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

Автореферат диссертации по теме "ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ОПАСНОСТЬ ИРРИГАЦИОННОЙ ЭРОЗИИ ТИПИЧНОГО СЕРОЗЕМА И ЕЁ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ"

маг

МОСКОВСКИЙ 0РДЕ1

ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕКА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИИ. м.в.лоионосом факультет почвоведения

На'правах рукописи

Кии Алла Дмитриевна

УДК 631.4:551.3 ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ОПАСНОСТЬ ИРРИГАЦИОННОЙ ЭРОЗИИ ТИПИЧНОГО СЕРОЗЕМА И ЕЁ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

( Специальность 06.01.03 - почвоведение )

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 1983

Работа выподн^га на кафедре физики и мелиорации почв факультета почвоведения Московского государственного университета тл. (Л.В.Ломоносова

Научный руководитель: М,С.КУЗНЕЦОВ - доктор биологических паук

Официальные оппоненты : М.Н.ЗАСЖВСКЗЙ - доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Н.М.ШЕВЦОВ - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

Ведущее учреждение: Институт почвоведения и агрохимии АН УзССР Защита диссертации состоится UD-gbyï 198 M г.

в аудитории "М-З1' на заседании специализированного совета K053.05.I6; 'ЛГУ км. Ц.В.Ломоносова, (Jwp почвоведения; II7234, Москва, Ленгоры, 'Ж'/, <!>—т почвоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета. Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании Совета, а отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по адресу:

Москва, II7234, Ленгоры, МГУ, факультет почиоведения, Ученый Совет Автореферат разослан " X " Шмд^г is8 ч г.

Ученый секретарь специализированного Совета [/Ы'^'} И.П.ВАЕЬЕЗА

ОШЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

I. Актуальность проблемы

Проблема охраны земель от втэедннх проявлений эрозии до сих пор является одной из важнейших народаохозяйственнвх задач, иа решение которой затрачиваются огромные средства. В нашей стране уделяется большое внимание охране почв от эрозии. Б материалах ХОТ съезда КПСС "Основные направления экономического и социального развития СССР на I981-1985 годи и иа 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 число в средней и сильной степени - 215 тнс. га и в слабой - 346 тыс. га (Беседин и др., 1978). На этой территории ежегодно теряется значительная часть урожая. .

Осуществление намеченной программе орошения целинных и бо -гарных территорий может привести к еще большему росту этих по -терь, если при этом не будут осуществляться необходимые цротиво-эрозионнае мероприятия. Поэтому при разработке технологии полива для новоорошаемых территорий необходимо оценить потенциальную опасность ирригационной эрозии и наметить необходимые противо -эрозионные мероприятия для районов разной опасности эрозии.

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. сольскохол ачадэмии им. К. А —

Инв.

- 2 -

2. Цель таДоты

1. Совершенствование количественного метода оценки потенциальной опасности ирригационной эрозии типичного серозема при поливе по бороздам.

2. Оценка противоэрозионной стойкости пахотных горизонтов ти -пичных сероземов и выявление зависимости противоэрозионной

. стойкости от других свойств этих почвГ ; 3* Оценка эффективности некоторых противоэрозионных мероприятий .(в особенности применения разных доз полимера К-Э) как -средств предупревдения развития ирригационной эрозии при поливе по бороздам.

3. Объект исследования " ' "

Полевые исследования проводились при поливе хлопчатника ло ' бороздам на типичном сероземе (Ташкентская область, Янгшольский район). Дта лабораторшкс исследований использовались также образца почв 1-ой очереди освоения Дкизакеклй степи.

4. Методы исследования

Определение интенсивности смывапочв при поливе по бороздам проводилось методом' замера мутности потока и расхода воды в бо -розде. Гидравлические параметры потока (глубина, ширина, живое сечение) определялись путем замера их тонкой металлической линейкой. Скорость потока рассчитывалась по расходу вода и живому се -ченшга потока. Размер выступов шероховатости русла определялся с помощью пшитценмасштаба. Экспериментальное определение размывающей скорости проводилось в лабораторных условиях в эрозионном . лотке по методике, предложенной М.С.Кузнецовым (1073),'а в поле -. вых условиях - с помощью специальных ловушек наносов (Григорьев, Кузнецов, 1375) по той да методике.'

