. Результаты использования препаратовсерии "К" для борьбы с ирригационной эрозией. Почвоведение, № 10, с. I06-II3.

60. Паганяс К.П., 1982. Оптимизация основных свойств и режимов орошаемых типичных сероземов при искусственном оструктуривании. Ташкент, Изд-во "ФАН", с. 166.

61. Паганяс К.П., Вайлерт Р.И. и др., 1972. Опыт применения

62. К-4 и К-9 в борьбе с ирригационной эрозией почв при поливах хлопчатника. Сб. "Теоретические вопросы обработки почв", вып. 3, Л., с. 238-248.

63. Панкова Е.И., Игнатова В.П., Абатурова Т.И., 1973. Солонцеватые почвы Джизакской степи. Почвоведение, № 5, с. 15-25о

64. Петров Е.Г., 1927. К вопросу об изучении водопроницаемости почв (из работ Голодностепской опытно-оросительной станции). Научно-агрономический журнал, №4, с. 235242.

65. Поляков Ю.П., 1974. Ирригационная эрозия почв и меры борьбы с ней на Северном Кавказе. Сб. научных трудов ВНИИГиМ, вып. 3, М., с. 120-126.

66. Поляков Ю.П., 1977. Прогнозирование эрозии почв при поливах. Сб. научных трудов ЮжНИИГиМ, вып. 25, Новочер-каск, с. 3-52.

67. Поляков Ю.П., Поляков В.П., 1972. Ирригационная эрозияпочв в Ростовской области. Сб. научных трудов ВНИИГиМ, в. I, М., с. I04-110.

68. Разумовский А.А., Алиев И.Г., 1972. К вопросу изученияэрозии при поливе по длинным бороздам повышенными расходами. Сб. научных трудов ВНИИГиМ, в. I, М., с.118-126.

69. Слесарева JI.H., Рыжов С.Н., 1972. Сложение и структурноесостояние типичного серозема и их агрономическое значение. Почвоведение, № 12, с. 80-91»

70. Спиридонов А.И., 1970. Основы общей методики полевых геоморфологических исследований и геоморфологического картографирования. Изд-во "Высшая школа", с. 456.

71. Францессон В.А., 1942. Набухание и усадка в черноземныхпочвах в связи с прочностью их структуры. Почвоведение, № I, с. 33-38.

72. Хамдамов X., 1975. Ирригационная эрозия и меры борьбы сней в Заравшанской долине. Автореф. докт. дисс., Ташкент, с. 43.

73. Шикула Н.К., Рожков А.Г., Трегубов П.С., 1974. Картирование территории по интенсивности эрозионных процессов. Труды X Международного конгресса почвоведов. Т. XI. М., "Наука", с. 32-37.

74. Hudson N., 1971. Soil Conservation, p. 320o

75. Кръстева В., 1981. КрИТ и разпределението им по почвени различия. 3 Нац. конф. почвозн., София, с.

76. Ончев Н., 1983. Прогнозиране на площната водна ерозия в

77. НРБ и оптимизиране на противоерозионните мероприятия. София, с. 204.

78. Wischmeier W.H., Smith D.D., 1965. Predicting rainfallerosion losses from cropland East of Rocky mountains. Agricultural Handbook, No 2, p.