Полезащитные насаждения

ВВЕДЕНИЕ

В Казахстане под воздействием интенсивного освоения природных ресурсов и возросших антропогенных нагрузок сложилась напряжённая обстановка, усилились процессы опустынивания территорий, деградация земель, растительного и животного мира, истощения водных ресурсов.

Проблема охраны окружающей среды приобретает в настоящее время исключительную актуальность, становится одной из важнейших государственных задач, от решения которой зависит благосостояние не только нынешнего, но и будущих поколений.

Особое место в ней занимает охрана, рациональное использование, воспроизводство лесных ресурсов и лесоразведение с целью повышения лесистости территории республики.

Общий лесной фонд республики на 1.01.1993 года составляет 24,5 млн. га, в том числе покрытая лесом – 9,7 млн. га. По данным Казгипролесхоза лесистость территории республики за последние 30 лет неуклонно повышается: в 1965 году она составляла 2,95%, в 1978 г – 3,31%, в 1993 г – 3,70%. Увеличение покрытых лесом земель происходит в основном за счёт создания искусственных лесонасаждений на территории Гослесфонда, а также за счёт защитных насаждений на нелесных землях.

Только за период с 1960 по 1990 гг. на землях сельскохозяйственных предприятий республики посажено 218,3 тыс. га защитных лесных насаждений, в том числе 95,3 тыс. га полезащитных лесных полос, 80,8 тыс. га защитных насаждений на неудобных землях и 42,2 тыс. га пастбищных лесонасаждений.

Следует отметить, что на эффективность работ по защитному лесоразведению сказывались такие негативные явления, как несвоевременное выделение земель под посадки, отказ сельскохозяйственных предприятий от создания защитных насаждений, отсутствие средств на проведение этих работ.

Казахским НИИ лесного хозяйства и агролесомелиорации на основе анализа лесокультурного и лесомелиоративного фондов, исходя из природных, экономических условий и современного состояния земель, установлены Нормативы лесистости территории республики и её областей. В целом по Казахстану общая (оптимальная) лесистость определена в размере 5,1%, в том числе нормативная лесистость сельскохозяйственных угодий – северных и западных областей – 2,7- 4,3%; на богаре юга и юго-востока – 3,6%; на орошаемых землях – 1,5-2,0%.

При этом, основное увеличение лесистости предусматривается за счёт лесомелиорации земель сельскохозяйственного пользования – создания полезащитных лесных полос, защитных лесонасаждений на пастбищных землях, облесения неудобных земель.

Для выполнения этой задачи в республике необходимо иметь 3,0 млн. га защитных лесонасаждений различного назначения, в том числе 1,2 млн. га полезащитных лесных полос, 1,4 млн. га пастбищезащитных насаждений и 0,4 млн. га противоэрозионных насаждений на неудобных землях.

Реализация этих мероприятий будет способствовать признанию социально-экономического и экологического значения лесов, наращиванию лесосырьевого и природоохранного потенциала лесного фонда, восстановлению пострадавших от опустынивания регионов республики, а следовательно, и стабилизации природной обстановки в целом по Казахстану.

 

1 Виды лесомелиоративных насаждений

 

Лесомелиоративные насаждения, особенно в комплексе с другими мерами, хорошо защищают почву от эрозии, повышают влажность полей, ослабляют вредное влияние засух, суховеев и пыльных бурь. Урожайность сельскохозяйственных культур и валовый сбор зерна и других продуктов на полях, защищённых лесными полосами выше, чем на открытых, не только в годы засух, но и в благоприятные годы. Кроме того, лесомелиоративные насаждения надёжно защищают сельскохозяйственные территории от разрушения смывом и размывом.

Очень важное значение имеет выращивание лесных насаждений по берегам рек, озёр, водоёмов, вокруг балок и оврагов, вдоль железнодорожных и шоссейных дорог для защиты их от заносов снегом и песком, а также создание лесных насаждений для закрепления и хозяйственного освоения песчаных массивов.

Использование леса в качестве средства мелиорации основано на его естественных свойствах. Он уменьшает скорость ветра, почвы под лесом быстрее впитывают воду атмосферных осадков, в результате чего не образуется поверхностного стока воды. Эти свойства леса распространяются не только на непосредственно занятую площадь, но и на прилегающую территорию.

Лесомелиоративные мероприятия по защите почвы от ветровой и водной эрозии и улучшению микроклимата предусматривают создание высокоэффективных систем контурно-мелиоративных насаждений водосборных площадей, целесообразно размещённых по территории землепользования с учётом рельефа местности и состояния почвенного покрова. Эта система включает следующие виды защитных лесонасаждений:

 

а)  полезащитные лесные полосы шириной 9-12 м; их размещают на пашне в условиях равнины и на водоразделах для защиты полей от вредного действия суховеев, метелей и ветровой эрозии;

б) водорегулирующие лесные полосы шириной до 15 м; их размещают на пахотных склонах для регулирования поверхностного стока, уменьшения водной эрозии почвы, улучшения микроклимата полей;

в)  прибалочные и приовражные лесные полосы шириной 15-21 м вдоль балок и оврагов и овражно-балочные лесные насаждения внутри балок и оврагов для регулирования поверхностного стока воды, прекращения водной эрозии, хозяйственного использования непродуктивных земель, улучшения микроклимата на прилегающих полях.

 

Кроме этих основных для сельскохозяйственных полей видов мелиоративных насаждений, имеются и другие, учитывающие специфику защищаемой территории:

 

а) лесные полосы на орошаемых землях вдоль оросительных и сбросных каналов для уменьшения испарения воды, понижения уровня грунтовых вод, защиты полей от суховеев и пыльных бурь;

б) лесные полосы и насаждения на пастбищных землях для повышения продуктивности пастбищ и защиты животных от ветра и зноя;

в) кулисные и массивные лесные насаждения на неиспользуемых в сельском хозяйстве разбитых песчаных почвах для закрепления песков, превращения их в продуктивные земли;

г)   лесные полосы вдоль дорог для защиты от заноса снегом и песком;

д) защитные и декоративные насаждения в сельских населённых пунктах и вокруг них для оздоровления окружающей среды;

е)  лесные насаждения на отвалах горных выработок для их рекультивации.

 

Правильно созданная система контурно-мелиоративных насаждений во взрослом состоянии представляет собой своеобразное устройство, которое при постоянно меняющихся погодных условиях автоматически регулирует их, сохраняя почву от ветровой и водной эрозии, улучшая микроклимат полей и в целом весь агроландшафт. Всё это придаёт лесомелиорации важное значение в решении проблемы охраны природы и улучшения природных условий сельскохозяйственного производства.

 

2 Неблагоприятные природные явления и их характеристика

 

Климат на территории Казахстана характеризуется двумя важнейшими особенностями: малым количеством атмосферных осадков и обилием тепла и света в период вегетации сельскохозяйственных растений. Несоответствие между количеством тепла и влаги увеличивается с севера на юг республики.

Расположение южных районов равнинного Казахстана в довольно низких широтах придаёт климату аридный характер, вследствие чего здесь развиты пустынные ландшафты. К северу аридность смягчается и пустынные ландшафты сменяются полупустынными, затем степными и на самом севере – лесостепными.

Вместе с континентальностью климата на территории республики увеличивается частота и сила таких неблагоприятных климатических явлений для сельского хозяйства как засуха, суховеи, пыльные бури, холодные и метелевые ветры. Эти особенности климата создают большие трудности для сельского хозяйства и вызывают необходимость их изучения и разработки мер защиты от их вредного воздействия.

Под засухой следует понимать неблагоприятное сочетание гидрометеорологических условий, при котором в организме растений происходит нарушение водного баланса, вызывающее резкое снижение или полную гибель урожая. Засуха может быть почвенная, атмосферная и общая.

 

Почвенная засуха заключается в истощении запасов воды в почве. Причины почвенной засухи – отсутствие осенних осадков, сдувание снега с полей, большой поверхностный сток талых и ливневых вод, недостаток осадков в весенне-летний период, нарушение агротехники выращивания сельскохозяйственных культур, избыток солей в почве, вызывающие физическую сухость почвы.

Атмосферная засуха заключается в недостатке влаги в атмосфере. Чаще всего она наблюдается при высокой температуре и низкой относительной влажности воздуха. К атмосферной засухе относятся периоды с температурой свыше 25°С и относительной влажностью воздуха менее 20%. При этом у растений резко повышается расход влаги на транспирацию, продуктивность использования влаги уменьшается, а корневая система не успевает обеспечить подачу воды из почвы.

Причём атмосферная засуха является неизбежным свойством континентального климата. Имеют они различное происхождение. Во-первых, холодные массы арктического воздуха, имеющие небольшую абсолютную влажность (в среднем около 5 мм), вторгаясь в южные области, нагреваются и их относительная влажность резко падает. Во-вторых, сухие массы воздуха могут вторгаться из районов пустынь, например, Средней Азии или Внутренней Монголии. В-третьих, воздушные массы, встречая на своём пути горные хребты, поднимаются над ними вверх, охлаждаются и дают обильные осадки. Затем, они, перевалив через горы, опускаются, нагреваются и относительная влажность у них резко падает.

Сочетание почвенной и атмосферной засух называется общей засухой.

Наиболее губительной бывает засуха, сопровождаемая суховеями.

 

Суховеем называется комплекс метеорологических условий, обуславливающих высокую испаряемость. Различают слабые и сильные суховеи. Слабые суховеи бывают при скорости ветра 5 м/с, относительной влажности воздуха ниже 20% и температуре воздуха более 25°С. Сильные суховеи наблюдаются при скорости ветра свыше 8 м/с, относительной влажности ниже 20% и температуре воздуха более 30°С. Суховеи могут продолжаться несколько дней подряд.

Возникновение суховеев раньше объясняли поступлением сухих воздушных масс из пустынь и полупустынь. В настоящее время их возникновение объясняется интенсивным движением воздуха по периферии устойчивого антициклона, в центре которого обычно наблюдается жаркая погода.

Суховеи оказывают на растения различные воздействия. Во-первых, в растениях прерывается ток воды в водопроводящих сосудах вследствие резкого увеличения транспирации. Во-вторых, высокая температура вызывает повреждение растений в результате перегрева, подавления фотосинтеза, усиления дыхания, распада белков и углеводов. В-третьих, сухой ветер препятствует закрытию устьиц у листьев. И, наконец, суховеи вызывают иссушение верхних горизонтов почвы.

 

Пыльными и чёрными бурями называется процесс разрушения и переноса верхних горизонтов почвы сильными ветрами. Возникают они при различных скоростях ветра – на лёгких супесчаных почвах при скорости ветра 10-12 м/с, на связных – 12-15 м/с. Почвы, содержащие в своём составе более 50% агрегатов размером менее 1 мм, считаются эрозионноопасными.

Чёрные бури наблюдаются чаще в мае-июне, когда почва на полях ещё слабо покрыта растительностью. Возникают они в дневные часы и длятся от одного до трёх часов. Число дней с пыльными бурями, особенно в Северном Казахстане, может за год достигать 60 и более. Наиболее разрушительные чёрные бури, охватывающие иногда большие пространства степной зоны, повторяются через каждые 5-10 лет.

Ущерб, причиняемый сельскому хозяйству чёрными бурями, огромен. От них гибнут на больших площадях озимые хлеба, которые приходится пересевать весной яровыми культурами. Однако, ещё больший, почти невосполнимый ущерб наносят такие бури в результате сноса верхнего слоя почвы, вызывающего снижение плодородия, а иногда и полную потерю пахотного слоя почвы.

 

Метелевые и холодные ветры также являются отрицательными природными явлениями.

Метелевые ветры сдувают снег с возвышенных мест, ветроударных склонов, а иногда и с ровных полей в балки и овраги. Нередко вместе со снегом с полей выдуваются и почвенные частицы.