Анализы химических и физических свойств почв проводились по'

"общепринятым методикам САринуииша, 1570; Ваданива, Корчагина,'

■ ■ 1973). ' . ■4 о* - , '.■/■■

".'г ' " - 5. Научная новизна работы -' - . - -

X I. Установлена зависимость противоэрозионной стойкости типич - ■

X ного серозема от длительности полива. Дано оригинальное объяс- . '■ ■ ; неняе этого явления. '■■/-'.■ •.; ■ ' ' . - ■■' ;. • ■>'■■■'. ■ ,

2. Предложено - новое '.более простое и удобное . для расчета >.,'.•-' > ".■уравнение мутности;потока,в поливной борозде и модернизиро-

■V*.! вано уравнение ирригационной эрозии* сероземов, предложенное .' ■ . " 1Л.С.Кузнецовым (1977). - у■ : . : ■ "

3. Установлено влияние полимера К-9'на противоэрозионную стоЗ - : кость' почв, шероховатость поверхности поливных борозд;и до - : ■

, пускаемые расходы водн-в них в широком диапазоне доз полиме-' ра (от 5 до 40 кг/га), \ ■ ' ■:...■,' ' \ ',.. ' '

. 4. Установлено критическое для почв сероземного ряда содержание

гумуса, превышение которого приводит,к заметному повышению , г' ■ ■-Л водоярочюсти структуры почв. / , .. .

.■• 6. Практическая ценность работы' .- л' ".. ■

1. Разработаны > элементы противоэрозионной технологии полива для ■ -' почв 1-ой очереди освоения Джиза'кской степи. ■ - ■„ *'

2. Упрощена методика' расчета ирригационной эрозии сероземовпри V,' поливе' по бороздам. '.*•.'. л"" 41 .*- ■ ''- ■ -■' . , ■'' .

- ■ ■ •VI"-' ' '. 7. Внедрение результатов исследований Л' .-: .

■- Материалы исследования переданы институту Средазгшгровод " 'хлопок и использованы им при:составлении'проекта орошения 1-о2 и ■:■ ■ 2-ой очередей освоения Дкиэакской: степи. Гезультаты работы исполь-. . , , зованы при составлении Рекомендаций по оценке потенциальной опас-:- -ности ирригационной'эрозии почв и разработке элементов противо - . ,

эрозионной • технологии полива. ••;'•:• <,:. Д " ■V

■"■■ СОДЫРЗЛШЗ ШЭДЭВАЮЙ " .-■■ -

'I..Уравнение ирригационной;эрозии сероземов ; . . 1.1. Интенсивность смыва в поливной борозде

■ и факторы, ее обусловливающие '

■ По определению М .Н.Заславского эрозионноопаскнми следает считать территории, "где сочетание природных условий создает ; опасность проявления ускоренной эрозии при их хозяйственном . использовании без осуществления необходимых лротивоэрозионных мероприятий" (Заславский, 1976). Потенциальную опасность ирри- ; гационной эрозии почв при поливах Н.С.Кузнецов (1977) предложил характеризовать величиной возможного смыва'почв с верхнего;50-метрового участка борозд приполивах расходами,'' рассчитанными ■ по водопроницаемости почв без учета угрозы возможного смыва поч-

ЬЫ. " ""■' '■>* ■' ■ ' ■."■■ ■ ''.. "■ ■

'у. Основный вопросом при разработке количественного метода.. ■ оценки потенциальной опасности эрозии почв является уравнение смыва почв. ГЛ,С.Кузнецовым было выведено такое уравнение для полива ' побороздам на светлых сероземах. Основными аргументами являются донная скортсть'потока в головной части борозды, донная размывающая скорость а длительность транзита воды/через заданный створ. Необходимо было проверить применимость этого уравнения' для типичных сероземов. ■* , ■ ! '

* Исследования по этому вопросу.были проведены;в колхозе ; "Коммунизм" Яигиюяьского района Ташкентской области. Почва - типичный среднесуглинистый серозем иловато-крутою пылеватый. Исследования; проводились в .поливных бороздах со средним уклоном от • .0,016 т.О 0,057. . • "':>/' .

Результаты исследования показали; что интенсивность скыва .:

воэрестает о увеличение?.! донной скорости потока, которое возникает при увеличении уклона поливных борозд и расхода вода в них. Установлено такие, что интенсивность смыва заметно падает -во времени. Обработка этих результатов показала, что им непло- ' -хо удовлетворяет зависимость, предложенная ;.!.С.Кузнецовым (1С77) для светлых сероземов (рис, I):

где - средняя интенсивность выноса почвы за время транзита воды ^ " через створ ^ , г/м-с; ТТь^ - донная скорость по-тока'в створе X , м/с; - донная размывающая скорость

потока, м/с. / . * .

Однако недостатком этой зависимости является то, что она описывается не одним, а двумя уравнениями. . ...

Проведенный в связи с этим тщательный анализ экспертов -тальных данных позволил получить одно уравнение для описания указанной зависимости:

где обозначения те же,.что и в уравнениях С I.) и ( 2 ). При вероятности 0,90 относительная погрешность лежит примерно в преде-■ лах ± 35

Еще одним недостатком указанных зависшостеЗ является наличие в них в качестве аргумента длительности транзита воды через заданный створ. Время само по'себе никак не действует на частицы . почвы, находящиеся на дне потока,- поэтому оно не должно входить в формулу мутности потока, имевдую теоретическую структуру. Время действует косвенно через какие-то другие факторы. Можно олп- г

- € -

дать, что увеличение длительности контакта.почвы с потоком воды увеличивает её противоэрозионную стойкость.

