Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Теоретические и прикладные основы рационального использования почв склоновых орошаемых агроландшафтов Южной и Сухой Степи Украины

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Теоретические и прикладные основы рационального использования почв склоновых орошаемых агроландшафтов Южной и Сухой Степи Украины"

/ч. НАЦЮНАЛЬНИЙ АГРАРИЯМ УН1ВЕРСИТЕТ

О**

о.

■ 1 -чС

'

• /V

На правах рукопису

ЧОРНИЙ СЕРПЙ ГРИГОРОВИЧ

ТЕ0РЕТИЧН1 ТА ПРИКЛАДН1 ОСНОВИ РАЦЮНАЛЬНОГО ВИ-КОРИСТАННЯ ГРУНТIВ СХИЛОВИХ ЗРОШУВАНИХ АГРОЛАНДШАФТ! В П1ВДЕННОГО ТА СУХОГО СТЕПУ УКРА1НИ

06.00.03- агрогрунтознавство 1 агроф!зйка

(к" '

Автореферат . ч

дисертацН на здобуття наукового ступени доктора сыьськогосподарських наук

КИ1В-1997

Дисертащею е рукопис

Робота виконана в 1нститут1 зрошуваного землеробства УААН

Науковий консультант:

доктор географ1чних наук, професор Швебс Генр1х 1ванович 0|1ц!йн1 опоненти:

доктор с1льськогосподарських наук Балок Святослав Антонович доктор с1льськогосподарських наук, професор Гнатенко Олек-сандр Федорович

доктор с1льськогосподарських Стрельченко Володимир Петрович Пров ¡дна установа: 1нститут г1дротехн1ки 1 мелюрацП УААН,

М. КШВ

Захист дисертацП в1дбудеться 18 березня 1997 р. о 10 годин! на зас1дашп спец!ал1зовано! Ради Д 01.05.02 в Нащонально-му аграрному ун!верситет1 за адресою: 252041, КИ1В-41, вул. ГероТв Оборони 15, НАУ, учбовий корпус 3, аудитор1я 65.

Просимо взяти участь в обговоренн1 дисертацП при П захис-т1 або вислати Ваш в1дгук на автореферат в двох екземплярах за адресою: 252041, Ки1в-41, вул. Геро1в Оборони 15, НАУ,сектор захисту дисертащй.

3 дисерта1цею модна ознайомитися в б1бл1отец! ун1верситету.

Автореферат роз1слано лютого 1996 р.

Вчений секретар спец1ал1зовано! Р< доктор х1м1чних наук, професор

В.А.Копилевич

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Лктуальн1сгь проблеми. Е'роэ1я грунт1в- головний процес дег-радацп грунт1в у св!т1. У "Всесв1тн1й хартП грунтов" (1983),яка була прийнята ООН, визначено, що в1д усп1ху бороть-би з ерозхею залежить добробут багатьох над1й. Це стосуеться 1 Украши, де, внасл!док високо! розораност! с1льськогосподарсь-ких уг1дь (81 %), незначних площ, зайнятих грунтозахисними заходами, на тл1 загально! економ1чно1 кризи, ероз1я грунт1в на-Оувае характеру нац1ояального лиха.

У той же час, на Швдн! Укра1ни широко застосовуеться зро-шувальна мел1орац1я, 1 здеб1льшого зрошуються схили, оск1льки плакорний мел1оративний фонд земель практично вичерпаний. Внасл1док впровадження зрошувально! мел!орацП на схилових землях створюеться дуже специф1чне утворення- схиловий зрошу-ваний агроландшафт, що характеризуемся р!зноспрямованими тенденциями при оц1нц1 ероз1йно1 ситуацП. 3 одного боку, зрошен-ня посилюе грунтозахисн1сть за рахунок б1льш потужних б1оло-гхчних компонента агроландшафту та, ймов1рно, зб!лыиуе темпи грунтоутворення, а з другого- приводить до можливого зб1льшен-ня загальжл ероз1йно'1 небезпеки внасл1док зростання поверхне-вого стоку природних вод та поширення ерозП при поливах. Оп-тим1зац1я використання земельних ресурс1в у схилових зрошува-них агроландшафтах на основ! математичних моделей, як1 врахо-вують нов1 (у пор1внянн1 з незрошуваними умовами) законом1р-ност! прояви ерозП та грунтоутворення е актуальною проблемою.

Мета 1 завдання досл1джень.Метою досл1джень е методичне обгрунтування та створення обл!кового комплексу для проекту-вання грунтозахисних схилових зрошуваних агроландшафт1в в Шв-денному та Сухому Степу УкраЗни, спрямованих на 1х ефективне використання та еколог!чно безпечне ведения землеробства.

Для досягнення ц1е! мети ставилися та вир!шувалися так!

завдання:

-визначення рол1 ерозП в загальному деградац!иному процес! зрошуваних грунтов в рег1он!;

-визначення к!льк!сного критер1ю оптюЛзацП для рац!ональ-ного використання схилових зрошуваних грунт1в та розробки методики конструювання ероз!йност1йких схилових зрошуваних агро-ландшафт!в на обл!кових засадах;

-анал!з впливу зрошення на головн1 фактори грунтоутворення та грунтоутворююч! процеси 1 . створення математично! модел1 процесу грунтоутворення еродованих зрошуваних схилових земель;

-створення математично'! модел! оц1нки зливово'1 ерозП для поливних земель з визначенням впливу зрошення на г1дрометеоро-лог!чн! умови ерозП, протиероз!йну ст!йк!сть грунт1в, грунто-захисну ефективн1сть рослинност1 тощо;

-визначення територ1ального розпод!лу та внутр!р!чного ко-ливання г!дрометеоролог1чних умов зливово! ерозП;

-визначення к!льк!сно! оц1нки енергП штучних опад!в р!зних дощувальних машин;

-створення математично! модел! оц1нки ерозП грунт!в при поливах дощуванням;

-створення математично! модел1 оц!нки ероз1йно-безпечно! поливно! норми;

-к1льк!сне визначення впливу зрошення на процеси ерозП природними водами та грунтоутворення;

Наукова новизна. Для зрошуваних умов Швденного та Сухого Степу Укра1ни вперше розроблено алгоритм проектування протие-роз!йних комплекс1в та схилових агроландшафт!в на обл1ков!й основ!. В тому числ1:

-вивчен1 схилов1 зрошуван! грунти та визначен1 головн! грунтоутворююч1 процеси в них;

-розроблена методика к!льк1сно1 оц1нки швидкост! грунтоут-

ворення та розрахован1 нормативи допустимих норм epoail;

-створена математична модель к!льк1сно1 ouíhkh зливово! epo3i"í;

-встановлений територ!альний та внутр1р1чний розпод!л гидрометеоролог 1чного параметру зливово! ерозИ;

-визначена протиероз1йна ст1йк1сть зрошуваних грунт!в та виявлен! причини П зростання п1д впливом зрошення;

-розроблена математична модель оц!нки epo3i'i при поливах дощуванням;

-розроблена методика оц!нки ероз!йно-допустимо'! поливно! норми;

-визначена грунтозахисна ефективн!сть зрошувально! мел!ора-Ц11.

Методолог1я 1 методика доел!джень.Методолог1чну основу дос-л1джень складае концепц1я д1алектично! едност! поверхнево-схи--лового ероз1йного процесу та грунтоутворення схилових грунт1в.

Як метод досл1даень, широко використовувалося математичне. та ф!зичне моделювання ероз!йних процес!в i грунтоутворення, статистичн! методи та методи з математичного апарату досл1д-ження операц!й. 3 польових експериментальних метод!в застосо-вувалися генетично-географ1чний метод вивчення грунт1в та метод штучного дощування. Для обгрунтування та перев1рки окремих компонент1В моделей використовувалися експериментальн1 дан1 Держкомг1дромету, л!тературн! та apxiBHi магер!али.

Положения, що виносяться на захист:

1.3рошуван1 cximobí агроландшафти е hkícho нов!, з точки зору антропогеного впливу, природно-антропогенн1 утворення, i3 специф!чними(в nopíbhhhhí з ц!линними та суходiльними умовами) процесами epo3i"i га грунтоутворення. Тому, найб1льш обгрунто-ваний критерш оптимизацП при використанн! схилових земель-сп1Бв1дношення швидкостей epo3ií та грунтоутворення- мае спе-

циф1чне, властиве т1льки зрошуваним умовам, значения.

2.3рошення як1сно зм!нюе ф1зичн1 та ф1зико-х1м1чн1 власти-вост1 грунт!в, як1 визначають 1х протиероз1йну ст1йк1сть. Внасл1док зростання водотривких м1кроагрегат1в протиероз1йна ст1йк!сть грунту на зрошуваних схилах зб!лыпуеться.

3.Допустим! норми ерозП на зрошуваних схилах необх1дно розраховувати на основ1 математично! модел1 грунтоутворения.

4.3 метою оптим!защ2 земельних ресурсгв в ероз1йнонебез-печних зрошуваних агроландшафтах необх!дно застосовувати моди-ф1кований шодо умов зрошення, вар1ант лог1ко-математично! мо-дел1 зливово1 ерозП, яка е головним з природних чинник1в еро-з1йно! руйнацП грунт1в.

5.0рган1зац1я ероз1йно-безпечних полив!в дощуванням можлива т!льки при впровадженн! обл1кових метод!в оц!нки поверхневого змиву при поливах та к!льк!сного визначення достокових полив-них норм.

Вклад автора в реал!зац1ю роботи.Автор безпосередньо брав участь в розробц! програм та методик проведения польових дос-л!джень, теоретичному та експериментальному обгрунтуванн! проблеми. Внесок дисертанта в одержанн1 експериментальних да-них, як1 опубликован! в сп!вавторств1, становить 50-75 %. По-силання на роботи опубл1кован1 у сп1вавторств! зроблен1 в ди-сертацП та автореферат!.

0рган!зац1я проведения досл!джень.Науков! досл1дження вико-нувалися протягом 1983-1996 рр. зг!дно з тематичним планом 1нституту зрошуваного землеробства УААН 1 були складовою час-тиною загальносоюзно! проблеми 0.51.01.04, программ УААН "Фун-даментальн! досл!дження", договор1в з Державины ком1тетом Ук-ра'1ни по земельним ресурсам та Управл!ннями по земельним ресурсом Хорсонсько! та МиколаЧпськоЧ областой.

Практичне значения роботи. Математичн! модел! ! рекоменда-

цП, що м1стяться в дисертацП. е обл!ковою основою для проекту вання окремих грунтоз£\хисних заход1в та створення грунтоза-хисних схилових агроландшафт1в, спрямованих на ефективне вико-ристання грунт!в та еколог1чно безпечне ведения землеробства. Результати досл!джень були впроваджен1 при розробц! рег!ональ-них програм захисту земель в!д водно! ерозП, основ рац1ональ-ного використання земельних ресурс!в в господарствах Швдня Укра'1ни, методики ведения мон!тор!нгу земель, що знаходяться в кризовому стан!, при створенн! автоматизованих робочих м!сць агронома(фермера). Еколого-економ1чний ефект розробок склав 460 млн. гривень.

Результати досл1джень використовуються при читанн! курсу лекц1й по дисциплШ "Ландшафтн1 мел!орацП" на буд1вель-но-г!дромел1оративному факультет! Херсонського СГ1.

Дпробац1я роботи 1 публ!кацП. Головн! положения роботи були викладен! на р1зних сем1нарах, нарадах, з''1здах, конферен-ц1ях. У тому числ!, на Всесоюзн1й школ! молодих вчених 1 спе-ц1ал!ст!в "Актуальные проблемы повышения эффективности использования орошаемых земель"(Херсон, 1985); на Всесоюзн!й нарад! "Плодородие черноземов в связи с интенсификацией их использования" (Одесса, 1986); на VII Всесоюзн!й конференцП з мел1ора-тивно! географП (Ровно, 1986); на зас!данн1 бюро Швденного наукового центру АН УССР та його науково-координащйно! ради по Херсонськ1й областК1989); на конференцП "Еколого-еконо-м!чн1 проблеми АПК приморських рег1он!в"(0чак1в, 1992); на м1жнародн!й науков1й конференцП "Зрошувальн! мел!орацП- !х розвиток, ефективн1сть 1 проблеми" (Херсон, 1993); на конференцП "Сучасн1 методи досл!дхень в агрономП"(Умань,1993), на 4-му з'!зд1 грунтознавц1в та агрох1мШв УкраТни (Херсон, 1994); на м1жнародн1й конференцП "Укра'1'на в св!тових земельних, продовольчих, кормових ресурсах 1 економ1чних в1дноси-

нах"(В1нниця, 1995), на м1хнародн1й науково-практичн!й конфе-ренцП "Ероз1я грунт1в 1 методи боротьби з нею'ЧКишюпв, 1995), на м1лнародн1й конференцП "Еколог1чн1 проблеми при водних мел1орац1ях"(Ки!в, 1995), на науково-практичн!й конференцП' 'Проблеми ефективного використання водних ресурс1в 1 ме-л1орацП земель"(Ки1в, 1996), на Вчених радах ¡нституту зрошу-ваного землеробства УААН в 1984-1996 рр.