При выдувании снега с полей возрастает вероятность вымерзания озимых культур и трав, уменьшается поступление влаги в почву, создаются предпосылки для возникновения почвенной засухи. В пониженных элементах рельефа, где откладывается снег, весной возможны переувлажнение почвы и вымокание сельскохозяйственных культур.

Холодные ветры в зимнее время вызывают вымерзание сельскохозяйственных культур, а также деревьев и кустарников в садах и лесных насаждениях. Весной холодные ветры вызывают повреждение растений, задерживают их вегетацию, способствуют формированию местных заморозков.

Для снижения отрицательного влияния вышеперечисленных неблагоприятных природных явлений из всех средств, которыми в настоящее время располагает сельское хозяйство, наиболее эффективным и экономически доступным является использование лесных насаждений.

 

3 Мелиоративное влияние лесных полос

 

3.1 Конструкции лесных полос

Защитные лесные насаждения в большинстве случаев представляют собой систему лесных полос, влияние которых на микроклимат, почву, гидрологические процессы и урожай сельскохозяйственных культур зависят от их конструкции.

Под конструкцией лесных полос понимается степень и характер их ветропроницаемости. Конструкция определяется соотношением в профиле полосы просветов и плотных (непродуваемых) участков.

Для успешного выполнения своего основного назначения в различных почвенно-климатических условиях лесным полосам придают соответствующую конструкцию – плотную (непродуваемую), умеренно-ажурную, ажурную, ажурно-продуваемую и продуваемую, которые характеризуются следующими показателями:

 

Таблица 1

 

Конструкции

Водопроницаемость в летний период, %

между стволами

в кроне

Плотные

0-10

0-10

Умеренно-ажурные

15-20

15-20

Ажурные

25-35

25-35

Ажурно-продуваемые

60-70

15-30

Продуваемые

60-70

0

 

Лесные полосы плотной конструкции состоят из деревьев всех ярусов и кустарников, при большой густоте их размещения и без просветов по всему вертикальному профилю. Ветровой поток обычно не проходит сквозь такую полосу, а обтекает её сверху.

Полосы умеренно-ажурной, ажурной и ажурно-продуваемой конструкций создаются также из деревьев разных ярусов и кустарников, но менее густые, с мелкими просветами по вертикальному профилю.

Полосы продуваемой конструкции отличаются обычно одним ярусом деревьев и отсутствием кустарникового подлеска, вследствие чего такие полосы легко проницаемы для воздушных потоков в нижнем приземном слое. В нижней части между поверхностью почвы и кронами деревьев имеются
1,5-2 м просветы.

 

3.2 Влияние лесных полос на ветровой поток

Лесные полосы зачастую называют «мощным зелёным заслоном» на пути суховеев. Это выражение можно назвать не совсем удачным, т.к. полосы высотой в 15-20 м не могут преградить путь суховейным ветрам, которые захватывают слой атмосферы в десятки и сотни раз мощнее. Действие лесных полос более ограниченное и заключается в основном в перераспределении скорости ветрового потока. При этом, более высокие скорости оказываются оттеснёнными в верхние слои атмосферы, где они не могут нанести существенного вреда.

Аэродинамическая эффективность лесных полос зависит от их конструкции, степени ветропроницаемости, скорости ветра, угла подхода ветрового потока к лесополосе, высоты насаждения, густоты размещения лесных полос на территории и их расположения по элементам рельефа.

Эффективность лесных полос измеряется дальностью их влияния и степенью снижения скорости ветра. Дальность влияния обычно измеряется в высотах насаждения (Н).

Непродуваемые (плотные) лесные полосы действуют на ветровой поток по типу непроницаемых экранов. Здесь воздушный поток при подходе к лесополосе начинает снижать свою скорость на расстоянии 7-10Н от лесной полосы. Затем, благодаря образовавшейся воздушной подушке, переваливает через полосу и в результате возникшего за полосой разреженного пространства на расстоянии 15-20Н восстанавливает свою первоначальную скорость. Общая зона эффективного влияния лесной полосы продуваемой конструкции на межполосное пространство с учётом наветренной стороны, таким образом, составляет 20-25Н. В этой зоне суммарная скорость ветра в среднем снижается на 30-35%.

Продуваемые лесные полосы действуют по типу аэродинамических диффузоров, разделяющих ветровой поток надвое: один поток, направляемый кронами, переваливает через полосу, другой – проходит между стволами в приземной части полосы. В результате такая лесная полоса фильтрует и раздробляет воздушный поток на массу воздушных струй различного направления и скорости. Эти воздушные струи сталкиваясь друг с другом, а также ударяясь о стволы и ветви деревьев, значительно уменьшают свою скорость и при выходе из полосы будут двигаться, главным образом, за счёт инерции, которая постепенно потухает.

При выходе из лесополосы в результате встречи двух потоков за полосой минимальная скорость ветра наблюдается на расстоянии 5-7Н от полосы и нарастание скорости происходит постепенно. Дальность эффективного влияния полос продуваемой конструкции с учётом снижения скорости и с наветренной стороны в общей сложности составляет 25-30Н. В этой зоне суммарная скорость ветра в среднем снижается на 35-40%. Большой эффективностью отличаются, например, продуваемые лесные полосы при высоте просветов между поверхностью почвы и кронами деревьев от 2,5 до 3,5 м и высоте полос от 15 до 20 м.

Лесные полосы ажурной конструкции действуют на ветровой поток по типу решётчатых экранов. Общая зона эффективного влияния полос этой конструкции на межполосное пространство составляет 30-35Н самой лесной полосы (5-7Н с наветренной стороны и 25-30Н за полосой). В этой зоне скорость ветра снижается на 35-40%. Самый высокий эффект при этом дают лесополосы с ветропроницаемостью 40-50%.

Лесные полосы ажурно-продуваемой конструкции по влиянию на ветровой поток наименее эффективны. Дальность их влияния не превышает 12-15 Н; причём, в этой зоне снижение скорости ветра в среднем составляет всего 20-25%.

Все конструкции лесных полос имеют сравнительно большие аэродинамические диапазоны. Однако, это нисколько не снижает их практического значения. Дело в том, что погодные условия сильно меняются и не допускают преимущества лесных полос с какими-либо определёнными аэродинамическими показателями. Например, в северных условиях Казахстана в одни годы более эффективны ажурно-продуваемые лесные полосы, в другие годы – продуваемые.

Следует также учесть, что в конкретных условиях влияние лесных полос на ветровой режим может колебаться в определённых пределах, т.к. ветроломный эффект лесополос зависит от многих факторов. К примеру, эффективность влияния лесных полос на ветровой поток снижается по мере уменьшения угла его подхода к полосе от 90° до 0°.

На снижение скорости ветрового потока большое влияние оказывает высота лесных полос. Чем выше насаждение, тем на большее расстояние проявляются его защитные свойства. При этом, по данным А.Р. Константинова (1974) каждый последующий метр высоты деревьев в лесополосе оказывает большее влияние на снижение скорости ветра, чем предыдущий. Исследованиями установлено, что между высотой лесной полосы и снижением скорости ветра имеется степенная зависимость. Так, например, для условий сухих степей зона эффективного влияния лесополос продуваемой конструкции выразилась уравнением:

3.3 Влияние лесных полос на температуру и влажность приземного слоя воздуха

Изменение температуры и влажности воздуха в межполосных пространствах происходит в связи с изменением ветрового режима. Днём в тёплый период года температура воздуха в приземном слое на полях, защищённых лесными полосами, как правило, на 1-2° выше, чем в открытой степи.

Причём, по мере увеличения плотности лесных полос температурные различия возрастают и у полос плотной конструкции в жаркую погоду эта разница уже достигает 5-6°, что может вызвать запал сельскохозяйственных культур в приопушечной зоне. В ночные же часы около полос плотной конструкции температура воздуха, наоборот, понижается и возможно формирование местных заморозков.

В ажурно-продуваемых и продуваемых же лесных полосах в силу изменения ветрового потока эти отрицательные явления исключаются.

На влажность приземного слоя воздуха оказывают положительное влияние лесные полосы всех конструкций. На межполосных участках относительная влажность воздуха в среднем повышается на 2-3%. В суховейные дни возможно увеличение относительной влажности на 8-10%.

В пасмурную и облачную погоду различий во влажности воздуха открытой степи и межполосных участков, как правило, не наблюдается.

Особенно большое влияние на влажность воздуха оказывают лесные насаждения в зоне полупустынь. По данным Н.Д. Кракосевича влажность на защищённых лесополосами участках повышается на 8,2%.

Дальность влияния лесных полос на температуру и влажность воздуха не превышает обычно 10-15Н самой лесополосы.

 

3.4 Влияние лесных полос на испаряемость

Испарение является наиболее важным фактором, определяющим и характеризующим засушливость климата. В прямой зависимости от испарения находятся баланс влаги и урожай сельскохозяйственных культур. Поэтому важно, как влияют на процессы испарения полезащитные лесные полосы.

В системе полезащитных лесных полос незначительное повышение температуры приземного слоя воздуха не может сказаться на увеличении испаряемости. Испаряемость в зоне действия лесных полос всегда бывает меньше, чем в открытой степи, что вызвано уменьшением скорости ветра и повышенной влажностью воздуха.

Причём, с заветренной стороны в суховейные дни испаряемость на расстоянии 3-5Н уменьшается в 2-3 раза, а в зоне, равной 25Н – в среднем на 30%.

По данным В.А. Бодрова (1961) интенсивность испарения в процентах на различном расстоянии от лесной полосы в сравнении с открытой степью составляет (в среднем за сутки): на расстоянии 3Н – 35%; 5Н – 50%; 10Н – 69%; 15Н – 76%; 20Н – 80% и 25Н – 86%, т.е. по мере удаления от лесополосы интенсивность испарения возрастает.

Исследованиями Казахского НИИ лесного хозяйства и агролесомелиорации (1987) установлено, что в системе взрослых лесных полос по сравнению с незащищёнными полями испарение с водной поверхности снижается на 20-50%.

По Г.Н. Высоцкому (1962) коэффициент увлажнения данного района определяется отношением годового количества осадков к показателю испаряемости за тот же период. Поэтому, снижая испаряемость на участках, защищённых лесными полосами, этим самым мы искусственно увеличиваем коэффициент увлажнения, что, в свою очередь, приводит к лучшей влагообеспеченности выращиваемых сельскохозяйственных культур.

 

3.5 Влияние лесных полос на накопление и распределение снега

Для степных условий Казахстана весьма важным является вопрос накопления снега и сохранения его от выдувания. В открытой степи фактические запасы снега на пашне в среднем составляют 60% от общего количества зимних осадков. На перенос расходуется 24%, а на испарение – 16% осадков. На ветроударных участках снос достигает 73%.

По данным М.Е. Васильева и Г.Г. Ибрагимова (1965) на территории северных областей Казахстана ввиду неравномерного отложения снега и поверхностного стока ежегодно с 1 га пашни теряется 400-500 м3 воды.

В системе мер, обеспечивающих накопление и сохранность снега на полях, полезащитные лесные полосы трудно переоценить. Например, подсчитано, что одним метром погонной длины лесополосы задерживается дополнительно к объёму снега открытой степи от 50 до 80 м3 снега, что имеет большое значение для защиты сельхозкультур от вымерзания и увлажнения почвы на межполосных участках. Лесные полосы разных конструкций оказывают различное влияние на характер снегораспределения.