Рис Л Зависни ость ларамзтра 01 аРг2иента

х л- — для серозема в воздупно-сухоЙ бороз-

де при длительности'опыта' ( , ^ ' ), соотетственно, 3,5,9 и 15 часов; © © @ О ' - для серозема в . '' ' предварительно увлажненной борозде при длительности опыта* соотетственно, 3,5,9 и 15 часов. Г - график., ваиисвипсти (-5-); 2- график зависимости ( I ) и С 2 ).

Для проверки этого предложения быя проведен полевой опыт, результаты которого показали, что величина донной размывающей, скорости действительно нарастает во времени (рис.2), сто связано с обогащением поверхности мелкими частицами, которые образуют гладкую пленку с более высоким сцеплением.

з • 6 .. • . \;.9 • : :'12-;:

Рис, 2 Зависимость величины доеноЗ размывающей скорости , • -

• ' —'-'^Х- ¿отока'-( , см/с) для типичного среднесугли- ; •"* ■ ■ * 'нистого серозема от длительности полива. ( - I , ч)

."Увеличение -противоэрозионной стойкости почв во времени и - является причиной падения интенсивности смыва почв при увеличении

ДЛИТеЛЬНОСТИ ПОЛИВа. С-'- '■■: - * " ■.4 ; - ■ 1 „ : ту..'. .. . ■ / '; !'.'■.. . Казалось бы, мояно,, подставив в, уравнение '.,( I. ) | ( 2) или ( 3 )' вместо средней за 6 часов'опыта донной размываодей скорос- ■ ■ ■■', ти ( ) донную размывающую скорость, . среднюю за время Ь . ' ' . '

(Иа^;); исключить длительность .транзита воды ( ) из этих ■:'.;>' уравнений.,Однако опыт показывает,'.что это не так," Действительно, "■■■.■;■ сделав такую подстановку в уравнение ( I ),.получаем х.' ■ . Од-, нако в.уравнении С 2 ). Л .окажется в степени О,'.7.,.Ото можно .' .объяснить следующим образом..В теоретическом уравнении твердого'- ■ ';■.■ стока. (Гончаров, 1954) одним из.аргументов является диаметр вле— комых частиц, .и он также, возможно, зависит от времени .( ), ; причем не одинаково" при разных; скоростях потока. Поскольку данных' 1- ^ .определения размера влекомых частиц пока нет, в уравнения (I), "

• ( 2 ) и ( 3.) этот,аргумент не входит. В связи о этим пока не " , 'представляется возможным исключить параметр .„'•^ . из уравнения .

выноса почвы. ' • ■ ; . "V ; . ,"' ;

Подученное уравнение' ( 3 ) имеет более простой вид, чем '.уравнения С I )и.(2), предложенные .ранее М.С.Кузнецовым. По- • .этому оно било преобразовано далее в уравнение смыва,почвы при . " поливе.по бороздам посхеме,)предложенной М.С.Кузнецовым,( 1977) ' путем умножения »^нооти яа суммарцую^ширтау потоков воды и вре- . :ия транзита.воды через заданный.створ." В.результате ряда цреоб— . разований получаем следупцее уравнение ирригационной эрозии почв:

где смыв почвы с участка длиной X' ( м.)',туЧд,; 5-с5рс».%

' ГЯ - ширина междурядий, м; :1 - дайна борозды, м; ¿1,- вре-" мя добёгания води до конца'борозды , ч;.' - по^аатель ^степени;: ■ в . фо^уле скорости: впитывания - {по Костикову)}! Ь.» -го^у^лд.^ {

• .'• ' 3. Потенциальная опасность ирригационной эрозии ' • " • . •'"' ; - ; «, 1ьчв • 1-ой очереди освоения Дкизакской степи ; З.1." г • Водопрочность структуры'и .. . • . '•'.'■'.'V

-"" ; противоэрозионная стойкость почв С'; - - > ■■": • V.'-

, : ■ ^ Оценка потенциальной опасности, ирригационной эрозии была' ' " произведена на примере почв' 1-ой очереди_освоения' Джиэакекой "■■; ■ 'степи УзССР"— крупного перспективного района хлопководства. *;"■'; ^

'*/..' Противоэрозионная стойкость■ почв оценивалась величиной донной раэмывапцей скорости:потока,' значение которой•рассчитывалось ' по формуле; предложенной М.С.Кузнецовым: : -.;*

'гдеТЛр^"—'средняя за 6 часов'полива донная размывашая ско'—,*' ;''„-рость, м/с;, у- - ускорение силы тяжести; 'м/с2; •' /г' '-'коэф -

фициент, зависящий охпульсации скоростей в потоке ( И' = 2,3);

^ = удельный вес твердой фаза почва, т/м3; ¿о = удельный вес' воды £ ^ = 1,0 т/м3); с1 = средневзвешенный диаметр водопрочных агрегатов (по методу Саввинова), м.