За результатами досл!джень опубл1ковано 40 роб1т загальним обсягом 18 друкованих аркуш1в, в т.ч. монограф1я й одне ав-торське св1доцтво на винах1д.

Структура та обсяг дисертацП Робота складаеться з вступу, 6 глав, висновк1в, рекомендац!й проектним орган!зац1ям та ви-робництву, списку л1тератури з 337 позиц!й(з них 31 -латиницею), додатк!в. Загальний обсяг дисертацП- 281 стор1нка. В дисертацП 16 рисунк1в, 29 таблиць. В додатках- 50 стор1нок.

Автор висловлюе щиру подяку науковому консультантов!, доктору географ!чних наук, професору Швебсу ГЛ. за корисн1 пора-ди п!д час досл1джень та при обговорен! IX результат1в.

ГОЛОВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ Гл. 1.0б'екти та методики проведения дослЛджень

Об'ектами досл!джень були п!вденн! чорноземи та темно-каштанов! грунти р1зного ступени еродованост1 схилових зрошуваних агроландшафтав Сухого та Швденного Степу Укра1ни. Об'ектами досл!джень сл1д вважати також процеси зливово! ерозП та ерозП при поливах дощуванням, процеси грунтоутворення на схилових зрошуваних землях рег!ону.

.Досл1дження грунтових властивостей проводилося за стандар-тими методиками(Практикум....1086; Ревут И.Б., 1972; Вадюнина А.Ф. .Корчагина 3.А., 1086, БулиПн С.Ю., Комарова Т.Д., ЖЮ);

Ероз!йн! досл1дження проводилися за такими методиками:

1) Протиероз1йна ст1йк!сть грунту методом штучного дощуван-нн за методикою Г. I.Шво0са(1974). В досл1дах використовуволась стуменево-крапельна дошувальна установка з в1льним пад1нням крапель 1 площею зрошення в 1 кв.м.

2)Протиероз1йна ст!йк1сть грунту вивчалась також лабаратор-ним методом роздаву грунтових зразк1в з порушеною структурою по Г.В.Бастракову (1985).

3)Ероз1ю при поливах дощуванням вивчалася на стоково-еро-з1йних площадках площою в 100 м2 (5 на 20 м), 75 м2 (5 на 15 м), 24 м2 (3 на 8 м). Спостереження за стоком та поверхневим змивом грунту в досл!дах визначалися об'емним способом з одно-часним в!дбором проб на мутн1сть та ф1ксац1ею 1нтенсйвност1 опад1в. Визначалася також волог1сть грунту та ухил поверхн1. Стоков! дШнки мали опадом!ри, водоприймальним лотком з пол!-етиленово1 пл!вки.

4)Енергетичн1 характеристики штучного дощу(питома потуж-н1сть, инетична енерг1я, крупн1сть крапель та швидк1сть '1х пад1ння) визначалися за методиками Г.1.Швебса(1968, 1974).

Статистичний обраб1ток експерементальних даних проводився за стандартними методиками(Дмитриев Е.А.,1972).

Для оц1нки ероз1йно! небезпеки на зрошуваних землях рег1ону використовувались арх!вн! дан1 обласних управл1нь по земельним ресурсам, обласних ф1л1ал1в 1нституту землеустрою УААН, кафед-ри ф1зично! географП та рац1онального природокористуван-ня Одеського ун1верситету. Для обл1ку г!дрометеоролог1чних умов ЗЛИВ0В01 ерозп використовувалися дан1 спостореджень за зливовими опадами по плктографу Пдрометеослужби Укра'1'ни. Для 1дентиф1кац11 структури г1дрометеоролог1чного фактору зли-вово! ерозП використовувались дан! Молдавсько! водно-балансо-во'1 станцП за обсягами стоку та його мутн5.стю за 1968-1983 роки, що опубл1кован1 в "Г1дрометеоролог1чних щор!чниках".

- 8 -

Гл.2. Загальн! положения 1 дефШцП

Анал1з арх1вних даних. землеупорядно! служби Укра!ни пока-зуе, що одним з головних деградац!йних процес1в на зрошуваних землях е процеси ерозП. Якщо засолен1 та осолонцьоваж грунти становлять, в1дпов!дно 12.7 % та 16.3 7. загально! плопЦ зрошуваних земель Украши, то грунти, як1 змиваються поверхневими водами, 20.1%. Що стосуеться Швденного Степу та Сухостепово! зони, то площа ероз!йнонебезпечних земель складае 5.2 %(приб-лизно 72 тис. га). До того ж практично весь перспективний фонд розташований на схилах. Найб1льший в!дсоток схилових зрошуваних земель у рег1он1 характерний для Одесько!, Дн1пропетровсь-ко! областей та Республ1ки Крим. Це пов'язано з тим, що тут розташован! в!дроги Кодр, Придн1провсько! та Тарханкутсько! височини 1 Кримських г!р. У деяких районах (Шкопольский, Апос-тол1вський Дн1пропетровсько1 облает!, 0в1д1опольський та Б1ля-еський Одесько! област1, Чорноморський Республ1ки Крим) схило-в! земл1 досягають 20- 40% в!д загально! площ! зрошуваних земель.

Розкрити поточн! процеси та законом!рност1 !х функцшвання неможливо без реал!зац11 принципу 1стор1зму- шдходу до дос-л!джень та пояснения сучасного стану об'екту кр1зь призму умов його становления 1 розвитку. Стосовно Швденного Степу та Су-хостепово! зони Укра!ни схилов1 ландшафти(агроландшафти)в своему розвитку пройшли к1лька етал1в.

На першому- б!льше 7700 рок!в тому, коли в рег1он1 була по-ширена зональна рослинн1сть ц1линного степу, ероз1я грунту практично дор1внювала нулю, а процес грунтоутворення проходив за автохтонним трендом педогенезу. .Це визначаеться тим, що ре-ал1зац1я грунтоутворюючого потешЦалу юимату 1 б1оти (ПКБ) проходить при ф!ксованому обсягу вих!дно! породи на стаб!льн!й

поверхн!. У ц1й ситуацП грунта розвивалися до стадН повноЧ зр1лост1 або повного грунтового кл!максу . "Зовн1шня частица" схилового ландшафту, так звана "буферна зона" (за ГЛ.Швеб-сом(1981)- верхня частина грунту з рослинн!стю яка визначае величину ероз1'1) мала ц1лком непорушенний природний характер. 3 к1нця п'ятого тисячолдття до ново! ери степов! ландшафти Шдлягали невеликому пасовищному навантаженню. Назагал, вплив антропогенного фактору був слабким- грунтоутворення проходило за автохтонним трендом. Саме в цей пер!од були сформован! пов-нопроф!льн! грунта. Антропогенна(пасовшцна) ероз!я була невеликою внасл!док в!дсутност1 б1лып-менш кардинальних зм!н в "буферн!й зон!". Швидка трансформац1я схилових природних ланд-шафт!в рег!ону з р!зким посиленням денудац!йного тренду грунтоутворення в1дбулася приблизно 200 рок!в тому. Саме докор!нна зм1на рослинност! людиною привела до створення агроландшафту -особливо'1, генетично самост!йно'1 категорП геосистем, як со-вокупн!сть природних ! антропогенних властивостей (Гродзинсь-кий М.Д..Ковеза Г.П., Маринич О.М. та !нш1, 1994;).

Ретроспективний анал!з показуе, що 1ригац!йний етап розвит-ку схилових агроландшафт1в треба розглядати як як!сно нове явшце. В умовах зрошуваного землеробства Швденного Степу та Сухостепово! зони Укра1ни, вперше в процес! розвитку в!дбува-еться докор1нна зм!на кл1матичного компоненту ПКБ грунтоутворення. А саме: р1зко зб!льшуеться зволоження за рахунок зро-шення, перебудовуеться тепловий режим грунт1в. З'являеться но-вий фактор ероз!йно'1 руйнац!!- поливн! води. ."Буферна зона" також зазнае повно! зм1ни в пор1внянн! з суход!льними схилами. Зм!нюеться не т!льки рослинн1сть, а 1 грунт (волог1сть, гумус-ний та агрегатний стан тощо). Агроландшафт, перебудований у пор1внянн1 з суход!льним етапом, тим б!льше з пасовищним, на-бувае абсолютно нового зм1сту.

- 10 -

Зг1дно класиф!кац!1 Г.1.Швебса(1981) ероз!я може проявля-тися в двох видах- поверхнево-схилова та яружно-руслова. У на-ш!й робот1 буде розглянута т1льки 1ригац1йна поверхнево-схило-ва ероз!я. Найб1льш повною П характеристикою е модуль р1чно! поверхнево-схилово! 1ригац1йно1 ерозП (И1Р, т/га), що склада-еться з величин поверхнево-схилово'! ерозП при таненн! сн1гу (уса р)). зливово1 (wзcip)) та змиву грунт у при поливах 1 екс-плуатацП дощувально! техники та зрошувально'* мереж! (Wп) (Швебс Г Л.,1981):

Wip- \*7с(1рлМ3С1р)+Ип. (1)

В (1) !ндекс "!р" показуе на специф!ку зливово! ерозП та ерозП при таненн! сн1гу в зрошуваних умовах в пор1внянн! з нез-рошуваними.

Головною метою управл!ння !снуючими схиловими агроландшаф-тами е створення таких умов землекорисгування, при яких в кож-н!й точц! схилу спостер!гався б автохтонний тренд грунтоутворення, що характеризуемся принциповою можлив!стю досягнення грунтом за певний час повного кл!максу(кваз!кл!максу), тобто стану кваз!р1вноваги з навколишн!м середовищем. Очевидно, що саме в такому стан1 грунт досягне найвшцо? якост!, буде мати найб!лыпу родюч!сть при даному сполученн! грунтоутворюючих фактор!в взагал! 1 грунтоутворюючого потенц1алу кл1мату 1 61-оти зокрема. В загальному випадку швидк1сть грунтоутворення, що веде до досягнення цього стану грунтом, можна вважати ун1-версальним критер!ем ефективного використання земельних ресур-с1в на схилах, у тому числ! ! в умовах зрошення.

За В.ОЛаргуляном(1982) при автохтонному тренду швидк!сть грунтоутиороння повинна Оути уаижди ОУыною шпидкост! донуда-ц!1. Тобто для середн1х (багатор!чних та по довжин! схилу) ве-

личин epo3l'i(W, т/га) та грунтоутворення (G, т/га) це тверд-жсння Суде мати вигляд:

G - (Wip + Wdef) > 0. (2)

В(2) Wdef- середн! багатор1чн! втрати грунту з дефляц!-ею(т/га).

Саме нер1вн1сть(2) повинна бути обл1ковою основою при про-ектуванн! окремих грунтозахисних заход1в, конструюванн! схило-вих зрошуваних агрсшандшафт1в, у тому числ1 1 на принципах контурно-мел1оративно! организацП територП. У нашому випад-ку величина W дор1внюе cyMi складових !ригац!йно! ерозЩ1).

Гл.З Особливост! грунтоутворення на схилових зрошуваних землях та оц!нка допустимо'! норми ерозП

Узагальнен! дан! вказують на зб!льшення в схилових твдених чорноземах та теино-каштанових грунтах вм1сту ф1зично! гли-ни(особливо в горизонт! Hp). Це проходить головним чином за рахунок зменшення фракцП 0.05-0.01 мм. В гумусному mapi цих грунт!в заф1ксовано досить велике(на 14 %) зб1льшення часток <0.001 мм. Зростання вм!сту ц!е! фракцП в грунт! спостер!га-еться по всьому проф1лю; але особливо велику !1 к!льк!сть BMi-щуе орний шар та горизонт Н. На наш погляд, цей факт неможливо пояснити трив!альнюш чинниками- посиленням руйнацП п!щаних та пилуватих часток або привносом мулу з поливною водою. Для середн!х умов, поверхня зрошуваного грунту мае вищу шорстк!сть за рахунок б1льш потужно! рослинност1, що значно зменшуе швид-к1сть ст!кання водних поток!в. Сп1вв!дношення "ероз!я-акумуля-щя" в ц!й ситуац11 буде зрушуватися в б!к акумуляц!!, що i приводить до випадання грунтових часток з потоку та значного

зб1льшення мулясто! фракцП в орному шар1 саме зрошуваних грунт1в, особливо в нижних частотах схил1в. Другою причиною зб1льшення мулисто! фракцП в грунт! е "боковий" або наскр1з-ний (А.Джеррард, 1984) ст1к грунтових суспенз!й, як1 вм1щають мулист! частки, особливо у важкосуглинкових грунтах. При зро-шенн! стан грунту в суспенз1йн!й консистенц!!, очевидно, спос-тер1гавться набагато част1ше, н!ж на суходол!.