Непродуваемые лесные полосы, резко снижая скорость ветра внутри полосы, вызывают отложение снега в виде высоких сугробов по обе стороны от лесной полосы. Длина снежного шлейфа при этом редко достигает 5-7Н лесополосы, а в межполосных участках снег распределяется неравномерно и зачастую выдувается. Высокие сугробы снега у непродуваемых лесных полос приводят к переувлажнению почвы вблизи полосы и, кроме того, задерживают начало весенних полевых работ. Полосы этой конструкции эффективны там, где необходимо больше задержать снега, например, вдоль дорог, оврагов, балок, около населённых пунктов.

Ажурные лесные полосы ослабляют скорость ветра на большие расстояния, чем плотные и лучше, более равномерно распределяют снег на полях. Вершина сугроба при этом находится с заветренной стороны на расстоянии 1-3Н от полосы. Высота сугроба здесь редко превышает 1,5 м высоты. За сугробом образуется длинный пологий шлейф снега в сторону поля. Динамика этого шлейфа достигает 10-15Н насаждения.

Для защиты полей лесные полосы ажурной конструкции создают на лёгких по механическому составу почвах, где есть опасность выдувания почвы внутри полосы. На сухих почвах и в районах с небольшим количеством твёрдых осадков они способствуют накоплению влаги под полосой.

Продуваемые лесные полосы более равномерно задерживают снег в межполосных пространствах. При этом, внутри лесополосы снег не задерживается и даже выдувается. Максимальная высота снежного сугроба в самой лесополосе редко превышает 1 м. Длина снежного шлейфа достигает 12-20Н насаждения.

Лесные полосы продуваемой конструкции для защиты полей создают на средних и тяжёлых по механическому составу почвах в районах с большим количеством твёрдых осадков с частыми метелевыми ветрами.

Наиболее равномерно распределяют снег на полях лесные полосы ажурно-продуваемой конструкции. Около таких полос снежные сугробы практически не образуются, а снег распределяется в виде длинного шлейфа на расстоянии до 20Н от полосы. Такие лесные полосы рекомендуется создавать на сухих почвах в районах с холодными и метелевыми зимами. П.Д. Никитин (1972) рекомендует их для районов северных областей Казахстана и Западной Сибири.

Таким образом, важнейший природный фактор – снег – под защитой лесных полос приобретает новое количественное выражение. На облесённых полях его накапливается несравненно больше, потери на снос и испарение значительно меньше, чем в открытой степи. В итоге повышается влажность почво-грунта, улучшается гидрологический режим территории, сокращается поверхностный сток талых вод, увеличивается урожай сельскохозяйственных культур.

 

3.6 Влияние лесных полос на урожай сельскохозяйственных культур

В результате многостороннего мелиоративного влияния лесные полосы изменяют микроклимат в благоприятную сторону для культурных растений на прилегающих полях и тем самым создают условия для формирования более высоких урожаев, чем в открытой степи.

Казахским НИИ лесного хозяйства и агролесомелиорации (1987) разработаны нормативы прибавок урожая важнейших сельскохозяйственных культур от мелиоративного влияния защитных лесонасаждений для неорошаемых земель по 4 природным зонам и подзонам (таблица 2):

  1. Лесостепная зона с лесными почвами, выщелоченными и обыкновенными чернозёмами. В эту зону входит Северо-Казахстанская область.
  2. Степная зона, почвы – обыкновенные среднегумусные и южные малогумусные чернозёмы. В состав этой зоны входят: северные части Костанайской, Павлодарской и Акмолинской областей и южная часть Северо-Казахстанской области (бывшая Кокшетауская область).
  3. Сухостепная подзона, почвы – тёмнокаштановые и каштановые. В подзону входят: северо-восточная часть Уральской области, северная часть Актюбинской, южная половина Костанайской и Павлодарской областей, северная часть Карагандинской и центральная Акмолинской областей.
  4. Полупустыня, почвы – светлокаштановые и бурые полупустынные. В состав зоны входят: большая часть Уральской области, южная и центральная части Актюбинской области, юг Акмолинской и Костанайской областей, бывшая Семипалатинская область и Карагандинская (кроме северной части).

 

Таблица 2 – Нормативы прибавок урожая важнейших сельскохозяйственных культур от мелиоративного влияния защитных лесонасаждений (по данным Б.М. Муканова)

 

Природные зоны и подзоны

Культура

Прибавка урожая в зависимости от возраста лесных полос

12 лет и старше

7-11 лет

ц/га

%

ц/га

%

Лесостепная Пшеница яровая

3,9

37,2

Степная Пшеница яровая

2,3

19,8

1,4

11,5

Кукуруза на силос

56,1

64,9

41,5

36,3

Умеренно-сухая и сухая степь Пшеница яровая

2,8

33,7

1,3

33,8

Ячмень яровой

1,8

27,0

1,9

29,4

Кукуруза на силос

24,8

17,9

Многолетние травы

1,7

23,9

Полупустынная Многолетние травы

1,9

85,7

В среднем

по зонам республики

Пшеница яровая

2,5

25,2

1,3

14,1

Ячмень яровой

1,8

27,0

2,1

21,0

Кукуруза на силос

42,9

39,4

41,5

36,3

Многолетние травы

1,8

53,5

Нормативы разработаны в центнерах с гектара и в процентах к базисному урожаю (на открытых полях) для полезащитных лесных полос 12-летнего возраста и старше, а также 7-11-летнего возраста.

Таким образом, полезащитные лесные полосы – важнейшее средство по увеличению урожайности сельскохозяйственных культур. В среднем по зонам равнинной части республики они способствуют повышению урожая зерновых культур на 26,1-17,6%, кукурузы на силос – на 39,4-36,3%, многолетних трав – на 53,5%.

 

4 Технология создания полезащитных лесных полос

 

4.1 Размещение полезащитных лесных полос

Наиболее эффективное защитное и мелиоративное влияние лесные полосы оказывают в том случае, когда они создаются в определённой системе, в тесной взаимосвязи друг с другом и в оптимально необходимом количестве для данной территории.

К размещению полезащитных лесных полос предъявляют требование – обеспечить максимальную защиту почвы и посевов сельскохозяйственных культур от ветровой эрозии, суховеев и сильных ветров при минимальном отводе пахотных земель под насаждения.

При закладке лесных полос различают основные (продольные) полосы и вспомогательные (поперечные). Основные полосы выполняют главную защитную роль и их размещают перпендикулярно к господствующим наиболее вредоносным ветрам в данном районе.

На полях сложной конфигурации допускается отклонение продольных лесных полос от направлений господствующих ветров, но не более, чем на 30°.

Поперечные или вспомогательные лесные полосы создаются перпендикулярно к продольным с целью ослабления влияния вредоносных ветров, имеющих одинаковое направление с основными полосами.

В местах холмистых, увалистых и в предгорьях основные полосы размещаются по горизонталям поперёк склонов.

Полезащитные лесные полосы размещают, как правило, по границам полей севооборотов, а при больших размерах полей и внутри их.

Изучение влияния лесных полос на элементы микроклимата и находящуюся в тесной зависимости от них урожайность сельскохозяйственных культур показало, что защитное влияние лесной полосы распространяется на расстояние, превышающее примерно в 25 раз высоту полосы. Так, если высота лесной полосы равна 16 м, то защитное влияние её будет распространяться на 400 м; при высоте полосы в 10 м, она будет оказывать влияние на 250 м и т.д.

Известно, что рост растений, в том числе и древесных, зависит от плодородия почвы. Чем беднее почва, тем хуже будут расти деревья и, наоборот, на плодородных почвах деревья будут хорошо расти и достигнут большей высоты. Вот почему расстояния между основными лесными полосами устанавливают в зависимости от почвенных условий.

В соответствии с «Инструктивными указаниями по проектированию и выращиванию защитных и озеленительных лесных насаждений на землях сельскохозяйственных предприятий Казахской ССР» (1978) расстояние между основными полосами не должно превышать:

на лугово-чернозёмных и выщелоченных чернозёмах – 500 м;

на обыкновенных и южных чернозёмах – 450 м;

на тёмно-каштановых почвах – 300 м;

на типичных каштановых почвах – 250 м;

на светло-каштановых почвах – 200 м;

на серозёмных почвах – 300 м;

на степных супесчаных почвах – 300 м.

Что касается расстояния между вспомогательными (поперечными) полосами, то оно с учётом производительного использования сельскохозяйственной техники устанавливается в пределах 1500-2000 м.

При таком размещении лесных полос пахотная площадь будет разбита на прямоугольные клетки, окаймлённые зелёными лентами.

Для проезда тракторов с прицепными орудиями и автомашин в местах пересечения основных и поперечных полезащитных лесных полос оставляют разрывы шириной 20-30 м. Кроме того, для этих же целей в продольных лесных полосах через каждые 500-700 м делают разрывы шириной до 10 м.

В степных районах Северного и Западного Казахстана наиболее высокими мелиоративными и защитными свойствами обладают 2-х и 3-рядные основные лесные полосы с шириной междурядий 3-4 м. С ухудшением лесорастительных условий древесные породы нуждаются в увеличении площади питания. Это требование на практике удовлетворяется за счёт уменьшения числа рядов, увеличения ширины междурядий и расстояния между растениями в рядах (таблица 3).

 

Таблица 3 – Размещение растений в лесных полосах (ширина междурядий, расстояние в ряду, м). По данным КазНИИЛХА

 

Древесные породы

Обыкновенные чернозёмы

Южные чернозёмы

Тёмно-каштановые и каштановые почвы

Тополь бальзамический

3 × 2,0-2,5

3 × 2,5-3,0

3,5 × 2,5-3,0

Берёза повислая

3 × 1,0-1,5

3 × 1,5-2,0

3,5 × 1,5-2,0

Вяз приземистый

3 × 1,5-2,0

3 × 2,0-2,5

3,5 × 2,0-2,5

 

 

4.2 Агролесомелиоративные требования, предъявляемые к подбору пород

Значение подбора древесных и кустарниковых пород для защитных лесных насаждений очень велико, так как от правильного подбора зависит устойчивость, долговечность и защитные свойства выращиваемых лесонасаждений. Неудачный подбор пород, их неудачное смешение в насаждении приводят к непоправимым ошибкам, которые обнаруживаются часто лишь спустя десятилетия после их закладки.

Ассортимент деревьев и кустарников, применяемых в защитном лесоразведении на территории Казахстана, весьма разнообразен. Он определяется лесорастительными условиями того или иного района, биологическими свойствами древесных пород и назначением создаваемого насаждения.

Чтобы правильно подобрать для того или иного района древесную породу нужно знать её биологические особенности, отношение к теплу, влаге, плодородию почв, степени засолённости почв и т.д.

 

По требовательности к влажности почв все древесные растения делятся на 3 группы:

Гигрофиты – растения влажных местообитаний (ивы, некоторые виды тополей, липа мелколистная, берёза повислая, облепиха, бирючина).

Мезофиты – растения средних по увлажнению мест (сосна обыкновенная, дуб летний, клён ясенелистный и полевой, шелковица, яблоня сибирская, скумпия, акация жёлтая, жимолость татарская).

Ксерофиты – растения сухих местообитаний (вяз приземистый, саксаул, гледичия, акация белая, лох узколистный, смородина золотая, тамарикс).

 

По отношению к теплу древесные породы классифицируют следующим образом:

Вполне холодостойкие, совершенно не повреждающиеся низкими зимними температурами, переносящие морозы до минус 45-50° (лиственница сибирская, ель обыкновенная и сибирская, сосна обыкновенная, берёза повислая, осина, рябина, ольха серая).

Холодостойкие, переносящие суровые зимы, но повреждающиеся очень сильными морозами (ниже минус 40°) (липа мелколистная, вяз, клён остролистный и татарский, ольха чёрная, тополя чёрный и белый).

Сравнительно теплолюбивые с более длинным вегетационным периодом, вследствие чего однолетние побеги их не всегда успевают одревеснеть и побиваются морозами частично или полностью (дуб летний, ясень обыкновенный, липа крупнолистная, орех маньчжурский, тополь канадский).