По зтой формуле рассчитывали доннуш размывапцую скорость' потока для поверхностного слоя почв» в поливных бороздах после нарезки их или культивации междурядий. Были взяты образны почва разного генезиса (от светлого серозема до сероземно-дуговнх' почв) и разного механического состава (от супеси до тяжелого суглинка). Образцы брались из рыхлого поверхностного слоя в поливных бороздах, в них определяли значения аргументов, входящих в формулу размываодей скорости потока, а также содержание гумуса, механический состав и плотный остаток. Методика отбора проб -общепринятая для смешанных насыпных образцов« Пробы брали только из слоя культивации под хлопчатником, чтобы избежать влияния корней растений на противоэрозионную стойкость взятых образцов.

Результаты анализов показали, что содержание гумуса в образцах изменялось от 0,3 до 1,95 %. Удельный вес твердой фазы почвы колебался в пределах г,55 - 2,70 г/см3, порозность агрегатов изменялась от 32,2 до 40,5 ¡Е. Механический состав был различен. Однако во всех образцах преобладала фракция крупной пыли (0,05-0,01 им). Плотный остаток составлял от десятых долей : процента до двух процентов.

~ Наиболее важным ддя противоэгозионнсй стойкости свойством почвы является водопрочность структуры. Известно, что сероземы " обладаот очень низкой водопрочностыо. В то же время отмечено, что капиллярное увлажнение образцов сероземов в несколько раз увеличивает их водопрочность. В связи с этим изучение водощюч— нооти структур почвы цроводилось щки разной исходной влажности*

- Результата анализов показали, что водопрочность агрегатов воэдагшно-сухой почвы действительно очень низка. Средневзвешен-

- ю - _

ный'диаметр водопрочных агрегатов составлял 0,14-0,25 мм, В то же время образцы* взятые из предварительно увлажненных малыми ' расходами воды поливных борозд, более водопрочны. Средневзвешенный диаметр их водопрочных агрегатов значительно вше и из- ■ меняпся от 0,25 до 0,84 мм, составляя в среднем для супесей и легких суглинков 0,37 им, дал средних суглинков - 0,56 мм, для. тяжелых суглинков - 0,69 мм (рис, 3), В результате математической обработки полученных данных установлена следующая зависимость водопрочности структуры предварительно увлажненной почвы ( ) от содержания физической глины ( Р ). _

..,'::.,;'.■ = 0,1277 + 0,0094 Р .":.',

Дня воздушно-сухой почвы такой зависимости не обнаружено. : . Влияние гумусности (в пределах содержания гумуса до 2 %) не оказало заметного влияния на водопрочность структуры. Однако опыты - с гидроморфными тяжелосутлиниотыми почвами поймы р. Чирчшг в Ташкентской области показали, что при увеличении содержания гумуса более 2 % водоврочность структуры повышается и при со- . держании его до 3 % средневзвешенный диаметр водопрочных агрегатов возрос до 1,28 мм, т.е. почти в 2 раза (рис. 4). Столь гуму-сированные почвы в Джизакской.степи не встречались. Влияние со-: держания легкорастворимых солей: (при плотности остатка до 2 %) достоверно не обнаружено.

По результатам анализов водопрочности структуры почвы, по-розвости агрегатов и удельного веса твердой фазы почвы были рассчитаны величины донных размывающих скоростей для исследованных почв. При статистической обработке этих результатов исследуемые почва были разделены на три грушш; супеси и легкие суглинки, средние суглинки и тяжелые суглинки. Статистическая оценка достоверности разности средних значений донных размывающих скороо-тей для почв разного. механического состава показала, что расочи-

»т* ■0,8

0,6 . 0,4 .

0,2 ■

л

х х л *

* * X * X *

&' х * Х* *

К '•■..■■■■■

20

.40

Фракция <0,01 Ю1,% Рио. 3 Зависимость водопрочности структуры почвы Джизакской , степи от содержания физической глины. I - воздушно-сухие образцы, 2 - предварительно увлажненные.

се 2

3 2

I 2 Гу^с, Я

Рис, 4 Влияние содержания гумуса на водопрочность

структуры тяжелосугликистых почв. I - воздушно-

■; сухие образцы, 2 - предварительно увлажненные

таннне величины критерия Стьюдента для почв в воздушно-сухом состоянии весьма малы* Для почв, увлажненных малыш расходами воды ('величины этого показателя превышают табличные значения -при вероятности 0,95 (табл. I).

.Это дает основание все почвы в воздушно-сухом состоянии объединить в одну группу, характеризуемую донной размывающей скоростью, равной 4,5 см/о.' ' * . .