Шд впливом зрошення в!дбуваються зм1ни в м!нералог1чному склад! мулисто! фракцП грунту. Зг!дно даних м!нералог!чного складу мулу було заф!ксовано загальне збШшення вм!сту смек-титу на зрошуваних д!лянках, що пов'язано з! зб!льшенням прив-несеного, в першу чергу, з1 стоком мулу. Тобто, якщо на пла-корних грунтах, смект!това фаза вимиваеться з орного шару вниз по проф!лю з вертикальними токами води, то на схилах йде П перерозпод1л з частковою акумуляц!ею твердого стоку. В тих ви-падках, коли ! було зменшення вм!сту м1нерал!в монтмор!лон1то-во! групи на зрошенн!, то воно спостер1галося т1льки на приво-дорозд1льних грунтах. Зростання мулисто! фракцП (а отже ! пи-томо! поверхн! грунту) та вм!сгу в н!й м!нерал1в монтмор1лон1-тово1 групи, з одного боку негативно впливае на цдльн!сть грунту та поризн!сть, посилюючи процеси слитизац!'!, а з другого боку, зм!нюе м1кро- та макроагрегатний стан грунту.

Реальний ступ!нь м!кроагрегованост1 можна визначити т1льки при сум!сному анал1з! даних м1кроагрегатного та гранулометрич-ного складу грунту(Медведев В.В. ,1988; Гумматов Н.Г. .Пачевский Я. А.,1991). Одним з таких параметр!в е показник ступеня агре-гованност1 Бевера-Роадеса, дан! якого показують зб1льшення м1кроагрегованост! у всьому профШ схилових зрошуваних грунтов. Це ж п1дтверджуеться ! прямими спостереженнями за к1ль-костю «дампи'Пфиих та дгрегоппиих часток п1д м11фоскогюм(Були-гин С.Ю..Комарова Т.Д.,1990). Зростання вм!сту м1кроагрегат!в

в орному шар! зрошуваного грунту, окр!м наявност! б!лыго1 Шькост! плазми, пояснюеться ще й !ншими чинниками, а саме мехам1змами зв'язування елементарних грунтових часток. Для груттв, що розглядаються в робот!- Швденних чорнозем1в та каяганових- гум!нов1 кислоти лише частково визначають процес цементацП елементарних грунтових часток(ЕГЧ), забезпечивши при в!дносно однаковому гранулометричному склад! б!льш-менш стаб1льний д!апазон м!кроагрегованост! на р!вн! грунтового п1дтипу або типу. Утворення на зрошенн1 м!кроагрегат1в визначають !нш1, б!льш лаб1льн! чинники процедури цементацП ЕГЧ-продукти життед!яльност! та автол1зу м!кроорган!зм!в, у першу чергу, бактер!альн! слизи. Зрошення чорноземних та каштанових грунт1в на П!вдн! Укра!ни суттево зб1льщило 1нтенсивн1сть м!к-робюлоМчно! д1яльност! в грунтах. 0кр1м гумусних та м!кроб1-олог!чних чинник1в зв'язування елементарних грунтових часток в м!кроагрегати часто зустр1чаеться ще одинза рахунок коагуляцП високодисперсних ЕГЧ по типу "глинистий домен"-"глинистий домен" (Воронин А.Д.,1986). Необх1дними умовами коагуляц!йного процесу е два фактори. По-перше, агрегування в цьому випадку проходить лише в грунтових умовах близьких до стану суспензП, коли сп1вв!дношення "вода-грунт"' б1льше одиниц!, !, по-друге, процес створення м1кроагрегат!в переважае 1х пептизаЩю коли грунт у певн1й м!р! насичений двох або трьохвалентними !онами. Доопдження, що були проведен! на схилових зрошуваних грунтах репону, показали, що ступ1нь насиченост! грунтового вб1рного комплексу чорноземних. та каштанових грунт1в кат!онами натр!ю р!дко перевшцуе 5 %, що, зг1дно Юнуючих класиф1кац!й, визна-чаеться як слабкий солонцьовий процес, вплив якого на процес "агрегацП-дезагрегацП" незначний(Полупан Н.И., Ковалев В.Г., 1993). Що стосуеться стану суспензП," то на зрошешп ситуац!я, коли с.п1вв!дношення "вода-грунт" б!льше одиниц! спостер!гаеть-

ся набагато част1ше. А тому к!льк1сть процедур створення MiK-роагрегат1в за рахунок коагуляцП ЕГЧ без участ! речовин орга-н1чного походженяя в мел!орованих грунтах б1лыве, н!ж у сухо-д1льних.

Стосовно наших досл1джень макроструктури, то було визначе-но, що при мокрому розс1юванн1 за методишо Сав1нова вм1ст агрегат^ >0.25 мм в зрошуваних схилових грунтах збШшуеться, особливо в орному шар1. В той же час, визначення агрегатного складу при сухому розс1юванн1, показало, що структура грунт!в пог!ршилася. Найб1льш об'ективний показник структури- коефШ-ент структурност! за Ревутом, в орному шар1 зб1льшився в се-редньому на 25 X, а в 1нших горизонтах грунту зменшився.

Зг1дно 1снуючих п!дход!в(Зонн С.В.,1996), гумусоутворен-ня разом з перетворенням м!нерально1 частини грунту е голов-ними елементарними грунтоутворюочими процесами(ЕГП). Досл1д-ження показують зб!льшення на 11- 27 Z запас1в гумусу як в орному mapi, так 1 в метровому. На наш погляд, зб1лыпення запа-с1в гумусу в схилових зрошуваних грунтах в1дбуваеться за рахунок б1льш 1нтенсивно1 гумиф1кац!1, яка перевищуе. можливе поси-лення його м!нерал!зацП. Зб1лыпення запас1в гумусу в метровому шар1 схилових зрошуваних грунт1в в!дбуваеться, головним чином, за рахунок п!дорного та перех1дного м!ж гумусним та !люв1йова-ним шаром грунту. Фульватизац1я гумусу схилового грунту проходить за рахунок к1лькох фактор!в. Це i посилення деструкцП гум!нових кислот внасл1док поливу м1нерал!зованими водами(пе-рех!д гумат1в кальц1ю в гумати натр!ю, як! легко вимиваються по проф!лю), зб1льшення в грунт! слабогум!ф!кованих рослинних решток. Останн! не так швидко, як в суход1льних умовах, перет-ворюються в гум1нов! кислоти, з причин в!дсутност1 великих пром!жк!в часу без зволоження, необх!дних для денатурац!'! (Черная Ж.А., Хруслоиа Т.Н.,1900). Зрошення суттево эмПшло такий

- 15 - .

важливий показник гумусного стану грунту як потужн1сть гумусного (Н+Нр) горизонту. У ncix пипадкпх HHMipmnamm покапали зб!льшення гумусного шару мел!орованих грунт1в. Зб1льшення по-тужност1 гумусного горизонту зрошуваних грунт!в пояснюеться Mirpayie» гумусних речовин в умовах промивного водного режиму.

Отже, зрошення суттево зм!нюб ф!зичн! властивост1 та гумус-ний стан схилових грунт!в, що дозволяе зробити висновок про формування нових елеметарних грунтоутворюючих процес!в р!зного напрямку, !нтенсивност! та "характерного часу". Стосовно оц1н-ки ep03iHH0i ситуацП, очевидно, що це приведе до зм1ни проти-ероз1йно! ст1йкост! грунту та швидкост! формування гумусного горизонту схилових зрошуваних грунт1в. Останне мае незаперечне значения для визначення допустимо! норми ерозП.

Найб!льш обгрунтованими рекомендац1ями щодо допустимих норм е ti, що враховують швидк1сть грунтоутворення (Бельгибаев М.И..Долгилевич М.И. ,1970; Шикула М.К. та 1нш!, 1974; Полуэк-тов Е.В.,1977; Лисецкий Ф.Н.,1990). Але мова вдеться про темпи природного педогенезу, що викликае принципов! заперечення: антропо-техногенна еволюц!я грунт!в стала одним з глобальних процес1в в еволюцП б1осфери в ноосферу(Таргулян В.О.та 1нш1, 1986). А тому, на наш погляд, б1лып-менш точне визначення допустимих норм ерозП для р!зних грунт1в можливе лише на основ! темп!в "культурного" грунтоутворення(або антропедогенезу), з урахуванням нових якостей фактор1в грунтоутворення (обсяг!в рослинних решток та орган1чних добрив, г!дрометеоролог!чних умов грунтоутворення тощо).

Реальне визначення темп!в грунтоутворення в сучасних агро-техйчних умовах можливе г1льки на основ! розрахунк!в темп!в природного грунтоутворення, оск!льки отримання величин швид-костей задовыьно! точност! шляхом прямого вим!рювання в сучасних господарських умовах буде охоплювати дуже великий про-

мхжок часу. Лог1чн1 принципи, що уможливлюють такий п!дх1д, сформульован! в робот! А.Н.Генад1вва з сп1вавторами(1987), де визначаеться спец1фика антропедогенезу на схилових землях. Такий п!дх1д е типовим випадком моделювання за приблизною ана-лоПею, яке обумовлюеться в1дносною в!дпов1дн1стю компонент1в об'ект1в або процес!в, що ототожнюються. Р1вень тако! в1дпов1дност1 визначаеться р!внем розвитку конкретно! науки ! тому мае дещо приблизний характер (Швебс Г.И., 1981). Приблиз-на аналог!я пов'язана з1 спрощеним розум1нням таких термШв як "грунтовий проф!ль" та "швидк1сть грунтоутворення". Д! терм1ни приймаються тотожними поняттям "гумусний проф!ль" та "швидк!стъ створення гумусного проф1лю", що в дан!й ситуацП е виправданим.

Найб!льш загаяьн! законом!рност1 формування гумусного горизонту степових грунт!в Укра1ни за голоцен (останн! 10000-12000) рок!в визначен! Ф.М.Лисецьким(1990). Зм!на потуж-ност! гумусного горизонту(Нг,мм) грунт!в в час!Строки) опису-еться таким р1внянням:

Нг- 02Л [0.00051-к -ехр(-и)], (3)

де р!чн! енергетичн! витрати на грунтоутворення (Мдлс/м2) за В.Р.Волобуевим(1074), к та Х- параметри. Для п!вденних чорно-зем!в ! темно-каштанових грунт1в Укра1ни Л- 0.00027, а величина к зм1нюеться в!д 0.00039 до 0.00044.

Якщо диференц!ювати вираз (3) по сИ>1, та ввести поправки на перерозпод!л енергетичних витрат на грунтоутворення на схи-лах р!зно! довжини, похилу та експозицП, а також врахувати нев!дпов1дн1сть к1лькост1 та якост1 орган!чних решток, що поступают!) ь грунт в умовах сучасного аемлеробства в пор!внянн! а щлинним умовам, то можна отримати математичну модель оц1нки

оеродиьм ШПИДКОСТ1 грунтоутпррэння(03| мм/ р!к) для врошува-

них схил1в Швденного та Сухого Степу Укра1ни(Чорний С.Г., 1994; 1996):

Ш

вз- 0.00027ЧЕС1-ехр(-В-М;))3-1-1

2.1

(1.3-0з1 -Нг4)-1^>/Ь. (4)

В(4) М^- середня багатор!чна к!льк1сть рослинних решток, що поступае в грунт(з урахуванням 1х б1ох1м1чного складу)(т/га), Оз;г середн! р1чн1 енергетичн1 витрати на грунтоутворення(з урахуванням режим1в зрошення с!льськогосподарських культур та нових у пор1внянн1 з ц1линними умовами значень рад1ац1йного балансу)(Ккал/см2), Нг- вих1дна потужн!сть гумусного горизон-ту(мм), в- параметр, ш- к1льк1сть сегмент!в на схил1 довжиною См), Ь- загальна довжина схилу(м). Очевидно, що'Е 1 ^-Ь. На основ! формули(4) були розрахован1 нормативн! показники допустимих норм ерозП для зрошуваних схилових земель з грунтами р!зного ступени змитост1 та експозицП при щ!льност! будови грунту в 1.3 г\см3Стабл.1). При визначенн! щор!чно'1 ве-личини орган!чно! речовини, яка надходить в грунт, було роз-глянуто три р1вн1 агротехн1ки- високий, середн1й уа низький 1 два вар1анти с!возм!н- польових та грунтозахисних.

