Регулирование водного режима почв и агроландшафтов

Большая часть почв в стране нуждается в специальных мерах то ли адаптивных, то ли мелиоративных в регулировании водного режима почв в условиях избыточного или недостаточного увлажнения.

Преодоление избыточного увлажнения. Переувлажнение проявляется практически повсеместно в таежно-лесной зоне. Весеннее и летне-осеннее переувлажнение во многих почвах довольно продолжительно, часто достаточно, чтобы вызвать вымокание и гибель не только очень чувствительных к переувлажнению озимых зерновых, но и других культур. Ф.Р.Зайдельманом разработан эколого-гидрологический принцип оценки целесообразности осушения почв, основанный на анализе водного режима почв в годы разного увлажнения и продуктивности культур. Рациональный подбор культур позволяет получить наибольший экологический эффект при минимальных вложениях.

По мере усиления заболоченности почв применяется выборочный или сплошной дренаж. В отличие от легких почв, на которых осушение достигается понижением уровня грунтовых вод дренажем, на тяжелых почвах требуется сложная система мероприятий, которая должна не только понизить уровень верховодки в глубоких слоях, но и устранить избыток воды в пахотном горизонте и верхней части профиля.

Для оптимизации водного режима территории перспективен ландшафтный подход к регулированию поверхностного стока. В данной связи на склонах целесообразно проведение глубокой осенней обработки почвы с целью уменьшения стока, а на почвах, склонных к переувлажнению для усиления стока эффективна замена зяблевой обработки почвы весновспашкой. Такая замена сокращает сроки созревания почвы для обработки, улучшает условия работы сельскохозяйственной техники, увеличивает несущую способность почв. Последнее обстоятельство чрезвычайно важно, ибо продолжительность неблагоприятной влажности почв для работы тяжелой колесной техники в период весенних работ может быть довольно большой. Как известно, нарушение условий для работы техники происходит при влажности почвы равной или больше 0,75 полной влагоемкости. Эта величина для тяжелых дерново-подзолистых почв соответствует предельной полевой влагоемкости, когда почва не отдает воду ни в дренаж, ни на сток. Складывается ситуация, когда техника стоит, а избыток влаги нельзя убрать. Выход из положения в подобных условиях лишь в одном – в изменении системы машин, в уменьшении их давления на почву, в замене тяжелой колесной техники машинами на гусеничном ходу, применении тракторов со сдвоенными колесами. При этом предельное давление движителей на почву не должно превышать 60-80 кПа.

Несмотря на то, что территория таежно-лесной зоны в многолетнем цикле характеризуется избыточным увлажнением, в течение года и вегетационного периода сельскохозяйственные растения в средние и особенно засушливые годы могут испытывать недостаточное увлажнение. Поэтому в Нечерноземье часто оправданным оказывается полив овощных плантаций, пастбищ, садов, многих кормовых культур, особенно на легких по гранулометрическому составу почвах. На мощных флювиогляциальных песках и супесях при залегании грунтовых вод глубже 3 м растениям не хватает влаги не только в сухие и средние по увлажнению годы, но и на протяжении всего вегетационного периода влажных лет.

Учитывая, что в этой зоне не часто наблюдаются длительные периоды устойчивого и глубокого иссушения и они нередко перемежаются с дождями и ливнями, вегетационные поливы крупными поливными нормами (кроме садовых деревьев) могут быть весьма опасными. В сочетании с непредвиденными осадками они могут приводить к переувлажнению почв и развитию глеевых процессов. Поэтому более оправданными в Нечерноземье оказываются частые поливы небольшими нормами в объеме суточных дефицитов влаги.

Накопление и сохранение влаги в засушливых условиях. В засушливых районах, особенно в степной и сухостепной зонах практически все элементы земледелия должны быть оптимизированы по условиям накопления, сохранения и рационального использования влаги. Исходные условия – выбор рациональных севооборотов с определенной долей чистого пара и применение почвозащитных систем обработки почвы с оставлением на поверхности пожнивных остатков и желательно всей соломы. Очень важное значение имеют борьба с сорной растительностью, удобрения, система ухода за чистым паром, маневрирование сроками посева в соответствии с динамикой влагообеспеченности почв и вероятностью выпадения осадков, нормы высева семян.

В числе специальных мероприятий по накоплению влаги важнейшее – снегозадержание. Помимо дополнительного влагонакопления, создание достаточно мощного снежного покрова служит надежной защитой озимых культур и многолетних трав от вымерзания. Благодаря уменьшению глубины промерзания уменьшается сток и смыв почвы. Повышение эффективности использования зимних осадков – крупный резерв земледелия. Например, в Заволжье средние потери снега на зяби из-за сноса снега в гидрографическую сеть составляют 30-40%. Сдувание снега в зависимости от его состояния начинается при скорости ветра более 4-10 м/сек, что в степных районах обычное явление. Поэтому для задержания снега необходимо оставление стерни и создание кулис из высокостебельных растений (горчицы, подсолнечника и др.), применение снегопахов для наращивания мощности снежного покрова.

Известную роль в регулировании микроклимата и соответственно водного режима почв играют полезащитные лесные полосы, снижающие скорость ветра и соответственно интенсивность испарения влаги, способствующие задержанию снега. При этом однако требуется точная система их организации (конструкция лесополос, расстояние между ними, обоснованный выбор пород деревьев).

Влагообеспеченность почв, особенно в сложных ландшафтах, в большой мере связана с интенсивностью поверхностного стока. Наибольший сток наблюдается при сильном промерзании влажной с осени почвы и отсутствии мероприятий по задержанию талых вод. К числу мероприятий, обеспечивающих ослабление и устранение стока талых вод, относят оставление стерни, мульчирование поверхности почвы соломой, механическую обработку почвы, контурную организацию территории, полосное размещение культур и чистых паров и др.

Увеличение запаса влаги в почве за счет талых вод зависит от скорости их впитывания. На хорошо проницаемых почвах, если они уходят в зиму в непереувлажненном состоянии, впитывание талых вод протекает быстро. Если же осень сырая и поверхностный слой переувлажнен, то при замерзании он превращается в сплошной монолит, который оттаивает медленно и является сильным препятствием для впитывания талых вод. Поэтому при влажной осени целесообразна обработка почвы на склонах чизелями, после которой сплошного замерзания не происходит и улучшается инфильтрация талых вод. На многолетних травах для этой цели весьма эффективна нарезка щелей на такую глубину, чтобы в период таяния снега дно щели находилось в уже оттаявшей почве.

Весьма полезен прием так называемого “вертикального мульчирования”, при котором осенью нарезают щели до глубины замерзания почвы и заполняют их жгутами из соломы. По этим щелям талые воды поступают вглубь почвы. Выполнение приема возможно на полях с большим количеством послеуборочных остатков.