: Для предварительно увлажненных почв средние величины донных размывакщих скоростей этих групп значительно отличны друг ' от друга-и, следовательно, разделение их правомерно. Величины" донных размывающих скоростей предварительно увлажненных почв соответственно равны: для супесчаных и легкосуглинистых почв 6¿3 см/с, для средкесуглинистых - 7,7 см/с, для тяжелосуглинистых - 8,8 см/с. . , ;\ ■"■

'" ' '"'■ Таблица I .

Некоторые статистические параметры, характеризующие

>ка

Джизакской степи разного механического состава

донную размываодую скорость потока ( ) для почв

Механический ! Характери-

! зуемое

состав почвы 1 свойство . I

п.

-г-Г-—1---

! ! ! 1 И ! О I т ! I

■ I ■■.■■■■ ! -.'.'!' ■ 'I ■ ■ ■ I !

Легкооуглш- . : нистые 1)

Тяжелосуглинистые

Ар/

Среднесуг- , .„■■.; линистые " ТУь

17. . 6,3 0,5489 0,1331

II ; ■ 7,7 . 0,6325 0,1907

6,02

1 ТГбр ; 3 8,8. 0,3536 0,2042

3,94

: 3,2. Районирование территории по потенциальной *

опасности смыва почв при поливе по бороздам

Для районирования территории по потенциальной опасности ирригационной эрозии почв были взяты карты водопроницаемости почв и уклонов поверхности, составленные сотрудниками САНИИРИ. Проти-воэрозионная стойкость почв в воздушно-сухом исходном состоянии, которая принята при оценке потенциальной опасности ирригационной эрозии почв, оценивается одной и.той же величиной донной размы-; вающей скорости ( 4,5 см/с ) для всей территории 1-ой очереди освоения Джизакской стели. Уклоны поверхности изменяются в довольно широких пределах. Вдоль южного Голодностепского канала ' .

■ простирается равнина с уклонами 0,0025 - 0,001-и 0,0075 - 0,0025; В шной части уклона, в общем, больше, Здесь преобладает: участки

■ с уклонами 0,025 - 0,0075. Однако'склоны крупных саев, тянущиеся с ига на север, нередко имеют большие уклоны: 0,05 - 0,025 и 0,1 - 0,05.. .

В отношении водопроницаемости территория не столь разнообразна, Почвы повышенной водопроницаемости ( Б ) встречаются очень редко. Почвы средней водопроницаемости С В ) занимают'преимущественно южную часть территории,' á северную часть, а также полосы . по днищам саев в шной части зоны занимают почвы пониженной водопроницаемости ( Г ), ' - .'■■'."

• Наложение друг на друга карт уклонов и водопроницаемости почв позволило выделить рад районов. Почвы повышенной водопроницаемости залегают на уклонах 0,0025 - 0,001. Почвы средней во- -• допроницаемости встречаются при любых уклонах местности. Почвы пониженной водопроницаемости встречаются на уклонах менее 0,025 > и очень небольшой участок этих почв залегает на уклонах 0,1 - 0,05 '..■■.";■'■ Далее по уравнению С* ) был рассчитан возможный смыв почвы /для каждого района при применении технологии полива, предложенной

,Н,Т.Лактаевым. Расчет проводился на 6 поливов.

Результаты расчета свительотвуют о том, что не опасны в эрозионном отношении почвы любой водопроницаемости при средней уклоне 0,002 (возможный смыв менее 3 т/га год). Слабоопзсвы почвы пониженной водопроницаемости при средних уклонах 0,01 и 0,005 (возможный смыв 3-6 т/га год). Среднеоласны почвы средней водопроницаемости при уклоне 0,005 (возможный смыв 6-12 т/га год). ^Сильноопасвы почвы среднй водопроницаемости яри уклоне.О,01 (возможный сыыв 12-24 т/га год). Район очень сильной опасности ирригационной эрозии на данной территории не выделяется. Катастрофически опасны в отношении ирригационной эрозии почвы средней водопроницаемости при уклоне 0,04 (возможный сиыв; более 60 т/га год

Район не опасный в эрозионном отношении занимает 18,50 % территории, слабоопасяый - 21,77 %, среднеопасный - 35,0 сильно ноопасны сный - 17,54 катастрофически опасный - 4,24# (рис.5)

3,3. Некоторые мероприятия по предупреждению . смыва почв на зрозионноопасных территориях

Дня районов нового орошения Дкизакской степи, потенциально опасных в эрозионном отношении, следует предусмотреть применение противоэрозионных мероприятий. Они делятся на две группы. К пер-; вой относятся приемы, понижающие скорость движения воды в поливной борозде путем уменьшения расхода воды, уклона борозды и повышения водопроницаемости почвы (полив допускаемыми по условию неразмываембсти почвы расходами воды, нарезка "скошенных" и "контурных" борозд, напашное террасирование, щелевание дна борозд). Другая группа методов направлена на повышение допускаемой скорости потока за счет увеличения водопрочности структуры почвы (предварительная замочка верхней части поливных борозд малыми -расходами воды, обработка полимерами- структурообразователями).