Гл.Л.Юлыисна ощнка величини ерозП при зливах

Зг1дно нер1Вност1 (2) сумарний змив природними опадами та при поливах е необх1дною частиною обл!ку при протиероз1йному' проектування на зрошуваних землях рег1ону. В той же час, сл1д в1дзначити, що ероз1я при таненн1 сн1гу на схилах П1вденного

Таблица 1

Допустим! норми ерозП для зрошуваних схилових грунт1в Швденного Степу та Сухостепово! Зони Укра1ни(т/га) (чисельник- п!вн!чна експозиц1я; знаменик-п!вденна експозиц!я)

Грунги Сту- Польоб 1 с!возм1ни Кормов! с!возм1ни

пень ------------------------------.--------------

зми- Р1вень агротехн1ки

тост1 --------------------------------------------

1 2 3 1 2 3

Швденн! 1 1.5/1.5 1.2/1.2 0.3/0.3 1.6/1.6 1.3/1.3 0.5/0.5

чорнозе- 2 1.8/1.6 1.3/1.3 0.3/0.3 1.9/1.6 1.5/1.3 0.5/0.5

ми 3 2.3/2.1 1.6/1.5 0.3/0.3 2.5/2.3 1.7/1.8 0.6/0.6

4 2.6/2.4 1.9/1.8 0.2/0.2 2.9/2.8 2.2/2.2 0.6/0.6

Темно- 1 1.7/1.7 1.3/1.3 0.3/0.3 1.9/1.9 1.5/1.5 0.6/0.6

каштанов! 2 2.4/2.2 1.8/1.6 0.4/0.4 2.6/2.3 2.0/1.9 0.7/0.6

грунти 3 2.7/2.5 1.9/1.8 0.4/0.3 2.9/2.6 2.2/2.1 0.7/0.6

4 3.0/2.6 2.1/1.9 0.2/0.2 3.2/2.8 2.5/2.2 0.7/0.6

Ступен! змитост1:1-незмитий, 2-слабо-, 3-середньо-, 4-сильно-змитий грунт. Р1вн1 агротехн!ки:1-високий, 2-середн1й, 3-низький.

Степу та Сухостепово! зони Укра'1ни практично дор1внюе нулю.

Анал13 1снуючих математичних моделей зливово! ерозП показав, що найб!льш прийнятна для к!льк!сного визначення зливово'{ орои11 им ирошуваиих землях и лог!ко матиматична мидоль илипово 1 ерозП Г. 1.Швебса(1974), за якою середньобагатор!чна вели-

чина зливового поверхневого змиву (Wg, т/га) дор1внюе такому до-бутку:

W3 - kp Кгм Jr ®CL.I) fP . (5)

В (5) kp -коеф1ц1ент розм1рност1 i пропорц!йност1; КГм - се-редня величина г!дрометеоролог!чного параметру зливово'1 еро-зП; Jr- в1дносна змиваем!сть грунту; Ф(Ь,I) -функц1я, що опи-суе вплив рельефних умов на величину ерозП; fp -фактор рос-линност!.

■ Нами проведена модиф!кац!я ц1е! модел! та адаптац1я П до зрошуваних умов. В першу чергу, це стосувалося б!льш точного визначення показника г1дрометеоролог1чних умов зливово! еро-зЩКгм). Для обл!ку г!дрометеоролог1чного параметру зливово! ерозП конкретного дощу пропонуетъся такий вираз(Швебс Г.И. .Светличный A.A. .Черный С.Г. ,1993): п 2.7

Кгм- 5-Е(1+17.5-1л)(1г1зм1) Ätj + l-l

т 2.7 2.7

+ L (1+17.5-Atw)-X '(lw-i-ieMi-l)' Atw. (6)

w-l ,

B(6) lj -1нтенсивн1сть опад1в(мм/хв), i3Mj -стокоутворююча (змивоутворююча) 1нтенсивн1сть опад1в впродовж j-ro обл1кового 1нтервала часу Atj, j- к!льк1сть обл!кових 1нтервал1в стокоут-ворення(змивоутворення) в межах конкретно! зливи (для яких ij > icMj). iw -интенсивн1сть опад!в w-ro 1нтервалу часу в середин! зливи Atw, коли iw < 1зм*- Якщо розглядаеться змив при спад! стоку, то Atw зм1нк>бться на х- умовну тривал!сть спаду схилового стоку,яка дор1внюе 15 хвилинам..:д- коефЩент змен-

шення транспортуючо! зд!бност1 потоку в фаз1 повного стоку, який дор1внюе 0.3, ш- к1льк1сть 1нтервал1в дощу, для якого

< !см*-

Для перев!рки обл1ково! схеми(б) були використан! матер!али Молдавсько! воднобалансово! станцП за спостереженнями за опа-дами 1 температурою пов1тря, обсягами стоку, його мутност1, а також дан! по величинам поверхневого змиву. Проведений анал1з дозволив також отримати числове значения параметру кр. Ця величина дор1внюе 0.0000026.

Для розрахунку Кгм бралися ф!ксован1 значения вологост! грунту(80 % в!д найменшо! вологом!сткост1). Для обл1ку Кгм були використан! вс! плюв!ограми дощ1в, що опубл!кован! в метеоролог 1чних щор1чниках з 1939 по 1991 роки. Загальна к1льк1сть дощ1в, яку було обраховано, дор1внювала 7000 по 31 метеостан-цП п!вдня УкраЗни.

Величини Кгм для дощ!в одного року п1дсумовувались 1, були отриман1 ряди Кгм по 31 метеостанцП рег1ону. Були обл1кован1 величини середньо! багатор!чно'! величини КГм» коеф!ц1енту ва-р1ацП ряд1в(Су). Розраховувалися також середня квадратична помилка КГм (бкгм) та помилка коеф1ц1ента вар1адП (6Су). Ба-гатор1чн1 дан1 р1зних показник!в, що характеризуют г!дромете-оролог1чн! показники зливово! ерозП як правило приводяться до сёредньобагатор!чних значень, як! картуються у вигляд! 1зол1-н!й(!зоеродент), щр з'еднують точки з однаковою ероз!йною спроможн!стю зливових опад1в. Але, на наш погляд, створити аналог!чну карту норми КГм для зрошуваних умов П! вдня Укра!ни неможливо. Це пов'язано з тим, що по вс1х метеостанц!ях отри-ман! ряди КГм е нерепрезентивними. Середня квадратична помилка аф'.-диьо! Ш.М1ИЧИНИ Кгм становить "0-7те, що пояснюстьсл великими величинами Су(1.2-2.9). Це св1дчить про викшочну м!нли-в1сть коротких статистичних ряд!в Кгм в!дносно його середньо!

величини. Попередн! розрахунки показали, що при 1снуючих вели-ип.лх коофИиенПъ варкщП при 1 задов1лън1й точност1 (i:ltrM< 15Х) необх!дна довжина ряд1в спостережень на метеостанщях за опадами за плюв1ографом повинна складати 100-300 рок!в. Але зараз максимальна довжина таких спостережень лише по деяким метеостанц!ям не перевишуе 40 pokíb.

Kopotkí наявн! ряди спостережень за опадами по плюв1ографу, виняткова вар1аб1льн1сть отриманих ряд!в Кгм, змушують шукати 1нш1 п1дходи для просторово! 1нтерпретацП отриманих величин Кгм- В таких ситуац1ях рекомендуеться застосувати теор1ю ерго-дичност1. При впровадженн! елемент1в теорП ергодичност1 в на-шому випадку можливо об'еднання коротких ряд1в КГм в один дов-гий, ' який Суде характеризувати г!дрометеоролог1чн! умови зли-BOBOÍ ерозП конкретно! територ!'!, де склалися однаков! умови формування опад1в у вигляд1 злив. Зливова активн!сть в perioHi визначаеться р1зними факторами - рельефом, бризовою циркуляц!-ею пов1тряних мае побережних район!в , положениям в1дносно до-м1нуючих bítpíb тощо. У найпершому наближенн!, на Швдн1 Укра-!ни можливо вщцлити к1лька район!в з однотипними умовами формування зливових опад1в- височинний, з найб1льшими значениями Кгм, район(А), низинний (Б ) та внутр!шн! райони Кримського пгвострова (В). Границя м1ж першими двома приблизно пролягае по i3orinci в 100 м. Брибережну тридцятик!лометрову зону з íh-тенсивною бризовою циркуляр ею i найменшими значениями КГм можливо розд1лити на два райони - чорноморський (Г) та азовсь-кий(Д).

Первинний, суто суб'ективний, п!дх1д до районування було перев1рено об'ективними к1льк1сними методами. Очевидно, що ма-тематичне оч1кування помилки кожного параметру (Кгм та Cv) об'еднано! виборки (еПОвн) буде дор!внювати сум1 помилок, яка визначаеться випадковими коливаннями(еВИп) та географ1чною по-

милкою(6Гвогр-). що спричинено територ1альною неоднородна.стю фактор1в, як1 впливають на г!дрометеоролог1чн1 умови зливово'1 ерозП(С.Н.Крицкий, М.Ф.Менкель,1981):

бповн" 6вип+ бгеогр» (?)

Побудова р1вняння (7) обумовлена в1домим положениям математич-но'1 статистики, що математичне оч1кування суми двох випадкових величин дор1внюе сум! математичних очжувань доданк1в. Сп1в1д-ношення евип до еге0гр буде саме тим к1льк1сним критер1ем, який 1 визначить правом1рн1сть об'еднання даних окремих мете-останд1й в одну сукушпсть, яка характеризуе конкретний район за зливовою небезпеекою. В наших обл!ках було прийнято, що сл1вв1дношення егеоГр до 6Вип повинне бути менше або дор1вню-вати 1, тобто географ1чна помилка не повинна превищувати ви-падкову. В протилежному випадку, вважалось, що поеднання ряд!в неправом!рне 1 проводилися обл!ки для досягнення тако'1 комб1-нацП даних по кожному району, що визначене сп!вв!дношення ви-конувалась. К1нцевим результатом процедури об'еднання ряд1в на визначених вище принципах е встановлення сп!вв!дношення м1ж результатами !ндив!дуального та об'еднаного анал!зу. 0ц1нка по сукупност1 власних та об'еднаних спостережень можлива на основ! середньозважено! за точн!стю кожно! з оц1нок. Величина виз-начено5 таким чином норми Кгм закартована(рисунок). Середня багатор1чна величина г!дрометеоролог1чного показника зливово'1 ерозП по кожн1й метеостанцП, а також коеф1Щент вар1ацП да-ють вс1 п1дстави для розрахування р1дкозабезпечених значень Кгм-

В результат! сукупно! оц1нки !ндив!дуалъних та об'еднаних рнд1ь КГм аОируглисн ¡зшчиыЦ га'раф1чн1 иакопсШриоот! роиио д!лу цього показника. Максимальн! значения г1дрометеоролог1ч-

АЗОВСЬКЕ МОРЕ

ю

Рисунок. Карта.середньс: багатср1чно1 величины Кгм для Швден Укра1йи(Кг/лх 10°)'

ного параметру зливово! ерозп на зрошуваних землях припадав на височи1ш1 райояи та сх1дн1 иородг1р'я Криму. MiiiiMiVJii.nl значеня Кгм приходяться на приморськ! метеостанцП, причому абсолютний м!н1мум мають приазовськ1 райони.

Внутр1р1чний розпод1л Кгм на р1вн1 вид!лених однотипних, з точки зору формування зливових опад!в, район1в наводиться в табл. 2. Величини м1сячних значень КГм по метеостанциях отри-ман1 як середньозважен! за точн!стю власних та об'еднаних спостережень. Як видно з табл. 2, найб1льш зливонебезпечним пер1одом е л!тн1 м!сяц1, особливо це стосуеться континенталь-них район!в(А 1 Б). Розширення пер1оду з дощами, що викликають ероз!ю грунту в приморських районах(КГм ос1нн!х м!сяц!в >10% В1Д р1чно! суми), пов'язано з д!яльн1стю пов1тряних мае, що формуються над Чорним та Середземним морями.