Теплолюбивые с ещё более длинным вегетационным периодом, побеги их часто не вызревают и погибают от морозов (тополь пирамидальный, орех грецкий, конский каштан, шелковица, акация белая, платан).

Очень теплолюбивые, которые совершенно не переносят или плохо переносят продолжительные морозы до минус 10-15° (кипарисы, эвкалипты, цитрусовые, некоторые можжевельники).

 

При создании защитных насаждений весьма важно учитывать степень засолённости почвы. Засолённые почвы представляют собой один из наиболее трудных объектов лесоразведения на территории Казахстана. Они обладают рядом крайне неблагоприятных для роста древесных растений свойств: высокая токсичность, крайняя физиологическая сухость, вызванная высоким осмотическим давлением минерализованных почвенных растворов, неблагоприятные водно-физические свойства и др.

В зависимости от состава солей, содержащихся в засолённых почвах, различают засоление сульфатно-содовое, хлоридно-сульфатное, сульфатно-хлоридное и хлоридное. Наиболее токсичная из солей – сода, также вредны для растений хлориды.

 

По отношению к почвенному засолению древесные растения делятся на 2 группы:

Галофиты –растения, естественно произрастающие на засолённых почвах (саксаул чёрный, лох узколистный, тамарикс).

Гликофиты – растения пресных местообитаний.

Считают целесообразным выделять ещё и третью группу, в которую относят растения, естественно произрастающие в пресных местообитаниях, но удовлетворительно растущие на засолённых почвах при искусственном лесоразведении. К ним следует отнести тополи Болле, Бахофели, туранга разнолистная, ива белая, гледичия, вяз Андросова, груша, скумпия, биота (туя) восточная, жимолость татарская, смородина золотая.

Выращивание эффективных защитных лесонасаждений на засолённых почвах во многом зависит от правильно выбранного ассортимента древесных и кустарниковых пород. Однако, использование солевыносливых древесных растений без специальной агротехники выращивания их на засолённых землях не гарантирует долговечности роста этих насаждений.

 

Ниже приводим краткую характеристику отдельных древесных и кустарниковых пород, которые могут быть рекомендованы в защитном лесоразведении в различных почвенно-климатических зонах Казахстана (Бессчётнов, 1962; Мушегян, 1962).

 

Сосна обыкновенная (Pinus silvestris L.) – дерево до 40 м высоты, живёт до 300-350 лет. Светолюбива, морозостойка, к почвам малотребовательна, растёт на песчаных, супесчаных и каменистых почвах, относится к быстрорастущим древесным породам. Засухоустойчива. На территории Казахстана естественно произрастает в северных областях на гранитных возвышенностях Казахского мелкосопочника и в ленточных борах Прииртышья.

Благодаря своим качествам сосна признана главной породой для облесения песков, создания зелёных зон городов и лесопарков.

Лиственница сибирская (Larix sibirica Ldb) – крупное дерево высотой до 40-45 м, растёт быстро, живёт до 300-400 лет. Размножается семенами. Светолюбива, морозо- и зимостойка, хорошо растёт на почвах суглинистых, предпочитает богатые известью. Плохо переносит высокие летние температуры. Естественно произрастает в Восточном Казахстане, в искусственных насаждениях наиболее распространена в северных областях республики. Может быть широко рекомендована в полезащитном лесоразведении и в озеленительных посадках городов и сёл.

Берёзаповислая (Betula pendula Roth). Дерево высотой до 20-25 м, растёт быстро, живёт до 120 лет. Корневая система мощная. Светолюбива, морозостойка, малотребовательна к почвенным условиям, но предпочитает среднеувлажнённые места; засуху переносит плохо. После рубки образует обильную пневую поросль. В Казахстане естественно произрастает в северных областях. Рекомендуется в защитном лесоразведении на песчаных и глинистых сверхувлажнённых почвах.

Вяз гладкий (Ulmus laevis Pall) – дерево до 15-20 м высоты, относительно морозостоек, засухоустойчив, мирится с незначительным засолением почв. К почвам требователен, но в посадках встречается на самых разнообразных почвенных разностях, за исключением засолённых, где он недолговечен и быстро усыхает.

Вяз гладкий на территории республики выращивают давно, особенно в южных областях, где он развивает могучую, раскидистую крону, которая служит хорошей защитой от солнца. Может быть рекомендована в защитном лесоразведении и для озелененительных посадок.

Вяз приземистый (Ulmus pumila L.). Известен в основном под названием «Карагач». Дерево до 30 м высоты, живёт до 40-50 лет. Отличается быстротой роста, более теплолюбив и засухоустойчив, чем вяз гладкий, переносит засоление, растёт на каштановых почвах. В молодом возрасте растёт быстро. Корневая система мощная, уходит глубоко в почву и широко распространяется по поверхности.

Практически в республике распространён повсеместно, широко используется в защитном лесоразведении, озеленительных посадках городов и сёл.

Липамелколистная(Tilia cordata Mill). Дерево до 30 м высоты, теневынослива, морозостойка, хорошо растёт на свежих природных суглинках и супесях. Обладает глубокой корневой системой с боковыми корнями; размножается семенами, отводками, даёт хорошее порослевое возобновление. Наибольшее распространение в Казахстане имеет на юге и юго-востоке в основном в озеленительных посадках, в меньшей степени встречается на севере и западе республики.

Ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior L.). Дерево до 30 м высоты. Светолюбив, относительно холодостоек, повреждается заморозками, хорошо растёт только на плодородных свежих и влажных почвах. В Казахстане лучшим ростом отличается в южных областях на орошаемых участках и в местах с близким залеганием грунтовых вод, в северных областях подмерзает.

Ясень зелёный (Fraxinus viridis Michx). Дерево высотой до 15-18 м. Светолюбив. От ясеня обыкновенного отличается высокой засухоустойчивостью, меньшей требовательностью к почвам, большей солеустойчивостью. В степных условиях достаточно зимостоек, сравнительно легко переносит суровые зимы в северных областях Казахстана. Плохо переносит жару. Может быть широко рекомендован в защитных лесонасаждениях и в озеленительных посадках.

Тополь бальзамический (Populus balsamifera L.). Дерево до 30 м высоты, в молодом возрасте растёт быстро. Размножается семенами, чаще стеблевыми черенками. Светолюбив, морозостоек, к влаге и почве требователен. Имеет могучую корневую систему, глубоко уходящую в почву. В северных областях Казахстана, где он довольно широко распространён в полезащитных лесных полосах и озеленительных посадках, в возрасте 40 лет начинает суховершинить, часто повреждается стеклянницей.

Тополь белый (Populus alba L.). Дерево высотой до 25-30 м, растёт быстро, достигая к 20 годам 20-25 м. Корневая система мощная, проникает на глубину 4-8 м и имеет сеть горизонтальных корней. Размножается в основном семенами, корневыми черенками и корневыми отпрысками. Стеблевые черенки практически не укореняются. Светолюбив, умеренно теплолюбив, хорошо растёт на богатых увлажнённых почвах, выносит длительное затопление. В лесомелиорации широко используется в защитных насаждениях на оврагах, берегах рек и водохранилищ в степных районах республики.

Топольчёрный (Populus nigra L.). Дерево до 30 м высоты, растёт быстро, живёт до 150 лет. Светолюбив, морозостоек, имеет могучую корневую систему, предпочитает влажные местообитания с близким залеганием грунтовых вод, переносит небольшое засоление. Размножается семенами, стеблевыми и корневыми черенками, образует корневые отпрыски.

На территории Казахстана распространён почти повсеместно, преимущественно в речных поймах. Рекомендуется для полезащитного лесоразведения, обсадки оврагов, дорог, водоёмов и в озеленении.

Тополь пирамидальный (Populus pyramidalis Roz). Дерево высотой до 25-30 м, растёт быстро, живёт до 80-100 лет. Имеет узкопирамидальную крону. Хорошо размножается стеблевыми черенками. Корневая система поверхностная. Светолюбив, теплолюбив, хорошо растёт на свежих суглинистых почвах.

В Казахстане имеет распространение в культуре только на юге и юго-востоке. В естественных условиях не произрастает.

Клён ясенелистный (Acer negundo L.). Дерево до 20-25 м высоты, до 10 лет растёт быстро, затем рост резко замедляется. Корневая система поверхностная, хорошо развита. Светолюбив, к почвам нетребователен, но предпочитает достаточно увлажнённые, выносит засоление. Достаточно морозостоек, засухоустойчив.

Благодаря неприхотливости к почвенно-климатическим условиям и быстрому росту в Казахстане получил довольно широкое распространение. В защитные лесонасаждения рекомендуется, как сопутствующая порода.

Клён татарский (Acer tataricum L.). Небольшое дерево, до 6-8 м высоты. Морозостоек, теневынослив, засухоустойчив, к почвам малотребователен, выносит некоторое засоление, даёт обильную поросль. Распространён в Казахстане в защитных насаждениях и, благодаря декоративности, в озеленительных посадках.

Саксаул чёрный (Haloxylon aphyllum Minkw). Кустарник или дерево до 8 м высоты. Корневая система мощная, проникающая на глубину до 10-12 м. Выносит засоление, предпочитает понижения с достаточно близким залеганием грунтовых вод.

Широко распространён в республике в песчаных, солончаковых и такырных пустынях, где используется при создании пастбищезащитных лесных насаждений.

Лохузколистный (Elaeagnus angustifolia L.). Древовидный кустарник или небольшое дерево высотой до 8-10 м. Устойчив к жаре и засухе, переносит засоление, выдерживает большую сухость почв. Развивает мощную корневую систему, в которой преобладают глубоко идущие вертикальные корни. Рекомендуется в качестве опушечного кустарника при создании защитных лесных насаждений, пригоден для закрепления песков.

Смородина золотистая (Ribes aureum Pursh). Кустарник до 2-3 м высоты. Зимостойка, засухоустойчива, неприхотлива к почвенным условиям. Размножается семенами, хорошо возобновляется порослью и отводками. Рекомендуется вводить в опушечные ряды лесных полос, а также при создании защитных лесонасаждений на смытых эродированных почвах, крутых склонах, оврагах.

Жимолость татарская (Lonicera tatarica L.). Кустарник высотой до 3 м. Зимостойка, к почвам малотребовательна, засухоустойчива, выносит засоление.

В Казахстане встречается повсеместно. Ценный декоративный кустарник, широко применяется в озеленении и защитном лесоразведении.

Тамарикс или гребенщик (Tamarix L.). Крупный кустарник или небольшое деревце высотой до 6 м. Светолюбив, засухоустойчив, требователен к почвам, солевынослив. При вымерзании до корневой шейки легко возобновляется порослью. Корневая система сильно разветвлённая, пластичная. Рекомендуют тамарикс для укрепления берегов рек, оврагов, песчаных барханов и особенно для озеленения засолённых мест.

 

4.3 Подготовка почвы под лесные полосы

Главная цель подготовки почвы в любой почвенно-климатической зоне – создать хороший водно-пищевой режим, обеспечить наилучшие условия для успешного роста и развития корневой системы древесно-кустарниковых пород. При хорошей подготовке почвы древесные растения лучше приживаются и быстрее растут, сокращаются затраты на дополнение посадок и агротехнические уходы.

Почва под лесные полосы готовится по системе чёрного или раннего пара. Система чёрного пара включает последовательное проведение следующих приёмов обработки почвы: лущение стерни дисковыми лущильниками или плоскорезами за 10-12 дней до основной вспашки; осеннюю вспашку плугами с отвалами на глубину 25-27 см с одновременным прикатыванием кольчатыми катками; в зимний период 2-3-х-кратное снегозадержание; за весенне-летний период 3-4-х-кратную сплошную обработку почвы культиваторами или плоскорезами; осеннюю перепашку плугами без отвалов или глубокорыхлителями на глубину 35-40 см.