Рис. 5 Карта-схема потенциальной опасности ирригационной эрозии почв

территории 1-ой очереди освоения ДяизакскоЗ степи (Ы 1:150 ООО) ; ,

. ||§§} - катастрофическая опасность , \'У/.\\ - слабая опасность'

ЦШ| - сильная опасность [ 1 - нет опасности

" средняя опасность )|||ЦЦ| - опасность ирригационной .

. ! эрозии не оценена >

-1С ~ ',. ^ ' V .

. Рассмотрим некоторые из этих приемов.

, Допускаемые (по условиюнеразмываемости почв) расходы воды рассчитывались на допускаемую скорость потока, составляющую 0,8 размывающей скорости (Мирцхулава, 1970; Кузнецов, 1981). Результаты расчета приведены в таблице 2. ■■ .. . ■■ у- -'1 ';.4 Таблица 2 '■V ■ Допускаемые (по условию неразмываемости почзд) расхода воды в поливные борозда

~~ | Цехани-! ! , Уклоны поливных борозд

* Пункт .»опита11 0210,0110.00710,00510,002!0^0М

•! почвы 1 | . Допускаемый расход воды, л/с

0,19 0,29 0,84 1,46

0,22 0,33 0,98 1,46' 0,46 0,67 2,01 1,46

Полученные расходы весьма малы и при уклонах более 0,01- не могут обеспечить пешт длиной даже 100 м. Предварительное увлажнение поливных борозд малыми расходами воды, особенно на тяжелых почвах, позволит значительно увеличить допускаемый расход воды (табл. 2). Представленные в этой, таблице результаты могут быть .. использованы также для назначения допускаемых расходов в борозды, . ' проведенные под углом к направлению склона £"скошенных" и "контурных" борозд). Для этого нужно определить фактический уклон этих борозд и подобрать соответствующий ему расход вода по таблице 2* Радикальным методом повшенвя противо эрозионной стойкости

Воздушно 0(0з 0,06 0,13 : сугли- сухая ■ нистая , * -

1-ая , очередь

освоения Супес-' ■ Дяизак- чаная и с кой ■; легко-.; степи сугли— Узбек- нистая ; ской

ССР Средве-и тяже— лосуг-■■ линистая

Увлажненная'

Увлажненная

0,05 0,12 0,15

0,06 0,13 0,29

■ почв и борьбы со * смывом при поливах являются применение полиме- ; ; . ' ров-структурообразователей. ' Этому вопросу посвящено значительное ' ; число .работ» однако только" а исследования* Б.Ф.КамЗарова ( 1972 ) ; ■ и М.С.Кузнецова и др. {. 1975 ) приведены допускаемые по условию' неразмываеыости почв расходы воды при разных дозах полимера,"ко-: ' • ; торые необходимо знать при практическом внедрении полимеров для V ' < , борьбы с ирригационной эрозией. Оба эти автора. исследовали влияние полимера К-4 в дозах 20 и 40 кг/га. Этот полимер, ввиду ого "высокойстоимости i". не ¡считается сейчас перспективный.' В наших'ис-," , ; следованиях' использовали сравнительно дешевый препарат К-9 в до- V . ' зах 5,' 10, 20 , 30 и 40 кг/га. Исследования проводились в среднем : ' • '.эрозионном лотке 'с целью определить ' донные * допускаемые скорости _ * Л -'потока и величину ^выступов шероховатости поверхности; Результата; -'■' - представленные в таблице 3,'' свидетельствуют о той, что при малых ■ - ' дозах полимера противоэрозионнм 'эффекгивность единили препарата* > - ' j выше; .чем при больших дозах.; Сравнение этих.результатов с данными, . ; 'полученными M .С .Кузнецов»! И В Л .Григорьевым для полимера К-4 , . свидетельствуют о том, что К-9 почти не уступает полимеру, К-4по -'S •.эффективности.. ' . .• •/' : ' V'v'-.1 ■ V "*'■' ' ;*"

•......: """" "- ."*" "•" ' ' " •' Таблица'з "Г- ' '

■ Влияние полимера'К-9 на величины донной размыгеакдей •.'"■". Л- - л';; скорости ( ТГлр ) и выступов.шероховатости русла ( Д.." )> •

Цункт | 1 Почва"■ - | Вариант опыта j ^,,»м/с j' »

ш

Ташкентская > v •..;•• Контроль • 0,05.

область, Серозем .•■ ^ . 5 кг/га.;,о,10 'ЯнгиюльскийЛ R-9 .I0 кг/га 0,17 •*

район, •• . средне-- ; К-9. 20 кг/га 0,19 ' колхоз : ' ;. сугли- .:к-9 30 кг/га . 0,22- / "Коммунизм" • ниотый к-9 40 кг/га . 0,25

^ 0,2 - 1.0 2,0 ''' 2,5 - V- ;\3,5.. . ; .5,0

По.этим результатам были рассчитаны допускаемыепо условию , неразшваемости почв расходы вода для разных доз препарата К-9. " ^ .Результаты показывают .(табл. 4), что действие единицы тгренарата . весьма эффективно при доз^ до 30.1т/га,'увеличение дозы'до 40 кг/га менее эффективно. . - ' .. .■*.