Таблиця 2

Внутрщлчний розпод1л Кгм (в частках одиниц1)

м/и Район Кгм м 1 с я Ц 1

IV V VI VII VIII IX X XI

1. А 2578.2 0 0.17 0.28 0.23 0.27 0.05 0 0

2. Б 1368.4 0 0.11 0.26 0.36 0.21 0.05 0.01 0

3. В 2611.2 0 0.14 0.17 0.16 0.48 0.04 0.01 0

4. Г 1142.8 0.01 0.06 0.27 0.25 0.16 0.22 0.02 0.0

5. Л 745.0 0 0.05 0.22 0.23 0.38 0.12 0 0

3 метою визначення в^дносно! змиваемост! зрошуваних грунт1в репону для адаптацП моделЦб) до зрошуваних умов були проведен! доапдження, деяк1 результати яких приведен! в табл. 3. Такий потужний грунтоутворюючий фактор, як зрошення, сутте-

Таблиця 3.

Парпмотри протиороаШю! ст1йкост1 грунт!в ГИвдин УкраТни

И/И Шдтип грунту, Зми-Харак- Параметри

м1сце прове- т! тер -----------------------------

дення досл1д!в сть*зволо- к0 1то Ро Ко Зг ження** мм/хв мм/хв г/л г/с м2

1. Чорнозем п1в- 1 а 0.82 1.68 6.15 0.174 1.3

денний, зона 1 б 1.02 0.58 7.21 0.069 0.5

зрошення СКК. 1 а 1.25 1.25 8.28 0.166 1.3

1 б 1.34 1.16 2.65 0.051 0.4

2. Чорнозем п1в- 1 а 0.62 1.88 5.56 0.175 1.3

денний, Дунай- 1 б 0.44 2.06 2.50 0.086 0.6

Дн1стровська ЗС 1 б 0.52 1.98 1.80 0.045 0.3

3. Чорнозем п1в- 2 а 0.79 1.81 14.20 0.385 2.8

денний, Яв- 2 а 0.78 1.82 12.20 0.349 2.6

к1нська ЗС 2 б 1.02 1.48 8.87 0.226 1.7

2 б 0.91 1.59 5.52 0.136 1.0

4.Чернозем типо- 2 а 0.64 1.86 5.64 0.175 1.3

вий Добрянсь- 2 б 1.27 1.23 1.22 0.025 0.2

ка ЗС

5.Чорнозем п!в- 2 а 0.46 2.04 11.70 0.400 3.0

денний Низкньо- 2 б 0.46 2.04 10.20 0.345 2.6

дн!стровська 2 а 0.33 2.27 13.10 0.475 3.5

ЗС 2 б • 0.61 1.89 5.34 0.170 1.3

6. Темно-кашта- 2 а 0.90 1.60 16.00 0.428 3.2

нова, 1нгу- 2 б 0.53 1..97 11.10 0.365 2.7

лецька ЗС

* 1-незмит1, 2-слабозмит1, ** а- неполивн1 земл1, б- поливн1

во зманив загальну законсшрн1сть коливань у простор! парамет-piB протиероз1йно1 стЦксхл! rpyHTiB. У Bcix випадках загальна в1дносна змиваем1сть зрошуваних грунт1в була вища Hiac у незро-шуваних аналоПв. Що стосуеться величини 1нтенсивност1 стоку (h0), то в б!лыюст1 випадк1в цей показник на зрошенн! був менший або приблизно дор!внював величинам на суходол!, а отже швидк1сть ф1льтрац11 води в грунт(к0) в умовах досл1д!в на зрошенн1 була част1ше вища н1ж на незрошуваних д1лянках. Ви-нятком е темно-каштанов1 грунти 1нгулецько! зрошувальн1й систем! (ЗС), п1вденн1 чорноземи Дунай-Дн1стровсько! ЗС та, част-ково, грунти Явк1нсько1 ЗС. Зменшення водовб1рно! здатност1 на перел!чених грунтах пов'язано, насамперед, з високою м1не-рал1зац!ею води, якою на цих зрошувальних системах проводяться поливи. Така поливна вода призводить до осолонцювання та погашения структури верхнього шару грунту. При формуваннi стоку водовб1рна здатн1сть грунту визначаеться не т1льки його влас-тивостями, а i мутн!стю потоку(Швебс Г.П.,1974). Чим вище мутнеть стоку, тим швидше проходить закупорка грунтових шпар, що значно зменшуе ф1льтрац1йну спроможн1сть грунту. Параметри kQ га ho отриман1 штучним дощуванням, яке найб1льш адекватно мо-делюе процес поглинення вологи в умовах схилового стоку, а тому саме в1ни 1 в1ддзеркалкють реальну ситуац1ю (Швебс Г.И., Светличный A.A., Черный С.Г., 1988).

П1д впливом зрошення кардинально зм1нилася 1 друга складо-ва- характеристика в1дносно! змиваемост1-р0, що характерезуе мутн1сть стоку в умовах кваз1сталого процесу. Як видно з при-веденого матер!алу(табл.З), у вс!х випадках цей параметр на зрошенн1 зменшуеться на 1-7 г/л, що 1 визначило в к1нцевому п!дсумку високий загальний р!вень в1дносно'1 змиваемост! на ЭрОИИ.'ИН! у liopl 1)11)111111 з сукодолом. Очоиидпо, ЩО piüICO |],'Ш1Н!1И

мутност1 стоку в досл!дах на зрошуваних дыянках пов'язано з новими властивостями грунт!в мел!орованих земель.

Параметри м1кроструктури е тими ушверсальними показниками, як! найб!лып повно характеризують стан грунту щодо його проти-ероз1йно1 ст!йкостх(Кузнецов М.С.,1981; Булыгин С.Ю..Лисецкий Ф.Н., 1991). Саме зм1на м1кроагрегатного стану орного шару п!д впливом зрошення допомогла вияснити причину зростання протие-роз1йно1 ст!йкосп мел1орованих грунт!в регюну.

На основ1 результат!в грунтових анал1з1в та експеременталь-но отриманих величин протиероз1йно1 ст!йкостК!?х, за Г.В. Бастраковим) був проведений статистичний анал1з зв'язк1в £х та р!зними показчиками м1крооструктури грунту. Найб1льш ст1йкий зворотний зв'язок 1снуе м1ж 1?х та вм1стом неагрегованих час-ток, що отриманий прямим м!кроскопуванням грунту за методикою Булгач на- Комаровой . Кореляц1йне вгдношення тут дорхвнюе-0.65± 0.14, Ги5%)=2.43, Гп=2.51.

ЗГ1ДН0 сучасних уявлень про механ1зм створення м1кроатре-гат1в м!кроструктура створюеться не тШки за рахунок найменш тонко! фракцП ЕГЧ(<0.001 мм), а ! пилуватих часток (Медведев В.В.,1988). При 1нших однакових умовах, гологший д1апюстичний параметр протиерозхйно! ст1йкост1 грунту (Сегч) повинен зале-жити в1д к!лькост1 вих1дного матер!алу для створення м!кроаг-регат!в- вм1сту часток мулу та фракцП др1бного пилу(См+дп). Граф1чний анад!з зв'язку м1ж Сегч та Сд+мп з визначенням характеру використання земель(незрошуван!, зрошуван1, зрошуван1 слабом!нерал!зованими водами) показав значний вплив зрошення на створення м1кроструктури- при однаков1й к1лькост! мулистих часток та др1бного пилу в 01льшост! випадк1в вм1ст ЕГЧ в орно-му шар1 мелюрованого грунту менше, тобто мгкроагреговангстъ нища. Мричому ниршшмюго нплииу гумусного стану та Шдносно

невеликого осолошцовечння на кпкрооструктурення не було. Шдгш-щона м11фоострук'гуренн1сть зрошуваного грунту пизначаг.п.оя безгумусною коагуляЩею типу "глинистий домен"-"глинистий домен" та б1льш 1нтенсивною м1кроб1олоПчною д1яльн1стю.

В якост! фактору рослинност! в формул1(5) рекомендуеться зикористовувати ероз!йний 1ндекс культури (Еэ), який залежить з!д 11 б1олог1чних особливостей в р1зн1 пер1оди вегетацП.

Е3= (ехКгм +е2Кгм+...+е7Кгм7)/ЕКГм, (8)

до (¡1...пу- окрем1(м1сячн1) ероз1йн1 1ндекси з кв1тня по жов-тень, Кгм1-.-Кгм7- пом1сячн1 значения г1дрометеоролог1чного фактору ЗЛИВ0В01 ерозП, £КГМ - р1чн1 значения г1дрометеороло-Пчного параметру зливово! ерозП. Розраховаш значения еро-з1йного 1ндексу для кожних труп культур та деяких с1возм1н, що найб1льш часто використовуються у виробництв1 у р1зних, з точки зору внутр1р1чного розпод1лу Кгм. районам.

Отже, для розрахунку середньо! величини зливово! ерозП на зрошуваних землях Швденного Степу та Сухостепно1 зони Укра!-ни, виходячи з к1лькост1 та якост! наявно! 1Нформацп, рекомендуеться використовувати такий вираз:

-б _ т пэ р+1 р+1

Wз= [(2.6-10 •Кгм'Ез'ЗхО/иЕ'Ь'О'! - Ьл-1).(9)

1-1

3(9) I- загальна довжина схилу(м),Ь^- в1дстань в1д вершини схилу до нижньо1 частини сегменту(м), 1^-1- в1дстань в1д вершини до верхньо! частини сегменту(м), середнш ухил сегменту;?«.). р та п-параметри, що визначенх в робота ГЛ.Швеб-:а(1974). 1нии параметри модедЦЭ) визначен! вище.

- 29 -

Гл.5. Ерсшя грунту при поливах дощуванням

Як сказано вище, окр!м ерозп при природних опадах, на зро-уваних землях ГПвденного Степу та Сухостепно! зони Укра1нк озвиваються процеси змиву при експлуатацП поливно'1 техн1ки а елемент1в зрошувально! мереж1(маг1стральних 1 розпод1льчих анал!в, тамчасових зрошувач!в тощо) та беспосередньо при по-ивах.

Досл!дження енергетичних характеристик штучних допив головах дошувальних машин, що застосовуються в рег1он1- "Днхпро", фрегат", "Волжанка", ДДА-100 МА, показали, що !нтенсивн1сть :ад1в, крупн!сть крапель, а отже 1 питома потужшсть та енер-1я зростають по довжин1 трубопровод1в цих дошувальних машин. ; пов'язано з пад1нням тиску в трубопровод!, що приводить до )г!ршення розбризкування дощувальними апаратами. В ероз1йному ,дношенн1 найб1льш небезпечний дощ дае дошувальна машина [Н1про" 1 к1нцевий агрегат "Фрегату". В той же час, "Волжан-I" та значна частина "Фрегату" мають дощ з питомою потужнгстю 02-0.11 вт/м2.

3 точки зору ероз!йно! проблематики, ц!каво буде порхвняти риман! величини питомо'1 потужност1 та енергГ! штучних опад1в енергетичними характеристиками природних опад1в(таблиця 4). же анал!з показав, що т!льки при робот1 Лицевого апарату цувально'1 машини "Фрегат" та при полив1 ДДА-100 МА з1 стоя-< штучн! дошд моясуть бути пор1внян1 за сво1Ми енергетичними эаметрами з ероз1йнонебезпечними зливами.