Система раннего пара включает: основную вспашку почвы в мае плугами с отвалами на глубину 25-27 см с одновременным прикатыванием кольчатыми катками; 3-х-кратную летнюю обработку почвы культиваторами или плоскорезами; осеннюю перепашку почвы плугами без отвалов или глубокорыхлителями на глубину 35-40 см.

Казахский НИИ лесного хозяйства и агролесомелиорации рекомендует почву под защитные лесонасаждения готовить по системе чёрного или раннего пара, но обычную осеннюю перепашку пара заменять глубокой плантажной перепашкой на глубину 50-60 см (так называемый «плантажный пар»). Такая подготовка почвы способствует большему накоплению влаги ( на 15-30%) нежели обычный пар, снижает солонцеватость почв и, самое главное, разрушает уплотнённый карбонатный горизонт, что создаёт благоприятные условия для активного роста корневых систем древесных растений.

 

Исходя из этого, в зависимости от типа и механического состава почвы рекомендуются следующие сроки и приёмы её обработки:

—                на обыкновенных тяжелосуглинистых чернозёмах основная вспашка осенью плугами с отвалом на глубину 25-27 см; за весенне-летний период 3-4 обработки почвы культиваторами или плоскорезами и осенью перепашка плантажным плугом с оборотом пласта на глубину 45-50 см;

—                на обыкновенных среднесуглинистых чернозёмах и южных чернозёмах средне- и тяжёлосуглинистых почвах основная вспашка весной плантажным плугом с оборотом пласта на глубину 45-50 см. Сразу же после вспашки выравнивание почвы дисковыми лущильниками. За лето проводят 2-3-х-кратную обработку почвы культиваторами или плоскорезами;

—                на тёмно-каштановых средне- и тяжёлосуглинистых почвах основная вспашка осенью после уборки зерновых плугами с отвалом на глубину 25-27 см, в течение весенне-летнего периода – 3-х-кратная обработка почвы культиваторами или плоскорезами. Осенью – рыхление пара плантажным плугом без оборота пласта на глубину 45-50 см или глубокорыхлителем до 40 см;

—                на тёмно-каштановых супесчаных почвах весной обработка почвы глубокорыхлителем на глубину до 27 см, в летний период – 3-х-кратная обработка плоскорезом, осенью – перепашка плантажным плугом без отвала на глубину до 50 см или рыхление глубокорыхлителем на глубину до 40 см.

На паровых участках в обязательном порядке следует проводить снегозадержание.

 

4.4 Посадка лесных полос

Лучший срок посадки лесных полос – весна. Если осень влажная и тёплая, неплохая приживаемость посадок наблюдается и при осенних сроках: растения до наступления морозов успевают восстановить часть активной корневой системы и могут противостоять иссушающему действию ветра и мороза. В районах с суровыми зимами осенних посадок следует избегать.

Хвойные породы в любом случае лучше высаживать весной.

Весеннюю посадку проводят как можно раньше в период до посева зерновых культур в течение 5-7 дней и обязательно заканчивать до распускания почек.

Закладка лесных полос проводится посадкой сеянцами или саженцами и, в отдельных случаях, черенками (тополи, ивы).

Сеянцы древесных и кустарниковых пород, обычно 1-2-летнего возраста, с хорошо развитой мочковатой корневой системой длиной не менее 25-27 см выкапывают из питомника осенью и весной, хвойные породы – сосну и лиственницу – лучше весной. Подпаханные выкопочной скобой сеянцы выбирают из почвы, сортируют, связывают в пучки по 100 штук, временно прикапывают или перевозят на место посадки. При перевозке корни сеянцев переслаивают мокрой соломой или опилками, а затем сверху укрывают соломой или брезентом.

Создавать лесные полосы посадкой черенками следует в исключительных случаях – в условиях орошения, в понижениях или в хорошо увлажнённую почву. Для этого черенки нарезают длиной 25-27 см с диаметром верхнего среза 0,5-1,0 см с хорошо развитыми вегетативными почками.

В ряде случаев защитные лесонасаждения создают посадкой саженцев, т.е. крупномерным посадочным материалом 3-5-летнего возраста, высотой 1,5-3,0 м. Обычно используют саженцы тополя, берёзы, вяза, ясеня, клёна, липы.

Весной на участках, подготовленных под лесные полосы, проводят боронование, а на уплотнённых почвах – культивацию или плоскорезную обработку. Для посадки лесных полос используют лесопосадочные машины СЛЧ-1, СЛН-1, СЛН-2, ССН-1, СШН-3, в поливных условиях СПУ-1, а для саженцев – СПЛК-1 и ЛПА-2. Лесную полосу высаживают за один-два прохода лесопосадочными агрегатами, состоящими из 2-3 лесопосадочных машин. Во время посадки растения держат в таре, заполненной земляной жижей. При посадке необходимо внимательно следить за заделкой корней, не допуская загиба и скручивания корней. Они должны быть плотно обжаты почвой. Сеянцы должны заделываться в почву таким образом, чтобы корневая шейка была ниже поверхности почвы на тяжёлых по механическому составу на 3-5 см, на лёгких, где имеется опасность выдувания, на 5-8 см. Черенки тополя и ивы сажают вертикально и заделывают в почву на всю их длину.

 

4.5 Уход за лесными полосами

Важным условием успешного лесоразведения в степных районах является рыхление почвы и уничтожение сорняков в молодых насаждениях. Если тщательный уход отсутствует, то почва уплотняется, сорняки быстро разрастаются, высасывают почвенную влагу и молодые растения могут быстро погибнуть. Особенно важно вести борьбу с сорняками в первые годы жизни насаждений, когда высаженные сеянцы и саженцы разобщены, находятся в своеобразном микроклимате и не в состоянии конкурировать с сорной растительностью.

Агротехнический уход за лесными полосами включает механизированную обработку междурядий, прополку сорняков в рядах и опашку закраек. Для обработки междурядий используют культиваторы КРН-2,8, КОН-2,8, КПН-2, КПНА-3, КЛ-2,6, плоскорезы – КП-2-250, КПГ-250, КП-2,2. Закрайки опахивают плугами ПН-4-35, ПН-3-35Б.

Долгое время механизация ухода в рядах древесных пород оставалась неразрешимой проблемой и трудоёмкость этих работ была самым большим недостатком рядового способа выращивания лесных полос. Сейчас эта проблема в основном решена. Появился ряд приспособлений и специальных культиваторов для ухода в рядах. Ротационные органы, применяемые для обработки почвы в рядах, навешиваются на культиваторы КЛТ-4,5Б, КОН-2,8, КРН-4,2, КПН-4 и др. Причём, обработка почвы в рядах ротационными органами проводится одновременно с обработкой междурядий. Для механизированного ухода в рядах лесных полос имеются и специальные ротационные культиваторы – КРЛ-1, КБЛ-1, навешиваемые на тракторы «Беларусь» или Т-40.

Сроки и количество обработок устанавливают в зависимости от состояния почвы, интенсивности роста сорняков. В первый год междурядья обрабатывают 4-5, на второй – 3-4, на третий и четвёртый годы – 2-3 раза. В последующие годы в течение всей жизни насаждений междурядья обрабатывают не менее 1-2 раза ежегодно. Глубина обработки почвы 8-10 см. Последнюю обработку проводят на глубину 12-15 см. Закрайки полос опахивают два раза в год – летом и осенью. Глубина вспашки – 18-22 см.

При своевременном и хорошем уходе древесные растения быстро растут и смыкаются своими кронами. Образуется лесное насаждение. Сомкнувшиеся лесные полосы исключают из площади пашни и переводят в лесное угодье.

Чтобы поддерживать полезащитные лесные полосы в продуваемом и ажурно-продуваемом состоянии, в них проводят специальные меры ухода – удаление нижних сучьев, изреживание насаждений, удаление малоразвитых, усохших, больных и повреждённых деревьев, а также поросли.

Подрезку нижних сучьев начинают на 3-4 год после посадки и повторяют через 2-3 года. Сначала их подрезают на высоту до 1 метра, а затем поднимают крону до 2 метров. Сучья удаляют острым секатором и ножовкой. Обрезку лучше делать летом в сухую погоду и удалённые сучья сразу же вывозить с поля.

К изреживанию насаждений приступают в 5-6-летнем возрасте, а в дальнейшем проводят по мере необходимости. Работы эти лучше вести осенью. В зависимости от плотности насаждений первый раз удаляют от 25 до 50% деревьев. Во всех случаях удаляют деревья равномерно по всей площади. Малоразвитые, усохшие, больные и повреждённые древесные растения удаляют ежегодно весной и осенью.

 

 

4.6 Инвентаризация и дополнение лесных полос

После проведения лесопосадочных работ обычно не все высаженные растения приживаются. Некоторые из них отмирают в первый же год после посадки. Причинами гибели высаженных растений могут быть плохая подготовка почвы, некачественный материал, несвоевременное проведение агротехнических уходов и др.

Инвентаризацию или учёт площади и приживаемости посадок проводят ежегодно в конце вегетационного периода, а сомкнувшихся посадок – периодически при лесоустройстве.

Учёт приживаемости начинается с общего осмотра посадок в натуре. В случае большой неоднородности в приживаемости растений на площади лесных полос выделяют глазомерно относительно однородные участки, границы которых наносят на карту-схему лесных полос. В пределах каждого участка закладывают пробные площади для точного учёта приживаемости растений. На участках лесных полос площадью до 3 га размер пробной площади должен составлять 5%, на участках 4-5 га – 4%, от 6 до 10 га – 3% и свыше 10 га – 2%. На пробной площади проводят сплошной перечёт сохранившихся и погибших растений. Причём, пробную площадь закладывают по всей ширине лесополосы.

По каждой лесной полосе составляют инвентаризационную ведомость и выводят средний процент приживаемости растений по каждому однородному участку. В зависимости от этого планируют и проводят дополнение посадок, т.е. посадку растений в местах отпада. Приживаемость считается высокой при 85-90% посадочных мест с живыми растениями. В этом случае дополнение посадок не делают. Если отпад составляет свыше 50% числа посадочных мест, то такие лесополосы не дополняют, их считают погибшими, распахивают и сажают заново. Дополняют посадки обычно вручную под лопату высококачественным посадочным материалом.

 

5 Защитные лесные насаждения на пастбищных землях

 

В Казахстане естественные пастбищные угодья занимают свыше 187 млн. га. Располагаясь в основном в пределах сухостепной, полупустынной и пустынной зон республики, представляющих собой преимущественно животноводческие районы, пастбищные угодья крайне нуждаются в комплексе мероприятий, направленных на повышение их продуктивности и защиту сельскохозяйственных животных от неблагоприятных природных условий.

Вполне понятно, что состояние и продуктивность пастбищ имеет исключительно большое значение для животноводства Казахстана.

Система защитных лесонасаждений на пастбищах включает:

—           пастбищезащитные лесные полосы;

—           зелёные или древесные зонты;

—           прифермские и прикошарные защитные лесные насаждения;

—           затишковые защитные насаждения;

—           пастбищные мелиоративно-кормовые насаждения.

 

Пастбищные лесные полосы – насаждения, которые создаются для улучшения микроклимата, повышения продуктивности пастбищ, рационального их использования, защиты пастбищ и скота от сильных ветров, пыльных бурь, зимних метелей и буранов. Под защитой лесных полос улучшается естественный травостой и создаются более благоприятные условия коренного улучшения кормовых угодий, а в отдельных случаях полосы (например, саксауловые) сами служат дополнительным источником кормов. Наличие штилевых зон на облесённых пастбищах позволяет в осенне-зимний период более длительное время выпасать овец и других животных и этим экономить заготовленные корма. При наличии в хозяйствах пастбищезащитных лесных полос значительно облегчается практическое осуществление пастбищеоборотов.