.Л: '■..".■./,' ^ ! - V..-. .. - _Таблица 4 ■'. '■■■■'>

.„ Влиякиеполимера К-Э на допускаемые (поусловию нераэмываемости почвы) 'расходы воды в поливные борозды

■""■ I —~

Пункт ' [-Почва

. ! ■■,■ - ■■■■■■ I'

Уклон поливной борозды

^риантопота^°»04>0*0210,0110,00510,00210,001 1 ; . | Допускаемый расход, л/с

Ташкент— *ч ' %4 *'• г * * ~ *

■ ■ •• : - ' Контроль 0,03 0,06;0,13 0,24' 0,84 I',46я

екая '".".■'.■■■.■.■■■■ -. , • • - • • . - ----- х

"область : - ■ К-9. .5 кг/га 0,05 0,13 0,20 0,36 . 1,03 1,46*

•Янги_ ' Серозем К-9 -10.кг/га.0,07.0,15 0,36 0,89 .2,05*1,46*

юльский""-типичный ■ К-9 20 кг/га 0,12 0,31 0,79 2,08' 2,05*1,46*

^й средае- * К-9 30 кг/га 0,16 0,55 1,41 3,26* 2,05*1,46*

'колхоз -.сугли- • К-9 '40 кг/га 0,18 0,60 1,64 3,26* 2,05*1,46*

•Кошу- НИСТиа : ■ A..:; - ..У ■ - - V'r '\ V;'i ^

низм"

Расход воды определяется условием' непереяивашости борозд

" (Выбор той или.иной дозн'до 30 кг/га зависит от крутизны v;4 .склона^ Если условно задаться минимальной длиной борозда 150 м, .._■: то для обеспечения ее водой необходим расход воды примерно 0,14 .л/с. Такой расход мошго дат& в борозды - на уклоне 0,04 при дозе'.'„ 30 яг/га, на уклоне 0,02 - 10 кг/га, а'на уклоне 0,01 - достаточно и 5 кг/га. Аналогично можно решать такие задачи и для любых других уклонов и длин борозд», "-v ;■':; ■■■ \ V

Для районов разной опасности ирригационной эрозии территории 1-ой очереди освоения Дкизакской степи можно рекомендовать V

следующие мероприятия по предупреждению'смыва. \

'В районах, не опасных в отношении ирригационной эрозии, следует применять технологи» полива, разработанную Н.Т.Лактаевым. • . В районах слабой опасности ирригационной эрозии на тяжелосуглинистых почвах при расчетных уклонах 0,01 и 0,005 эффективно предварительное увлажнение верхней части поливных борозд, полностью устраняющее опасность ирригационной эрозии. -..■:':■■-..'.

. В районах средней опасности ирригационной эрозии на легкосуглинистых почвах при уклоне 0,005 возможно применение полимера К—9 в дозе 10 кг/га (100 кг/га 10 ^-ной пасты), а также нарезка скошенных борозд на ровных, хорошо спланированных склонах. Ка почвах более тяжелого.механического состава следует сочетать за- мочку верхней части поливных борозд и нарезку скошенных борозд. ' В районах сильной опасности ирригационной эрозии при сред-1 нем уклоне 0,01 на среднесуглинистых почвах следует сочетать за— . мочку верхней части поливных борозд с нарезкой скошенных борозд. На почвах легкого механического состава - вносить полимер К-9 в дозе 10-20 кг/га или нарезать, скошенные борозды на хорошо сила-'■ нированной поверхности. . . 1 ■

В районах катастрофической опасности эрозии при среднем уклоне 0,04(0,05-0,025) для повышения допускаеиых (по условию нераз мываемости почвы) расходов- следует нарезать.контурные борозды на более пологих склонах и напахивать террасы на более крутых или -вносить препарат К-9 из расчета 20-30 кг/га (200 - 300 кг/га 10 ■ £-ной пасты). -

Таким образом, проведенная количественная оценка потенциальной опасности ирригационной эрозии почв величиной возможного смыва дает возможность проектировать ггротпвоэрозионные мероприятия с учетом основных факторов эрозии. -

".'■ ■ -ВЫВОДЫ : . .;.

I. Противоэроэионная 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 вода -прочность и дротивоэрозионную стойкость сероземов. Еа фоне предварительного увлажнения заметное влияние на противоэрозионную ■ стойкость оказывает механический состав почвы. Величины дойных размывающих скоростей для предварительно увлажненных почв равны: для супесчаных и легкосуглинистнх почв - 6,3 см/с, для среднесуг-линистых - 7,7 см/с, длл тяжелосуглинистых - 8,8 си/с.