На наш погляд, для обл1ку поливно! поверхнево-схилово! эз1! в умовах ГПвденного Степу та Сухостепово! зони Укра!ни шиво використовувати лог1ко-математичну модель ГЛ.Швебса. тпю! -мI ни п щ>пму пиилдку пппиаг структура г1дрометеоро ■!чно1 складово! ц!е! модел!. Нема необх!дност! в приблизно-

Таблиця 4

ПорНШЯМНН HHTOMO'i HO'ryJKHOCTi штучних опад1в р1зних дощувальних машин та природних опад1в(вт/м2)

Характеристики опад!в А Б Райони В Г Д

Природн1 опади:

забезпечен1сть

1% 2.07 2.19 3.00 1.27 1.27

5% 1.04 1.04 1.27 0.81 0.81

10% 0.75 0.81 0.75 0.63 0.63

20% 0.52 0.58 0.69 0.52 0.52

50% 0.29 0.35 0.46 0.35 0.35

Штучн1 опади:

"Дн1про" 0.11- -0.15

"Фрегат" 0.02- -0.74

"Волжанка" 0.08- -0.11

ДДА-100 МА 0.04- -1.07

му визначен1 питомо! потужност1 опад1в через 'ix 1нтенсивн1сть як це зроблено в роботах(Швебс Г.И. ,1974; Швебс Г.И. .Светличный A.A. .Черный С.Г.,1993). Питома потужн!сть опад!в розраха-вуеться досить точно за прямими спостереженнямии. В умовах по-верхневого змиву грунту при поливах дощуванням нема необх1д-HOCTi використовувати другу частину формули(б), 11 внесок у величину Кгм тепер не1стотний(Черный С.Г.,1991). А тому величина г1дрометеоролоПчного параметру математично! модел! еро-3i 1 при поливах дощуванням буде визначатися як

q

Кгм(п)-1<п2СЕ(1+0.003М1)(1-1зм) At], (10)

k-1

де кП2~ коеф1ц!енти пропори!йност1, Mi-питома погужн1сть опа-д!в(г см/с м2), i- !нтенсивн!сть опад!в(мм/хв), ! зм~ змивоут-ворююча 1нтенсивн!сть (мм/хв)., М- 1нтервал часу(хв). 0бл1ки показали, що найкраще значения &t>20 хв.. Якщо час поливу або останн!й 1нтервал At буде меншим 20 хв., то цей пром!жок часу треба вважати обл!ковим.

Для 1дентиф1кац!! модел! необх!дно пор1вняти фактичн1 значения Wn та обл!ков!. Т!льки таким чином можливо отримати кое-ф1ц!ент кП2. ЩО враховуе нев1дпов1дн!сть пропоновано! обл!ко-во! схеми д!йсност1. Процедура пор1вняння розрахункгв з даними по стокових д!лянках показала, що коеф1ц!ент кп дор!внюе 1.2-10"5. Враховуючи це, для обл1ку середнього багатор1чного змиву грунту при поливах дощуванням(Wn,т/га) на прямих схилах можливо використовувати таке р1вняння:

-5 Т Q n р

Wn =1.2-10 -iL -Z:[KrM(n)qfESqtV.ir-l-l. )/Т.Ш) t-lq-1

B(ll) Q- к1льк1сть полив!в за сезон, KrM(n)q. Esq- Пдрометео-ролог1чн1 умови поливно! ероз!! та ероз1йний 1ндекс с1льсько-господарсько! культури на момент q-ro поливу, Т- довжина nepi-оду часу, що контролюеться(роки).

0рган!зац1йн1 заходи щодо запоб1гання поверхнево-схилово! поливно! ероз!! повинн1 включати, в першу чергу, загальне прийняття головного принципу дощування- поливу без утворення калюж та стоку. Р1зними авторами(Абрамов A.M.,1985; Абрамов A.M. .Ильин II.И., Мирин Л.Г. ,19(31 та iinnl) низмичсио unptикиць

ПНИ ГШШ1 оноргятичник ПОКАЯНИЮ В лощу, В тому ЧИОЛ1 1 штучного, на здатн1сть грунту вбирати воду. Достокова к!нетична енерг!я опад!в(Ет) повинна залежати в1д комплексу грунтових та агротехн1чних умов. Вплив рослинност! на процес, шр розгляда-еться, легко врахуваги через показник А, який показуе вплив опад1в на грунт(а саме- на руйнування структури) 1 залежить В1Д плопц проективного вкриття поверхн1 грунту рослинн1стю. Проведен! польов! досл1дження на грунтах 1нгулецько1 арошу-вально! системи показали, що хснуе певний зв'язок м!ж добутком Ет-А, предполивною волог1стю грунту в шар! 0-50 см(И,2) га за-гальною поризн1стю(р%) в орному шар1.

Для практичного використання цих даних, можливо розрахувати достокову(ероз!йно-безпечну) поливну норму (те-) за р1внянням, яке враховуе найчршх можлив1 ф1зичн1 властивост! грунту:

Ше= [12/(Б-А)][1+1427.5 ехр(-0.71 -И)]. (12)

В (12) 5- показник, що залежить в1д д1аметру крапель штучного дощу та швидкост1 IX пад1ння.

Гл.6. Особлив ост 1 проектування та управдиння схи-ловими зрошуваними агроландшафтами

Зрошення суттево зм1нюе практично вс1 природн! компоненти схилових агроландшафт1в. 0дн1 з яких впливають на ероз1йну си-туац!ю опосередковано через фактори грунтоутворення, !нш! прямо- через ятсну зм1ну рослинност! або грунту. К1льк!сна зм1на п1д впливом зрошення параметр1в, як1 впливають на складов! не-р!вност1(2), що рекомеядуеться для протиероз!йного проектування,' приводиться саме в Шй глав!.

Враховуючи, що структура модел!(9) мае мультипл1кативний вигляд, то перемножения величин змхн кожного з параметр1в мо-

дел! може дати приблизь величини зм!ни п1д впливом зрошення обсяг1в зливово! ерозП при однакових умовах рельефу.

Розрахунки показали, що при шлих однакових умовах норма Кгм може збхльпштись за рахунок зрошення на 20-30 %. В той же час, для високо!нтенсивних злив волог1сть грунту мало впливае на величину Кгм.

Грунтозахисна ефекгивн1сть с!возм1н кардинально змхнюеться п!д впливом зрошення, що пов'язано з нел1м1тованим водним режимом. У зрошуваних с1возм1нах у пор!внянн1 з суход1льними широко впроваджуються пожнивн1 та поук1сн! пос1ви та в1дсутн1й чорний пар. Використовуючи ощ.нки грунтозахисно'1 ефективностг с1возм1н за допомогою ерозШого 1ндексу(Е3) для районов з ргзним внутр1р!чним розпод!лом Кгм- Встановлено, що для сухо-д1льних польових с!возм1н величина Е3 зм!нюеться в1д 0.31 до 0.40, грунтозахисних в д!апазон! 0.13-0.20. В той же час, польов1 зрошуваш с1возм!ни мають величину Е3 0.19-0.28, а кормов1 без просапних(ми '1х розглядаемо як зрошуванмй екв1ва-лент грунтозахисних)- 0.04- 0.07. Р1зке зб!льшення грунтоза-хисно! ефективност! зрошуваних с1возм1н досягаеться за рахунок саме поук1сних та пожнивних пос!в1в, як1 ефективно захшцають грунт 1з середини л1та. Саме на цей пер!од припадае значна частина ерозшнонебезпечних опадав( в!д 30 до 50 в1дсотк!в р!чно! к!лькост1). Отже, грунтозахисна ефективн1сть рослинного фактору в.умовах зрошення збьчысуеться для польових с1возм1н в 1.4-1.6 раз1в, а для кормових в 2.8-3.2. Друга величина в1дпо-з1дае приморським районам регЮну та Криму, де на другу половину л!та та першу половину осен1 припадав максимум ероз1йно-юбезпечних опад1в.

Паг.'шьна протиороз1 йка иКктншИеть урошолии для п1вдешшх юрнозем1в на схилах з польовими с1возм1нами коливаеться в ме-ах 1.8-3.3, з грунтозахисними- 3.6-6.6. Для темно-каштанових,

в1дпогндно, 1.3-1.7 та 2.7-3.1. Як 1 в швдсу я грунтои^«поною ефективн1стю с1возм!н, друга цифра в значнШ м1р! в1дпов1-дае умовам чорноморського та азовського узбер1жжя 1 степового Кршу, де досить висока частка зливових опадав припадав на другу половину л1та та ос1нь. Тобто р1зке зб1льшення протиеро-з1йно1 ст1йкост1 грунтов та грунтозахисно! ефективност1 рос-линност! на зрошуваних землях значно компенсуе збШшення г!д-рометеоролог!чного фактору ерозП за рахунок гростання стоку.

Сл1д Шдкреслити, що протиерозШа ефективн1сть зрошення може реал1зуватися т1лъки при безстокових поливах.

0бл1ки по(4) показали, що зрошення мае певний грунтоутворю-ючий та грунтов 1 дновлюючий ефект, який треба визначити лише як потенщйний при досить високому р!вн1 агротехтки. Цей ефект створюеться за рахунок збалыпення к1лькост1 рослинних решток, що поступать в грунт та зростанняы енергетичних витрат на грунтоутворения. Прибавка Д8 складае для п!вденних чорнозеы!в 0.1-1.4, для темно-каштанових- 0-1.6 т/га в залежност1 в1д экспоэицп схилу, ступеня змитост1 грунту та р1вня агротехн1ки.

Ефективн1сть зрошення як грунтов1дновлюючого прийому б1льш рельефно проявляеться на темно-каштанових грунтах, на п!в-денних чорноземах, що досить легко пояснюеться. В б1льш посуш-ливих районах за рахунок зрошення збШшуеться в1дносно суходолу величина енергетичних витрат на грунтоутворення, разом з цим зб1льшуються коеф1ц1енти гум1ф1кац11 1, як результат, швидк1сть накопичення гумусу та його перерозподыу по проф1лю, перетворення м!нерально"1 частини грунту, темп внутр1грунтового в;:в1трювання тощо. Природно, що в б1льш вологих п1вн1чних районах, цей ефект прояЕляеться слабше. Цей висновок стосуеться 1 51льщ вологих схил1в п1вн1чно1 експозицП.

1дентиф:кац1я нер1вност1(2) дозваяяе створювати на обл1ко-вих засадах схилов1 зрошуван! грунтозахисн1 агроландшафти.

Певним стимулом для впровадження таких агроландшафт1в е вияв-лена грунтозахисна та грунтоутворююча ефективн!сть зрошення. В той же час, сама по соб1 грунтозахистна та потенщйна грунтоутворююча ефективн!сть зрошення не л1кв!дуе 1снуючу р!зницю м!ж темпами грунтоутворення та ерозП, що спостер1гаеться в сучасних виробничих умовах в Швденному та Сухому Степу УкраЬ ни, особливо на схилах з великими похилами та при низькому р!вн1 агротехн1ки. Зв1дси вит!кае необх1дн1сть широкого впровадження грунтозахисних систем схилового зрошуваного земле-робства, яке включав, зг!дно 1снуючим рекомендащям для анало-г1чних суходШних систем, ц1лий комплекс пов'язаних м1ж собою орган1зац1йно- господарських, агротехн!чних, пдротехничних та л1сомелхоративних заход1в(Тарарико О.Г., Хондич 1.0., 1981; Швебс Г.И., 1985; Медведев В.В., Булыгин С.Ю., 1989; Тарарико А.Г..Вергунов В. А., 1992; Каштанов А.Н..Лисецкий Ф.Н..Швебс Г.И.,1994;). Зг1дно наведеним роботам впровадження систем грунтозахисного землеробства, в першу чергу, пов'язане з новою орган1зац!ею схилових агроландшафт1в на контурно-мел1оративних засадах.

Стосовно створення та впровадження контурно-мел!оративно'1 орган 1зацП територП на схилових зрошуваних землях е деяк1 застереження 1 осо0ливост1, як1 необхгдно враховувати при широкому впровадженн1. Це необх1дн1сть враховування виявленого грунтозахисного та грунтоутворюючого ефекту зрошення. Зм1ню-юеться ц1льова фунгаЦя контурно-мел!оративного землеробства та 1нтенсивн1сть анторопогенного управл1ння единим процесом "еро-з1я-грунтоутворення". Ця система в1д в1дносно пасивного регу-лювання процесу ерозП за рахунок перерозпод1лу поверхневого стоку переходить при зрошенн! до активного управлшш як еро-81сю, так 1 груптиутморспинм. На НУШ ноглнд, мижлиио шиМрко-ве, "х1рург1чне" зрошення середньо- та сильнозмитих грунт1в

земель при погашай "суход1лыЦй" орган1опц11 ториторП. При влровэдженн! зрошення на схилах, окр!м "звичайних" чинник!в ероз1йного руйнування грунту, з'являеться новий- зрошувальна вода. Застосування безстоково! технологи поливу та контурно- мелюративно! орган!защЛ територП не може гарантувати аб-солютне запоб1гання 1нтенсивно! поливно! ерозП. Повн1стю вра-хувати при орган! зацп територ!! поливну ероз1ю з цих причин практично неможливо. Але треба завжди це мати на уваз! ! при протиероз1йному проектуванн!, 1 при розробц1 елемент1в схило-во! агротехники, ¡снуюча дощувальна техн1ка створювалась вик-лючпо для полив1в плакорних д!лянок, як! мають велик1 розм1ри. 1снують чисто конструктивн! обмеження щодо !х впровадження на схилах. Застосування найб!льш економ1чно ефективно! широкозах-ватно! дощувально! техн1ки в контурно 0рган180ваних д1лянках, площа ! розм1ри яких визначен1 з агроландшафтних позиц1й, практично неможливе, бо 1х ширина в загальному випадку не пе-ревищуе 150-200 м, а середня набагато менша(Швебс Г. I. .Ковеза Г.П.,1985). Навряд чи мсекливо знайти компром!с за рахунок впровадження тимчасових стокорегулюючих елеыент1в- ваяк1в та наорних терас, бо вони унеможливлгають перем1щення дощувально! техники з одше! позиц!! на !ншу.