Система пастбищезащитных лесных полос состоит из продольных и поперечных полос плотной (непродуваемой) конструкции. Продольные лесные полосы размещают перпендикулярно направлению наиболее вредоносным ветрам в данной местности.

По аналогии с полезащитным лесоразведением, расстояние между пастбищезащитными полосами обосновывают зоной влияния полос на скорость ветра, т.е. в зависимости от почвенно-климатической зоны и механического состава почвы оно должно составлять от 20-30 до 50-60 высот полосы:

—           на южных чернозёмах – 350 м;

—           тёмно-каштановых почвах – 300 м;

—           каштановых – 250 м;

—           светло-каштановых – 200 м;

—           бурых полупустынных почвах – 100-150 м.

На сильно повреждённых ветровой эрозией песчаных участках продольные полосы размещают через 50-100 м.

Расстояния между поперечными полосами могут быть от 1000 до 2000 м.

На пастбищах перспективны полосы плотной непродуваемой конструкции. В системе непродуваемых лесных полос, как известно, снег распределяется неравномерно. Значительная часть его откладывается в лесных полосах и приопушечной части. В межполосных же пространствах образуются зоны выдувания, откуда снег частично сносится. Такое неравномерное распределение снега между полосами позволяет дифференцированно использовать пастбище. Участки между полосами, откуда снег частично сносится, являются удобными для зимнего выпаса в снежные зимы, что способствует удлинению пастбищного периода. Приопушечная же часть, где за счёт снегонакопления травостой лучше развит, отводится для ранневесеннего выпаса. Такое дифференцированное использование пастбищ в системе лесных полос непродуваемой конструкции является наиболее продуктивным и экономически эффективным.

 

Зелёные или древесные зонты – насаждения на пастбищах, создаваемые в виде небольшой, в основном, правильной прямоугольной формы искусственной куртины площадью от 0,3 до 1,2 га. Располагают их чаще всего у водопойных пунктов или в местах отдыха животных с целью защиты их от солнцепёка, изнурительного летнего зноя и облегчения терморегуляции животных.

Зелёные зонты небольших размеров (0,3-0,5 га) в пустынных и полупустынных районах можно размещать в межбарханных котловинах и в понижениях с близким залеганием грунтовых вод.

В зелёном зонте в зависимости от его площади может быть от 8 до 40 микрозонтов. В каждом микрозонте высаживается от 9 до 25 деревьев с размещением 4×4; 5×5; 6×6 м. Микрозонты разделяются коридорами шириной 9-20 м.

Создавать зелёные зонты лучше посадкой 3-5-летних саженцев с высотой надземной части не менее 3 м. Эксплуатация зелёного зонта начинается, как правило, через 2 года после посадки.

 

Прифермские и прикошарные насаждения – посадки леса полосами, располагаемыми у животноводческих ферм и кошар со всех сторон или со стороны господствующих вредоносных ветров для защиты животноводческих помещений и самих животных в зимний период от снежных заносов и холодных ветров, а в весенне-летний период от пыльных бурь и заносов песком и пылью. Посадки этого типа также улучшают микроклимат и санитарно-гигиенические условия в зоне размещения животных.

Для создания прифермских и прикошарных лесных полос подбирают участки с лучшими почвенными условиями. Размещают их на 30-50 м от животноводческих построек в виде лесных полос, состоящих из 2-4 кулис шириной 10-20 м каждая (3-5 рядов) и с разрывами между ними в 15-20  метров. Для посадки используются в основном сеянцы, реже крупномерный посадочный материал – саженцы. В опушечные ряды кулис рекомендуется высаживать кустарники, а в тяжёлых почвенно-гидрологических условиях прифермские и прикошарные насаждения создают из одних кустарников.

 

Затишковые насаждения. На постоянных пастбищах, где нет пастбищезащитных лесных полос, а также на сезонных пастбищах и скотопрогонных трассах для защиты и укрытия отар, гуртов и табунов сельскохозяйственных животных от неблагоприятных погодных условий и предохранения их от переохлаждения создают защитные лесные насаждения площадью от 0,5 до 3 га куртинного типа в виде лесных полос, так называемые затишки или скотоубежища.

Этот вид защитных насаждений имеет большое значение в Западном и Южном Казахстане и в некоторых других областях республики, так как здесь на пастбищах нет никакой древесной растительности и животные рано весной, поздней осенью и зимой страдают от пыльных бурь, холодных ветров и буранов.

Затишковые насаждения создаются обычно в виде двух крестообразных пересекающихся полос, Т-образные, П-образные и т.д.

По конструкции эти полосы должны быть как можно более плотными, поэтому их следует создавать чередуя ряды деревьев с рядами кустарников; в менее благоприятных условиях, где древесные породы растут плохо, насаждения создают из одних кустарников. Ширина каждой из пересекающихся лесных полос 20-30 м, длиной от 50 до 200 м.

 

Пастбищные мелиоративно-кормовые насаждения – это редкостойно-кустарниковые насаждения, создаваемые на отдельных массивах низкоурожайных пустынных и полупустынных пастбищ Средней Азии и Казахстана для повышения продуктивности пастбищ.

Породный состав кустарников, высеваемых на пастбищах, следующий: саксаул чёрный и белый, черкез Рихтера или Палецкого, кандымы, прутняк, терескен, полыни, различные виды тамариксов, солянок и другие. Эти кустарники служат дополнительным источником кормов, создают более благоприятные условия для выпаса и предохраняют почву от ветровой эрозии.

Мелиоративно-кормовые насаждения используют для выпаса скота с третьего года жизни. Нарушение этого срока влечёт значительный отпад и даже гибель неокрепших насаждений.

 

6 Эрозия почв и борьба с ней

 

6.1 Нормальный и ускоренный виды эрозии почв

Под общим понятием эрозии почвы следует понимать процесс разрушения и сноса почв и рыхлых пород под действием воды и ветра. В зависимости от этого эрозия бывает водная и ветровая.

Различают нормальную и ускоренную эрозию почвы. Под нормальной эрозией понимают разрушение поверхности суши, происходившее как в прошлом, так и теперь под влиянием естественных причин. Нормальная эрозия определяется главным образом рельефом и метеорологическими условиями. Происходит она при наличии уклона и стока воды. Происходящие при нормальной эрозии незначительные разрушения почвы быстро восстанавливаются под действием почвообразовательного процесса. Темпы такой эрозии малы, внешне незаметны. Почвоведы считают этот процесс своеобразным, непрерывно совершающимся, незаметным и благодетельным обновлением почвы.

Существующее при нормальной эрозии как бы временное равновесие между удалением верхних слоёв почвы и образованием новых почвенных слоёв резко нарушается при воздействии на почву производственной деятельности человека. Неумеренная распашка земель, вырубка лесов, неорганизованная пастьба скота и другие проявления нерациональной хозяйственной деятельности человека приводят к изменению и усилению темпов естественной эрозии почв. Это носит название ускоренного вида эрозии. В результате ускоренной эрозии в течение одного года может произойти такой смыв и выдувание верхних слоёв почвы, который в условиях нормального эрозионного процесса потребовал бы столетий.

Характерными признаками ускоренной эрозии являются:

—           уменьшение или даже полное отсутствие в почве горизонта А;

—           расположение крупнозернистых частиц почвы над более мелкими;

—           обнажение щебёнки в результате смыва или выдувания мелких частиц;

—           увеличение содержания ила в водных потоках, проходящих по эродированным землям.

Сельскохозяйственные земли любой страны земного шара в той или иной степени страдают от стихийных бедствий. Причём, если одни из них – атмосферные засухи, суховеи, наводнения, ураганы не зависят от деятельности человека, то другие разрушительные стихийные процессы – водная эрозия почв, ветровая эрозия, засоление и заболачивание сельскохозяйственных угодий относятся за счёт бесхозяйственности и недальновидности людей и их неразумного отношения к плодородию почвы.

В целом по Казахстану эрозионно-опасные земли составляют около четверти его территории.

Из общей площади эрозионно-опасных земель почти три четверти приходятся на земли, опасные в отношении ветровой эрозии, и немного более одной четверти – водной эрозии (Егоренков, 1977).

 

6.2 Ветровая эрозия почвы

Из разрушительных стихийных процессов антропогенного характера колоссальный вред сельскому хозяйству приносит ветровая эрозия и её конечное проявление в виде так называемых пыльных бурь.

Ветровая эрозия в основном наблюдается в аридных зонах, где осадков выпадает значительно меньше, чем испаряется воды с поверхности. Эти зоны характеризуются продолжительным вегетационным периодом, засушливостью климата и сильными ветрами.

Дефляции в первую очередь подвергаются лёгкие по механическому составу почвы: песчаные, супесчаные и легкосуглинистые. Легко подвергаются выдуванию также почвы, находящиеся в распылённом состоянии.

Наряду с природными факторами, влияющими на развитие ветровой эрозии, важное значение имеют организационно-хозяйственные. К ним относятся распашка больших площадей лёгких по механическому составу почв, неправильные приёмы обработки почвы, уничтожение естественной древесной и кустарниковой растительности, неурегулированный выпас скота, отсутствие правильных севооборотов и др.

Площади распаханные, лишённые растительности (чёрные пары) или покрытые слабыми, неокрепшими всходами, легко поддаются развеиванию, особенно в тех случаях, когда при обработке почвы применялись орудия, сильно распыляющие почву.

По данным С.Л. Егоренкова (1977) при развеивании почв наблюдаются 3 взаимосвязанных явления:

—           выдувание почвы, в результате чего резко снижается её плодородие. В отдельных случаях территория превращается в бугристые пески. Посевы гибнут от ветролома, обнажения корневой системы;

—           засыпание полей ветровыми наносами, при этом образуется мелко-бугристая поверхность. Наносы засыпают всходы сельскохозяйственных культур, что приводит к их гибели. В этих наносах откладывается наименее ценная в сельскохозяйственном отношении часть развеваемой почвы, а наиболее ценная уносится ветром во взвешенном состоянии;

—           срезание растений наиболее грубой песчаной частью почвы, которая передвигается почти по поверхности почвы. Поток песчинок подрезает стебли растений вровень с почвой.

С учётом всего сказанного основные мероприятия по борьбе с ветровой эрозией должны быть направлены:

а) на снижение скорости ветра;

б) на сохранение структуры почвы;

в) на перехват частиц, движущихся при пыльных бурях скачкообразно;

г) на поддержание верхнего слоя почвы во влажном состоянии;

д) на увеличение шероховатости поверхности почвы.

Выполнение этих задач возможно только в результате применения целого комплекса разносторонних и взаимосвязанных мероприятий.

Мероприятия, комплексное применение которых может надёжно защитить почвы от пыльных бурь, можно разбить на три группы: организационно-хозяйственные, агротехнические и лесомелиоративные.

Основой организационно-хозяйственных мероприятий должно быть детальное почвенно-эрозионное обследование землепользования каждого отдельного хозяйства. Такое обследование целесообразно проводить группой специалистов в составе землеустроителя, почвоведа, агронома и лесомелиоратора (лесовода). В процессе обследования выявляются все участки, в разной степени повреждённые ветровой эрозией, а также участки, которым может угрожать опасность подвергнуться развеванию в будущем. Наиболее устойчивыми против ветровой эрозии являются глинистые почвы с хорошей комковатой структурой, а также солонцеватые с глыбистой структурой; менее стойки те же почвы, но с распылённой структурой; ещё менее стойки карбонатные чернозёмы и каштановые почвы и, наконец, больше всего подвергаются дефляции бесструктурные и песчаные почвы засушливых районов.