3. Положительное влияние гумуса на водоцрочность и противо- ; эрозионную стойкость почв сероземной зоны начинает сказываться при содержании его бол*>е 2 %. Влияние содержания ле^корастворимых 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 две,борозду. Получено уравнение этой зависимости.

5. Получено новое уравнение интенсивности выноса почвы потоком воды в поливной борозде (среднее за определенное время). Аргументами уравнения являются донная скорость потока, данная 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 противоэро-. эионную стойкость типичных сероземов;'особенно тяжелых по механическому составу и примерно в 2 раза увеличить допускаемые расходы ' воды в поливные борозды*

.-X 1 ■'■.■■■■■■'. ■.■'■;'■ ; > ■ ■■ - 21 - :■ ■; ',. ■ ■

i ■■;■ С. Внесение в почву полимера К-9 - (гидролизванного полиак— ■■■ ралонитрила) 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,';

' 7" предшшшя производству , ;» '.

Дм практического использования в производстве предложены: , I, Усовершенствованная схема расчета потенциальной опасности ирригационной эрозии сероземов при поливе по бороздам, .,.

2. Результаты оценки противоэрозионной стойкости и потен-' циальной опасности ирригационной эрозии почв - территории 1-ой очереди освоения Джизакской степи Узбекской ССР, ■,-■'."

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

: Список работ, отражающих содержание диссертации: 1..Противоэрозионная стойкость почв 2-ой очереди ■освоения ' Джизакской степи. Тезисы докладов Республиканской конференции * "Актуальные'проблемы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов". Ташкент,-1977, стр..49, ■

2.Уравнена© ирригационной эрозии при поливе по бороздам. ~ Сб. "Эрозия почв и русловые процессы", вшг. 7, 1979. Изд-во ИГУ, стр. 73-ео. ; -.V. ■ ;■■ ■. «•■--

3.: Водоцрочность к яротиво эрозионная : стойкость некоторых почв Джизакской степи Узбекской ССР. Бюллетень Почвенного инсти- ' тута ewJ В.В.Докучаева.Бып.21, 1979, стр. 3-10 (в соавторстве),

- 4.г Потенциальная опасность ирригационной эрозии типичного серозема при поливе по бороздам и мера ее предупреждения. Тезисы докладов II Республиканской конференции "Актуальные проблемы ох-

' раны окружавдей среды и рационального использования природных ; ■ '■- ресурсов*,' Ташкент, .1980, стр.' 32. > - ■'/■'.""''

У*V ■ 5..Применение полимерного препарата К-9. для оптимизации■ V технологии полива по бороздам на1 больших уклонах.Веб. "Теорети--- •'веские и практические проблемы.защиты почв 'от эрозии" (Материалы ■ _' Ш научно-производственной конференции молодых ученых ШЛИ защиты...

почвотэрозии, Курск,1980, стр. 81-85. рукопись депонирована во • .■' .: ШШИГЭИЗХ 28.10.80 г;" 16 104/12-80 Дел.). Почвоведение.. Рефератив-" ный журнал. Серия'5, Й I, январь 1281. ' -; '" : ■ -.'-'Г/'

;' ^Лг;,1 .6," К вопросу об оценке потенциальной опасности ирригационной.

, эрозии почв.' Научно-технический бюллетень- по проблеме "Защита - у"-- почв от эрозии", вып. 2 { 25 ) . Курск, 1980, .стр.'66-68 (в соавторстве). ■ V, ' ' ;■. ■ \ ■

. 7. Потенциальная опасность смыва типичного серозема при подливе по бороздам и факторы, ее обусловливающие. Тезисы докладов . V II Всесоюзной, конференции по применению математических'методов и г ЭВМ в почвоведении. Дущино, 1983, стр. 158-159 (в соавторстве)'. ■ -

,'■;.>/-./; Г ' ДОКЛАДЫ* ГО ШТОТШМ'ДЖСЕРТДЩШ' у:- . .';'* ".'■

Основные материалы диссертации доложены и обсуждены на кон. ферешщи молодых ученых ^ Проблемы почвоведения и агрохимии". (Цу-\ пиво, 1976)на Республиканской "конференции - "Актуальные проблемы ' охраны;окружаицеЭ ереды и рационального использования природных. '';Уресурсов""(Ташкент, 1977); на 1-ой Всесоюзной конференции "Проб- . . леыы взаимодействия общества и природы" (Москва, 1978); на Ши- а ' : лейкой коференции геолоднх ученых и специалистов Почвенного ин- ■ , - статута "им.В.В.Докучаева (Москва,. 1Э73) ; на П-оЙ Республиканской конференции "Актуальные проблемы охрана окружавдеЗ среды и рацио- ; у'., нального использования'природных ресурсов" .(Ташкент, 1930).

IB.ГО,S3 г. йак.зтатр Тир. IES 9КЭ. Уч.яэл.л.- 1.2 Отпечатано «а рот .принте в 01ГО1 НЦЕЛ