Виходячи з приведених особливостей та обмежень 1 з метою практично! реатизацП розробленно! методики оц1нки ероз!! та грунтоутворения, нами разом з Херсонським фШалом ¡нституту Землеустрою УААН був створений проект контурно-мел!оративно! орган гзацП досл!дно! зрошувано! Д1лянки в КСП "Рос!я" Б1ло-зерс?кого району Херсонсько! область Ми вважаемо, що найопти-маяьншим вар!антом проекту може бути використання !снуючо! тимчасово! зрошувально! мереж! для дощувальних машин ДЦА-100 МА в якост1 г1дротехн1чних споруд для регулювання поверхневого стоку природних вод. Як показали розрахунки-, один л1н!йний к1-

лометр зрошувач1Б, при розташуванн! '¡х на схшй зг1дно технолог!! поливу через 110 м, мохе затримати 9091 м3 стоку. Ця величина в!дпов!дае 6-11 % забезпеченностх поверхневого зливово-го стоку, та 0.5-2 % забезпеченност! стоку при таненн! сн1гу в умовах Швденного та Сухого Степу УкраТни. Що стосуеться, описано! вице д1лянки, го ц1 величини, В1ДП0В1ДН0, складають 10 та 0.7 в1дсотк!в. Якщо спиратися на 1снуюч1 рекомендацП щодо протиероз1йно! орган!зацП гериторП в УкраШ, то для водо-затримуючих споруд саме величина в 10 % забезпеченност! поверхневого стоку е нормативною.

Сл1д в1дзначити, що використання в якост! протиероз!йних г1дротехн1чних споруд розташованих по горизонталях тимчасових зрошувач1в, а отже, застосування для полив1в ДДА-100 МА дозволяв виршити одночасно к1лька проблем, як1 пов'язан1 з! зро-шенням схил1в при контурно-мел1оративн!й орган 1зацП терито-рП. По-перше, дощувальний агрегат ДДА-100 МА завдяки висок1й маневровост! можна використовувати зггдно його технхчних даних на схилах до 5 градусов. По-друге, при поливах з1 стоком або 1ри авар1ях, що приводить до переливу води 31 зрошувач1в, ниж-11 по схилу зрошувач1 зможуть затримати значну к!льк1сть сто-су, що не приведе до значно! поливно! ероз11 за межами зрошу-шо'1 на цей час д1лянки. По-трете, одночасне використання ¡рошувач!в як г1дротехн!чно1 споруди 1 як емкост1 для зрошен-:я сприяе рациональному використанню земл!- коеф!ц!ент земель-ого використання складае 0.96. По-четверте, !ниш проекг!в онтурно-мел1оративного облаштування зрошувано! територП, на аль, ще не хснуе, тому в1дсутн! еталони для порхвняння, але пр!ор1 очевидно, що це найб1льш малокоштовний вариант, що при ьогодц]шн,1й окономИн1й скрут1 е актуаяьним.

00л1ковою основою проектування е величина /М, що е р1зницею [х середн1ми багатор!чними темпами грунтоутворення та ерозП:

Д2- 63- (13)

де 6Э- швидк1сть грунтоутворення,(т/га), а Wз- середня багато-р!чна величина зливово! ерозП(т/га). Тобго, в розрахунках 1г-норувться ероз1я при поливах та при таненн! сн1гу. Цей показ-ник досить легко картуеться 1 може бути основою для вид!лення однотипних агроландшафтних контур1в. У вих1дному становищ! на вс1й плопц д1лянки що е показником нерац1онального ви-

користання грунту. Впровадження безстокового зрошення на щй д1лянц1 приводить до суттево! зм!ни сп!вв!дношення темпхв ерозП та грунтоутворення. На вс1й площ! д!лянки, за винятком прибалочно! смуги(де Дг приблизно дор!внюе 0), темпи грунтоутворення б!льш1 н1ж швидк!сть ерозП (&£ > 0). Кардинальна зм1на ероз1йно1 ситуацН можлива при впровадженн1 контурно! орган!-зацП територП на визначених вище засадах. На вс1й д1лянц1 стае додатшм баланс грунту(Дг =0.7-1.6 т/га). Причому най-биьип темпи "чистого" грунтоутворення спостер!гаються саме в тих частинах схилу де найб1льш змит1 грунти, що дозволяв стверджувати про грунтов1дновлення на ц1й д1лянц! схилу.

Сп1вв1дношення величин ерозП та грунтоутворення(2) е унЬ версальним критер1ем при процедурах прийняття р1шень при поточному управляй! схиловими зрошуваними агроландшафтами. Кллъклсне визначення ерозП та грунтоутворення застосовувалося при створенн1 ряду задач в рамках автоматизовано! сисгеми п!дтримки ршень агронома, зокрема в визначенн1 оптимально! структури посХвних площ, с1возм1Н, агротехничних протиероз!й-них заход1в, розподыу добрив тощо.

- 39 -Висновки:

. Анал1з арх1вних даних показав, що одним з головних деграда-1йних процес1в на зрошуваних землях УкраЗни е процеси ерозП. розхйнонебезпечн1 земл! становлять 20.1 % в1д площ! вс1х зро-уваних земель. Для Швденного Степу та Сухостепово'! зони пло-а ерозШонебезпечних земель складае 5.2 % (72.0 тис. га). айб1льш високий в!дсоток схилових зрошуваних земель у рег1он1 арактерний для ОдеськоТ, Дн1пропетровсько'1 областей та Рес-убл1ки Крим.

2. Для зрошуваних схилових агролавдшафт1в обл1ковою основою ри проектуванн1 окремих грунгозахисних заход1в, конструюванн! гроландшафт!в, у тому числ! на контурно-мел1оративних заса-зх е нер1вн1сть:

6 - (V/ + адавг) > О,

; й та V- швидк!сть грунтоутворения та 1ригац3.йно! еро-1Нт/га), Wdef- втрати грунту з дефляц1ею(т/га).

3.1ригац1йний етап розвитку схилових агроландшафт!в треба )зглядати як як1сне нове явище. В умовах зрошуваного земле-збства Швденного Степу та Сухостепово! зони Украгни вперше в юцес! розвитку в1дбуваеться докор1нна зм!на ктпматичного змпоненту грунтоутворення. А саме, р1зко зб!льшуеться зволо-!ння за; рахунок зрошення, перебудовуеться тепловий релсим )унт.1в, зростав к1льк1сть цикл 1 в "зволоження"-"висихання". юстають обсяги та як1сть органхчно! речовини,. яка щор1чно гступае в грунт. Результатом цього е значна трансформац!я го->вних елемеитарних грунтоутворюючих процес1в, що приводить до 'ретворення твердо'! фази грунту та гумусного стану. Загальним зультатом цього е зм!на кор!нних, з точки зору ерозглно!

проблематики, парамотр1в грунту- протисрозШю! ст!икает1 грунту та швидкосг! утворення гумусного(Н+Нр) горизонту.

4. Поняття "допустим! норми ерозП" повинно бути адекватним швидкост1 утворення гумусного горизонту в сучасних виробничих умовах. Цей процес галежить в1д к!лькост! та якост1 орган1чно! речовини, що поступав в грунт, вюадно! потужпост! гумусного шару та енергетичних витрат на грунтоутворення, яга., в свою чергу, залежать вхд кглькост! опадав та рад!ад!йного балансу. Останн!, окр!м географ1чного положения, е ще ! функц1ею.експо-зицН, довжини, та крутизни схилу. Створена на цих засадах ма-тематична модель грунтоутворення схилових зрошуваних грунт1в е функщею саме цих фактор!в ! може застосовуватися для обл1ку допустимих норм ероз!!.

5.Розроблена методика картування гидрометеоролог!чного параметру зливово! ероз!! з лог!ко-математично! модел1 ероз!! Г.1.Швебса(1974) з урахуванням б!льш високо! вологост1 зрошуваних грунтов. Картування показуе аначну нер!вном!рн1сть в те-ритор!альному розподШ цього показника. Най01льш зливонебез-печними районами е височинн! райони Под1льсько1, Придн!провсь-ко!, Приазовсько! та Тарханкутсько! височин та предг1р'я Кри-му.Найменш- приморськ! райони. 3 точки зору внутр!р!чного роз-под!лу Кгм. найб!льш зливонебезпечними е л1тн1 м!сяц!.Але в приморських районах та в степовому Криму значна частика най-б1льш ерозхйнонебезпечних злив випадае в серпн! та ос1нн1 М1-

СЯЦ1.

6. Визначення методом штучного дощування протиероз1йно! ст!йкост! показало, що за рахунок рхзкого зниження мутност! стоку, цей показник на зрошуваних грунтах р1зко зб!лыиився. Тобто, зрошуван! грунти мають б!льшу зд!бн!сть щодо протисто-яння руйн1вн!й дИ водного потоку та падаючих крапель дощу. Це пояснюеться покращенням м!кроагрегатного стану зрошуваних

грунтов за рахунок зб1льшення цемент!в м!кроб1олог1чного(в першу чергу, бактер!ального) походження та зростання рол1 коа-гуляцП елементарних грунтових часток без присутност1 органично! речовини по причин! зб!льшення к!лькост! циклов у зрошува-них грунтах цикл!в "зволоження-висихання".

7. Визначення енергетичних характеристик дощу головних ти-п!в дощувальних машин показуе, що питома потужнхсть штучних опад!в менша питомо! потужност! р1дкозабезпечених ероз1йноне-безпечних злив. При орган !зацП безстокових полив!в ероз!йно-безпечна поливна норма залежить в1д енергетичних характеристик дощу, ф!зичних характеристик грунту та стану рослинност1 на момент поливу.

8. Величина середньо! поливно! ерози при дощуванн! е функ-ц1ею г!дрометеоролог1чних умов, протиероз!йно! ст!йкост1 грунту, грунтозахисно! ефективност! рослинност1, параметр1в рельефу, а тому найб1льш рац1ональним для встановлення к1льк1сних залежностей по обл1ку величини поверхневого змиву е викорис-тання лог1ко-математично! модел1 ероз1! ГЛ.Швебса (1974) в модифгкованому вар!ант1.

9. Загальний к!льк1сний анал!з фактор1в ероз1! зливовими опадами та обл1ки за модиф!кованим вар1антом логхко-математич-но! модел1 показуе, що при орган1зац1! безстокового поливу, зрошувапьна мел1орац1я е ефективним грунтозахисним заходом. Заяежно в1д грунтових умов, с1возм1к та внутр1р1чного розпод1-лу г1дрометеоролог!чних умов ероз1! зменшення поверхневого змиву при випаданн! зливових опад!в за рахунок зрошення коли-ваеться в межах 1.3-6.6 раз.

10. Грунтозахисна та можлива грунтоутворююча ефективн1сть зрошення найб!льш ефективно може проявитися при контурно-мел1-оративному устрою схилових агроландшафт!в. Одним 1з вар1ант!в такого облаштування е розташування по горизонталях тимчасових

зрошувач1в для полипу дощугшьними агрогатами ДДЛ-100 МЛ. Об-л1ки показутоть, що в Швденному га Сухому Степу при такай орган 1зацП територП зрошувач! можуть затримати зливовий ст!к 6-11% забезпеченност1, а весняний ст1к- 0.5-2 %. 0бл1ки сп1в-вхдношення середн1х багатор1чних темп1в грунтоутворення та ерозП для умов дослано"! д1лянки показали, що саме при так1й органазацП територП можливо досить легко досягти додатнього балансу грунту.

ПропозицП виробництву та проектним орган1зад1ям

Пропонуеться повн1стю формайзований алгоритм проектування окремих протиерозШих комплексе (у тому числ!, 1 агротехн1ч-них) та схилових зрошуваних агроландшафт1в.

Зокрема пропонуються:

а)математична модель швидкост1 грунтоутворення для схилових еродованих земль та'допустим! норми ерозП, ш,о розрахован! на 11 основ1.