На основе такого обследования по каждому хозяйству должен быть составлен план противоэрозионных агротехнических и лесомелиоративных мероприятий.

Из агротехнических мероприятий в первую очередь должно быть обращено внимание на установление правильных севооборотов. На почвах, не подвергающихся ветровой эрозии, могут применяться обычные севообороты, рекомендуемые для данной почвенно-климатической зоны. На площадях, подвергающихся развеиванию, должны быть введены почвозащитные севообороты с полосным размещением сельскохозяйственных культур, чередующихся с полосами посевов многолетних трав. На участках, подверженных наиболее сильному воздействию пыльных бурь, необходимо применять кормовые севообороты лугопастбищного типа с длительным использованием многолетних трав. Площади, повреждённые уже ветровой эрозией и непригодные для посевов сельскохозяйственных культур, необходимо исключить из севооборота и занять травами (донник, житняк, эспарцет и их смеси), причём посев их производить в два приёма узкими полосами.

Такие залуженные площади можно использовать главным образом, как сенокосы и лишь в редких случаях для ограниченного и умеренного выпаса скота.

На площадях, подверженных пыльным бурям, длинные стороны полей севооборотов следует размещать поперёк направления ветров, вызывающих дефляцию.

Из других агротехнических мероприятий, направленных на предотвращение и борьбу с ветровой эрозией, рекомендуются следующие:

а) накопление в почве влаги путём сохранения стерни на поверхностях почвы, снегозадержания, создания кулис из высокостебельных растений (подсолнечник, горчица);

б) безотвальная обработка почвы специальными орудиями с оставлением стерни на поверхности почвы;

в) запрещение пахоты, рядового посева и культиваций вдоль направления эрозионно-опасных ветров;

г)  отказ от применения гладких катков и замена их ребристыми, кольчатыми и шпоровыми;

д)  замена чистых паров кулисными и ряд других.

Однако только агротехнические мероприятия не могут полностью прекратить ветровую эрозию, они не способны также защитить поля от губительного воздействия засух и суховеев. Это объясняется тем, что агротехнические мероприятия ни в какой степени не влияют на характер ветрового потока.

Наиболее надёжным средством для защиты почв от ветровой эрозии являются лесомелиоративные мероприятия в виде создания лесных полос. Снижая скорость ветра, лесные полосы одновременно замедляют перемещение почвенных частиц на защищённой территории. Кроме того, под влиянием лесных полос изменяется микроклимат полей, образуется более развитый травостой. На полях накапливается больше снега, что способствует увеличению запасов влаги. Всё это повышает устойчивость почвы к разрушению.

 

6.3. Водная эрозия почвы

Как бы ни была ровна поверхность почвы той или иной земельной площади, на ней всегда найдутся уклоны, достаточные для стока воды. Атмосферные осадки, стекая даже по ничтожным уклонам, образуют многочисленные, разнообразно ветвящиеся струйчатые размывы самых различных размеров. Чем круче уклоны, тем интенсивнее протекают процессы размыва. Таким образом, можно отметить, что рельеф местности является как бы физической основой эрозионных процессов, определяющих интенсивность смыва и размыва почв и почвогрунтов.

В зависимости от крутизны склонов, интенсивности стока, характера его и других факторов, ускоренную эрозию разделяют на:

а) поверхностную (плоскостную);

б) струйчатую;

в) линейную (овражную).

 

Поверхностная эрозия. В условиях сглаженного однородного склона вода стекает слоем незначительной толщины, равномерно смывая почву. При этом обнажённая почва теряет гораздо больше частиц, чем почва, покрытая растительностью. Этот наименее заметный и наиболее опасный тип смыва носит название плоскостной эрозии. Плоскостная эрозия обычно протекает настолько медленно, что её просто не замечают, а если и замечают, то слишком поздно, когда процесс смыва зашёл уже далеко.

Если с плоскостной эрозией соответственно не бороться, то она в большинстве случаев переходит в следующую форму своего развития —  струйчатую и далее в овражную эрозию.

Струйчатая и овражная эрозии. Обычной формой проявления струйчатой эрозии являются весьма незначительные ручейковые размывы глубиной до 20 см, имеющие обычно прямолинейное направление вниз по склону. Эти размывы формируются тогда, когда равномерный сток воды небольшим слоем по не защищённой растительностью поверхности переходит в концентрированный сток в виде ручейков, обладающих уже более сильной размывающей способностью.

При дальнейшей концентрации поверхностного стока струйчатая эрозия переходит в следующую стадию – овражную. Обычно это наблюдается там, где не предпринимают мер борьбы против струйчатой эрозии в начальных стадиях её развития. В большинстве случаев овражная эрозия является крайней степенью разрушения почвогрунта, следствием ускоренных процессов смыва, вызванных и усиленных нерациональной хозяйственной деятельностью человека.

По площади поражаемых территорий овражная эрозия значительно меньше территорий, поражаемых плоскостной и струйчатой эрозией.

 

Гидрографическая сеть и её элементы. Современный рельеф любой местности сформировывался ещё в период таяния ледников и представляет собой поверхность, покрытую разветвлёнными эрозионными углублениями. Общую совокупность этих эрозионных углублений называют гидрографической сетью. Вода, стекая по поверхности земли вниз по склонам, концентрируется в гидрографической сети и по ней уходит в реки и затем в моря и океаны.

По А.С. Козменко (1963) гидрографическая сеть состоит из следующих элементов  или звеньев, начиная сверху: ложбины, лощины, балки (суходола) и долины реки (рисунок 4).

В плане она похожа на лежащее дерево, ствол которого является долиной, а балки, лощины и ложбины – ветвями первого, второго и третьего порядка.

Каждое звено имеет свою площадь водосбора, то есть участок поверхности земли, с которого вода стекает в данное звено. Линия, разграничивающая соседние водосборные площади, называется водораздельной. Она проходит по наиболее возвышенным в данном месте точкам рельефа местности.

Звенья гидрографической сети отличаются один от другого величиной и формой берегов.

Ложбина – самое верхнее и самое мелкое звено гидрографической сети. Она представляет собой выраженную впадину с едва заметными пологими берегами. Берега распахиваются. Площадь водосбора не превышает 50 га. Ложбина впадает в лощину.

Лощина – следующее за ложбиной звено гидрографической сети. Представляет собой ясно выраженное углубление шириной 20-30 м, глубиной 8-10 м. Берега симметричные, склоны более крутые, не распахиваются. Дно вполне сформировавшееся. Площадь водосбора достигает 500 га. Лощина по мере движения вниз по склону расширяется, углубляется и впадает в балку или сама становится балкой.

Балка – более древнее образование, характеризуется широким (до 200-300 м) и более глубоким (15-20 м) углублением. Для неё характерны несимметричные берега: освещаемые солнцем, как правило, крутые, теневые – пологие. Дно имеет постоянный или временный водоток. Площадь водосбора до 3000 га. Постепенно расширяясь и углубляясь, балка впадает в долину реки.

Долина реки – последнее и наиболее выраженное звено гидрографической сети и воспринимает сток воды от всех вышележащих звеньев гидрографической сети. Различают долины двух типов – долины небольших рек с уклоном русла или дна более 0,002 (характерны для небольших речек с неразработанным дном) и долины более крупных рек с уклоном меньше 0,002. У долины реки в соответствие с законом Берга при вращении Земли происходит подмыв западного берега, вследствие чего он всегда круче, а восточный – пологий.

Гидрографическая сеть расчленяет всю территорию поверхности земли. Поэтому пашни, луга и леса расположены на водосборных площадях тех или иных звеньев этой сети.

Вся площадь гидрографической сети представляет собой склоны, которые на вертикальном разрезе могут иметь различную форму – выпуклую, прямую, вогнутую или ступенчатую.

Существуют 2 основных варианта современной водной эрозии – смыв и размыв почвы. По С.С. Соболеву (1950) на выпуклых и прямых склонах наиболее сильный смыв происходит в нижней части склона, где накапливаются большие массы воды, имеющие в этих местах и наибольшую скорость. На вогнутых же склонах наибольший смыв начинается с середины склона, где он наиболее крутой.

При смыве почвы происходит не только потеря питательных веществ, но и резко ухудшаются её физические свойства, а именно, разрушается структура, понижается их влагоёмкость и водопроницаемость. Всё это, в конечном счёте, приводит к снижению плодородия почвы и снижению урожая, вплоть до полного выбытия площадей из сельскохозяйственного пользования.

При концентрации вод поверхностного стока возникает второй вид эрозии – размыв почвы, результатом которого является образование оврагов. Под оврагом следует понимать современное эрозионное образование в виде промоины, возникшей в результате размыва и выноса почвы потоками талых и ливневых вод. В каждом овраге следует различать его части: вершину, устье, конус выноса, дно, русло, откосы.

Вершиной оврага называют верхнюю её часть, в результате размыва которой овраг растёт в сторону поля. Устье – это место впадения оврага в нижележащее звено гидрографической сети. Конус выноса – место отложения твёрдых частиц, переносимых водой. Оно приурочено к устью оврага. Дно – нижняя часть оврага, более или менее ровная в поперечном разрезе, ограниченная с обеих сторон откосами. Русло – это пониженная часть дна оврага, по которой протекает вода. Откос – часть оврага, которая сверху ограничена бровкой, а снизу – дном. Крутизна откосов зависит от времени их образования и свойства почвогрунта. Овраг со всеми его ответвлениями носит название овражной системы.

Динамика или стадии развития оврагов находятся в тесной взаимосвязи с базисом эрозии.

Базисом эрозии называется уровень, на котором стекающие водные потоки теряют свою разрушительную силу и ниже которого глубинная эрозия не происходит. Различают постоянный и местный или временный базисы эрозии. За постоянный базис эрозии принимается уровень моря или океана. Местным или временным базисом эрозии является дно нижележащего звена гидрографической сети, в которую впадает данный овраг. Линия, соединяющая временный  базис эрозии с вершиной оврага, называется кривой эрозии. Чем круче кривая эрозии, тем интенсивнее происходит рост оврага.

С.С. Соболев (1950) в развитии оврагов выделял 4 стадии:

Рис. 5. Стадии развития продольного профиля оврага

Первая – это стадия промоины, которая образовалась на поверхности почвы, но не может быть сглажена обычной вспашкой; в ней концентрируются потоки талых и ливневых вод. Овраг в этой стадии имеет незначительную глубину, дно промоины повторяет профиль склона, поперечное сечение – треугольное или трапециевидное. На распаханных площадях и рыхлых грунтах первая стадия протекает очень быстро (1-3 года).

Вторая – это стадия роста оврага вершиной в сторону поля. Она начинается с образования вершинного перепада или обрыва. Под действием стекающей воды вершина оврага обваливается, одновременно разрушается и углубляется его дно. Устье оврага оказывается выше местного базиса эрозии, поэтому овраг в этой стадии называется висячим. Высота перепада быстро увеличивается до 5-10 м. Овраг глубоко врезается вершиной в толщу почвогрунта и при каждом стоке воды происходит размыв и рост оврага в сторону поля. Откосы оврага в этой стадии обрывистые и крутые, дно узкое.

В однородных рыхлых грунтах, например, лёссах, вторая стадия протекает быстро, но при наличии прослоек из твёрдых пород затягивается на более длительное время.

Третья стадия – выработка профиля равновесия. Она начинается, когда овраг углубляясь, достигает уровня местного базиса эрозии и теряет висячее устье. В этой стадии продольный профиль русла оврага соответствует профилю равновесия, при котором стекающая от вершины к устью вода не производит ни размыва русла, ни отложения продуктов эрозии, то есть с этого момента рост оврага в глубину и длину резко замедляется, но продолжается в ширину. Откосы отсыпаются, на пологих склонах формируется почвенный покров, поселяется травянистая растительность.