б)математична модель зливово! ерозП для зрошуваних земель з повн1стю 1дентиф1кованими умовам зрошення г1дрометеорологхч-ним(Кгм), грунтовим та рослинним параметром. Таблично-граф1Ч-ний алгоритм розрахунку обсяг1в зливово! ерозП включае карту середньо! багатор1чно! величини г!дрометеоролог1чного параметру та його р1дкозабезпечен1 значения, внутр!р!чний розпод1л Кгм, величини протиероз1йно! ст1йкост1 грунту для головних зрошувальних систем регз.ону та параметри протиероз!йно! ефек-тивност1 рослинностП

в)математична модель ерозП при поливах дощуванням. Таблич-но-граф1чний алгоритм розрахунку величини поливно! ерозП включае визначен! величини г1дрометеоролог1чного параметру ерозП для р1зних дощувальних машин.

г)Математичну модель визначення ероз1йно-безпечно! поливно!

юрми.

Список po6iT, опубликования за темою дисертацП:

Монография:

Схилов! зрошуван! агроландшафти: ероз!я, грунтоутворення, эащональне використання.-Херсон: Борисфен, 1996. 171 с.

Статт!:

К вопросу орошения склоновых земель// Комплекс первоочередно? и перспективных научных и практических задач по мелиоративным мероприятиям на юге Украины. -Херсон, 1986.С.145-147 (у лпвавторств1 з ГЛ.Швебсом та 0.0.Св1тличним).

Почвозащитная эффективность плоскорезной обработки почв на эрошаемых землях юга Украины// Материалы конференции молодых /ченых.Университет Дружбы народов. Деп. во ВНИИТЭИагропром 21. 10.1986. N 440/6 ВС-86,- 2 с.

Залита почв от поливной эрозии// Информационный листок Укр-Ш.Херсонский ЦНТЙЭ, N87-020, Херсон. 1987- 2 с. (В спхвав-ropcTBi з В. I .Остановим та Ю.М.Черноостровцем).

Противоэрозионная стойкость почв юга Украины и ее изменение тод влиянием орошения//Почвоведение.-1988.-М1.-С.94-100 (в :п1вавторств1 з ГЛ.Швебсом та 0.0.Св1тличним).

Erosion-resistance properties of soils of the Ukraine South arid their changes to irrigation// Soviet soll sei.- 1988.-/.4(в cniBaBTopcTBi з ГЛ.Швебсом та 0.0.Св1тличним).

Оценка поверхностно-склоновой эрозии при поливе дождеванием// Земледелие.-1990.-N10.-С.72-73.

■ Автоматизированная система контроля и управления гумусовым зостоянием почв эрозионноопасных территорий.//Информационный чисток УкрНТИ. Херсонский ЦНТЭИ, N54.-Херсон, 1992.-4 с. (в :.п1ваьторс.тп1 з Ф.М.Лисецьким).

Пакет прикладных программ УНИИОЗ для орошаемого земледелиям/Информационный листок УкрНТИ. Херсонский ЦНТЭИ,-Херсон,

1992.-2 с. (В ciiinaDTOpcTui а С.К.М1хесвим, К.С.Лиа>горивим тг 1ншими).

Гидрометеорологические условия ливневой эрозии почв// Деп. 24.02.1992 в УкрНИИНТЭИ, N261-yK93.-15 с.(в спiВДВторствi £ Г. ЬШвебсом та 0.0.Св1тличним).

Программный комплекс для персонального компьютера по распределению посевов в "динамических" севоборотах// Информационный листок УкрНТИ. Херсонский ЦНТЭИ -Херсон, 1992.-2 с.

Про методику щор1чного розм!щення с!льськогосподарських культур// В1сник аграрно'! HayKH.-1993.-N3.-C.34-35.

Количественная оценка величины ливневого поверхностного смыва почвы на орошаемых землях юга УССР// Мелиорация и водное хозяйство.- 1993.-N1.-С.30-31.

Почвозащитная и почвовосстанавливающая эффективность оросительной мелиорации// В1сник аграрно! науки.- 1993.- N11.-С. 15-19(в спiвавторствi з Ф.М.Лисецьким)

Баланс гумусу як критер!й оптим1зацП сп1вв1дношення пос1в-них плац у госнадаретМ// Агрох1м1я 1 грунтознавство,- 1993.-Вип.5б.-С.89-91.

К вопросу оценки допустимых эрозионных потерь почвы на склонах Степи Украины// Агрох1м1я 1 грунтознавство.- 1994.-Вип.57.- С.89-91.

Ф1зичн1 вдастивост1 схилових зрошуваних грунтов ¡нгулецько! зрошувально! системи// Зрошуване землеробство.- 1995.- Вип.38-С.15-18(в сп!вавторствi з Ф.М.Лисецьким).

Конструирование эрозионнобезопасных агроландшафтов в степной зоне Украины//Земледелие.-1995.-Ш.-С.4-6.

The quantitative evaluation of the amount of the shower soil erosion on the irrigated soils in the southern Ukraine// Collection of Papers by Ukrainian Membres of ESSR.- 1995,- N2. -P. 37-42.

Зависимость противоэрозионной стойкости орошаемых почв от

: свойств// Материалы международной конференции"Эрозия почв и зрьба с ней".Кишинев.1995.- С.77-78.

Кинетическая энергия осадков дождевальных машин как крите->1й качества полива склоновых земель// Материалы международной знференции "Украина в св!тових земельних, продовольчих i кор-звих ресурсах i еканом!чних в1дносинах". Винниця. 1995.-152 с.

Evaluation of rainstorm probabillties for construction of rosion prévention measures for ukrainien soils// E.S.S.C.. 1996.-N 2.-Р.7-12(в cniBaBTopcTBi з С.Ю.Булиггним та M.M.Ko-овою).

Особенности почвообразования в склоновых орошаемых почвах ухой и Засушливой Степи Украины//Деп. в ГНТБ Украины 4.09.96. - N1113.-УК 96.-47 с.

Гидрометеорологические условия ливневой эрозии почв на оро-:аемых землях юга Украины- оценка и картирование// В1сник аг->арно! науки.-1996.-N 11.-С.54-58.

Оц1нка ерозшнобезпечно! поливно! норми для умов 1нгулець-:oï зрошувально! системи// Зрошуване землеробство,- 1996.-¡ип.41.- С. 41-43(в cniBaBTopcTBi з П.В.Мацко).

Внутр1р1чна динамжа протиероз1йно! ctîhkoctï зрошуваних 'pyHTiB Швдня Укра'1 ни// Тавр1йський науковий в!сник. - 1996.-¡ип.1.- 4.4.- С.696-697.

Методичн! рекомендацП :

Рекомендац1!(нормативи) по проектуванню грунтозахисних контурно- мелiopaTHBHHX систем землеустрою в умовах зд1йснення зе-<ельно! реформи. Ки)'в, УААН. 1996, 178 ' с. (В сп!вавторств1 з Т.Я.Новаковським, А.Г.Тарарико, Н.Г.Михайлюченко та 1ншими).

Методика щор1чного розпод1лу пос1вних площ в ерозшнонебез-1ечних районах та алгоритм П реал1зацп в автоматизован1й :истем1 Шдтримки pimeHb агронома//Еколог!я i сыьськогоспо-'lapci.Kc ипробиицтпо.-КиЧп. 1992. С.93-96.

Методика оценки эрозионно-допустимой поливной нормы для ус-

ловий Южной Степи Украины// Материалы конференции "Оросительные мелиорации -развитие, эффективность и проблемы".Херсон, 1993. С.233.

Методика ощнки допустимих норм ерозИ на зрошуваних землях Степу Укра!ни// ArpoxiMlH 1 грунтознавство.-1996.-Вип. 59.-С. 56-59.

Авторськ! св1доцтва:

A.C. 1797761. Способ возделывания сельскохозяйственных культур в севообороте на склонах. Заявка N4919443, зарегистрировано 8 октября 1991 г.(в cniBaBTopcTBi з Г.1.Швебсом та О.О.Св1тличним).

Тези:

Проектирование природао-технических систем орошаемого земледелия в условиях проявления ирригационной эрозии//Тезисы конференции "Природная среда и территориальная организация хозяйств в районах агропромышленного производства".-Кишинев, 1982. С.231-232 (в сл1вавторств1 в Г.I.Швебсом та 0.0.Св1тлич-ним).

Некоторые особенности проявления ирригационной эрозии почв //Тезиси докладов Всесоюзной школы молодых ученых и специалистов "Актуальные проблемы повышения эффективности орошаемых земель". -Херсон, 1985. С.23-24.

Обоснование противоэрозионных мероприятий на орошаемых землях при ливневой эрозии// Тезисы конференции "Мелиорация Не-черноземя".-Ленинград, 1986. С.93-94.

Оценка гидрометеорологических условий ливневой эрозии на орошаемых землях юга Украины// Тезисы конференции "Вклад молодых ученых в интенсификацию производства".- Харьков, 1986. С.123.

Оценка поверхностного смива почвы при поливах дождеванием// Тезисы конференции "Творчество молодых ученых и специаяистов-ускорению научно-технического прогресса".-Херсон,1987.С.124.

Противоэрозионная эффективность и продуктивность поукосных

пожнивных посевов в орошаемых севооборотах// Тезисы 5-ой есоюзной школы молодых ученых по проблемам кукурузы, Днепро-тровск, 1987, С.234.(в сшвавторствх з О.М.1с1чко) Энергетические характеристики осадков дождевальных ма-н//Тезисы докладов конференции "Повышение роли молодых и ециалистов в ускорении научно-технического прогресса".- Хер-3, 1990. С.216.

Деяк! ф!зичн1 та ф1зико-ххм!чн1 властивост1 схилових зрошу-тех грунт1в// Тези IV делегатського з'!зду укра'1'нських грун-знавщв 1 arpoxiMiKiB. Секц1я грунтознавства та мел1орацП. зсон, 1994, С.137-138(в cniBaBTopcTi з Ф.М.Лисецьким).

Аннотация

Черный С.Г.Теоретические и прикладные основы рационального юльзования почв склоновых орошаемых агроландшафтов Южной и :ой Степи Украины.Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора сельськохо-ютвенных наук по специальности Об.ОО.ОЗ.-агропочвоведение и юфизика. Национальный аграрный университет, Киев, 1997. Защищается рукопись диссертации, в которой рассмотрены воп-ы количественной оценки ливневой эрозии и эрозии при полидождеванием, скорости почвообразования в орошаемых склоно-агроландшафтах Южной и Сухой Степи Украины. Установлено, количественное соотношение темпов эрозии и почвообразова-является основным критерием почвозащитного устройства энового орошаемого агроландшафта. Проведена идентификация лко-математической модели ливневой эрозии орошаемым услови-Установлено территориальное и внутригодовое распределение эометеорологического параметра ливневой ерозии, определена гивозрозионная стойкость орошаемых почв. Разработана мате-гаеская модель эрозии при поливе дождеванием и математичес-модоль догтоконой полипной нормы. Вияплена ироттторо;пнт ефективность безстсжовой оросительной мелиорации. Приведен <ер почвозащитного устройства склонового орошаемого arpo-

ландшафта.

Sammary

Cherny S.6. Theoretical and applied principles of rational use of slope irrigated agrolandscapes of South and Droughty Steppes of Ukraine. Typescript.

A thesis for a degree of a doctor of agricultural sciences on speciality - agrosoil science and agrophisics. National agrarian University, Kiev, 1997.

The typescript of the thesis is being defended, in which the quistions of quantitative appreciation of water erosion and erosion on watering by irrigation, the speed of soil formation in irrigated slope agrolandscapes of South and Droughty Steppes of Ukraine, have been examined. We have, established that quantitative correlation of the rate erosion and soil formation is the basic criterion of a soil protections device of of a slope irrigated agrolandscape. Identification of a logical-mathematical model of water erosion to irrigated conditions has been carreied out. Theoretical and intraanual distribution of hydrometeorological parameter of water erosion has been established, antierosional endurance of irrigated soils has been determined. Mathematical model of before sewage watering norm have been worked out. Antierosional effectiveness of sewageless irrigatiry meliosa-tion has been revealed an example of the soil protections device of the slope irrigatad agrolandscape has been given.

Климов! слова: грунтоутворення, ерозхя, математична модель, зрошувальна мел1оращя, г1дрометеоролог!чн1 умови ерозП, про-тиерозгйна ст1йк1сть грунту, енергетичн1 характеристики дошу, грунтозахисне конструювання агроландшафтхв.