Четвёртая  — стадия затухания оврага, когда его продольный профиль приобретает устойчивое равновесие и становится постоянным. В этой стадии прекращается глубинная эрозия, приостанавливается рост оврага в длину и ширину, крутизна откосов достигает 30-40°, сглаживается обрыв вершины. Большую роль в затухании роста оврага имеет развитие травянистой растительности и формирование почвенного покрова.

Овражная эрозия наносит большой и почти непоправимый ущерб земельным угодьям, расчленяет пашню на мелкие участки, делает её неудобной для обработки. Это вызывает острую необходимость разработки мер защиты земель от разрушения.

 

7 Современные методы и способы борьбы с эрозией почв

 

В настоящее время борьба с эрозией почв и её предупреждение осуществляется комплексом взаимосвязанных и дополняющих одна другую мероприятий: организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических с охватом всей водосборной площади гидрографической сети.

 

7.1 Организационно-хозяйственные мероприятия

Организационно-хозяйственные мероприятия, осуществляемые при землеустройстве, служат основой для правильного применения других мер защиты почвы от водной и ветровой эрозии. Эти мероприятия должны учитывать ряд физических и биологических закономерностей процессов, протекающих на территории землепользования и давать наиболее экономически выгодное решение по использованию земельных угодий.

В качестве физической основы для проектирования размещения сельскохозяйственных угодий и севооборотов А.С. Козменко (1963) предложил деление земельной территории в пределах водосборов на 3 фонда земель:

—                приводораздельный – с уклонами поверхности до 2-3°, с несмытыми и слабосмытыми почвами, для размещения основных севооборотов;

—                присетевой – с уклоном до 8-10°, со средне- и сильносмытыми почвами, для размещения почвозащитных севооборотов или залужения;

—                гидрографическую сеть – с уклоном выше 8-10°, которая должна использоваться в зависимости от её состояния, а именно: для выращивания леса на размытых берегах, для пашни или сенокоса по широким днищам балок и речных долин.

 

Наиболее полно отражает структуру землепользования следующая характеристика сельскохозяйственного использования земель по 3 основным группам:

I Земли интенсивного использования в земледелии и ежегодно обрабатываемые;

II Земли с ограниченной возможностью обработки;

III Земли, непригодные для сельскохозяйственного использования.

В свою очередь, каждая основная группа подразделяется на подгруппы.

Первая группа земель интенсивного использования делится на 4 подгруппы.

  1. Земли, расположенные на водораздельных пространствах с уклоном до 1,5°. Они не подвержены водной и ветровой эрозии. На таких землях размещаются любые полевые севообороты. Противоэрозионные агротехнические мероприятия и создание полезащитных лесных полос применяются в данном случае с целью улучшения микроклимата полей и предупреждения ветровой эрозии почвы.
  2. Земли приводораздельной части склона с уклоном от 1,5 до 3°, подверженные слабой эрозии. Требуется проводить более сложные противоэрозионные агротехнические мероприятия и создавать водорегулирующие полосы с целью защиты почв от водной эрозии.
  3. Земли, подверженные средней эрозии с уклоном поверхности от 3 до 5°. На них необходимо применять более полный комплекс противоэрозионных агротехнических мероприятий, включая противоэрозионные севообороты с возделыванием многолетних трав, полосное размещение полей севооборотов поперёк склонов, создавать водорегулирующие лесные полосы против водной эрозии почвы.
  4. Земли, подверженные сильной эрозии с уклоном территории полей от 5 до 7°, расчленённые ложбинами и промоинами. Поля должны размещаться длинной стороной поперёк склона. Необходимо применять полосное размещение сельскохозяйственных культур поперёк склона, севообороты с многолетними травами, полные противоэрозионные агротехнические мероприятия, создавать водорегулирующие лесные полосы.

 

Вторая группа земель, пригодная для ограниченной обработки, включает только одну подгруппу. Они подвержены сильной ветровой и водной эрозии, расположены на территории с уклоном от 7 до 12°. На них нельзя постоянно выращивать однолетние полевые культуры. Такие земли должны быть отведены под травопольные севообороты или залужены. Для ослабления водной эрозии почвы создаются водорегулирующие и прибалочные лесные полосы.

Третья группа земель подразделяется на четыре подгруппы.

  1. Земли, расположенные на территории со склоном от 12 до 18°. Они непригодны для использования в почвозащитном севообороте. Их отводят под сенокосы и пастбища с применением противоэрозионных мероприятий. Для их усиления создаются лесные насаждения типа прибалочных.
  2. Земли характеризуются крутыми склонами балок с уклоном 18-25°. Используются под пастбища с нормированным выпасом скота. Балки могут использоваться под лесонасаждения.
  3. Участки с уклоном 25-45°. Они могут быть освоены под лесные насаждения.
  4. Участки с уклоном более 45°. Используются под лесные приовражные и овражные насаждения с частичной обработкой почвы.

Рассмотренные  группы и подгруппы земельных территорий, подверженных в различной степени эрозионным процессам, дают возможность землеустройству более рационально спроектировать использование земли в сельском хозяйстве.

При организации территории запроектированных севооборотов особое внимание следует уделять на правильное расположение границ полей и дорог, так как вдоль их будут размещаться лесные полосы. На равнине длинные стороны полей необходимо располагать перпендикулярно направлению вредных ветров. В условиях расчленённого рельефа местности, где выражен поверхностный сток воды, длинные стороны полей планируют поперёк склона, а ещё лучше – по горизонталям. В некоторых случаях необходимо отказаться от прямоугольной формы поля.

 

7.2 Агротехнические мероприятия

Агротехнические мероприятия по защите почвы от эрозии направлены на задержание поверхностного стока воды и улучшение структуры почвы. Рассмотрим некоторые из них.

Создание прочной почвенной структуры проводят в состоянии спелости почвы, когда она при обработке не липнет к почвообрабатывающим орудиям и не пылит. В это время от обработки меньше разрушаются структурные частицы почвы. Сохранению крупных почвенных зёрен на поверхности способствует обработка зяби чизель-культиваторами, замена гладких катков кольчатыми или рубчатыми. Прочная и крупнокомковатая структура создаётся также под воздействием многолетних трав.

Углубление пахотного слоя рекомендуется на слабо- и среднесмытых почвах. Оно содействует лучшему впитыванию почвой воды, уменьшая этим самым поверхностный сток. На слабосмытых почвах производят глубокую вспашку плугами с почвоуглубителями, на среднесмытых – углубляют пахотный слой путём вспашки с почвоуглубителем или применяют безотвальную вспашку. Одновременно с углублением пахотного слоя применяют внесение органических удобрений.

Глубокая плантажная вспашка с оборотом пласта даёт хорошие результаты на солонцеватых почвах с близким залеганием гипсового горизонта. Она способствует задержанию стоковых вод, переносу гипса в верхние горизонты почвы, увеличению мощности рыхлого слоя почвы.

Пахота, культивация и посев сельскохозяйственных культур поперёк склона способствуют задержанию поверхностного стока воды и препятствуют развитию смыва почвы.

Обвалование зяби и паров временными земляными валиками является более эффективным мероприятием, чем обработка почвы поперёк склона. Это мероприятие обычно проводится на среднесмытых почвах. Для поделки валиков одновременно с пахотой один из отвалов плуга удлиняют (или ставят удлинённый отвал).

Поделка микролиманов или прерывистых борозд рекомендуется на склонах крутизной 2-4°. Микролиманы проводят вдоль горизонталей по вспаханной поперёк склонов почве специальными микролиманоделателями или лункообразователями. Причём, поделка прерывистых борозд или микролиманов начинается с верхних участков склона.

Почвозащитные севообороты включают максимальное количество полей, занятых многолетними травами. Вводят их на средне- и сильноэродированных почвах, где другие агротехнические приёмы не в состоянии предотвратить дальнейшее развитие эрозионных процессов. На почвах, подверженных очень сильной эрозии, внедряют почвозащитный лугопастбищный севооборот. При этом, под зерновые культуры отводят только 1-2 поля, а остальные 5-10 полей – под многолетние травы.

Агротехнические меры защиты почвы от эрозии довольно быстро оказывают действие, что особенно важно при отсутствии лесных полос или когда лесные полосы молоды и малоэффективны.

 

7.3 Лесомелиоративные мероприятия

Противоэрозионные защитные лесные насаждения улучшают водный и ветровой режим территории, обеспечивают более равномерное снегораспределение и снеготаяние. Они замедляют скорость поверхностного стока, обеспечивают дополнительное впитывание влаги и кольматаж (осаждение) наносов с вышележащих участков, повышают противоэрозионную роль агротехнических мероприятий.

В зависимости от основного назначения и размещения противоэрозионные защитные лесные насаждения подразделяются на водорегулирующие лесные полосы на склонах, прибалочные и приовражные лесные полосы вдоль балок и оврагов.

Водорегулирующие лесные полосы – способствуют равномерному снегораспределению, задержанию и регулированию поверхностного стока воды, уменьшают смыв и размыв почвы.

На землях, подверженных водной эрозии, водорегулирующие лесные полосы следует размещать поперёк направления линии стока, чтобы рассеянные струи воды входили в лесное насаждение под прямым углом и не могли стекать вдоль лесополосы. В связи с этим их большей частью располагают поперёк склона примерно по горизонталям.

Расстояние между водорегулирующими полосами не должно превышать: на обыкновенных и южных чернозёмах – 400 м; на каштановых почвах – 300 м. На склонах крутизной более 4° расстояние между полосами уменьшают до 200 м.

Профессор Н.И. Сус (1966) рекомендует при установлении ширины противоэрозионных лесных полос учитывать форму склона: на выпуклых частях склона с более интенсивным смывом и размывом создавать широкие лесополосы, а на вогнутых – более узкие.

В качестве общей придержки при проектировании принимают ширину водорегулирующих лесных полос не более 15 м.

Создаваемые водорегулирующие лесные полосы должны иметь плотную или умеренно-ажурную конструкцию.

Повышение водорегулирующих свойств должно осуществляться также за счёт правильного подбора древесных и кустарниковых пород. Наибольшей эффективностью водопоглощения характеризуются насаждения, в составе которых имеются породы с глубокой корневой системой (дуб, лиственница, тополи) и породы, обеспечивающие формирование рыхлой подстилки с высокой влагоёмкостью (липа, ясень, клён, жимолость).

В водорегулирующие лесные полосы в обязательном порядке высаживаются кустарники (20-25%), которые занимают, как правило, верхние ряды опушки.

Для повышения противоэрозионной роли водорегулирующих полос их создание следует сочетать с обвалованием нижней части опушки или сооружением прерывистой канавы-траншеи в нижнем междурядье.

Обвалование нижней опушки лесополосы проводится двукратным проходом плантажного плуга. При этом пласт отваливается в сторону полосы, высота валика 40-50 см.

На склонах крутизной 3-4° и сильно подверженных эрозии большой эффект даёт устройство в нижнем междурядье лесополосы прерывистой канавы-траншеи глубиной 100-120 см, подготовленной канавокопателем. Водопоглощающая роль таких водорегулирующих лесных полос возрастает в 3-4 раза.

Прибалочные и приовражные лесные полосы создают для защиты берегов балок и откосов оврагов от размыва, поглощения и распыления поверхностного стока, который невозможно предотвратить лишь водорегулирующими полосами.

Прибалочные лесные полосы создаются у бровок эродируемых балок, а приовражные – вдоль крупных оврагов на расстоянии ожидаемого осыпания откоса не ближе 3-5 м от бровки.

Ширина прибалочных и приовражных лесных полос устанавливается 20-30 м. При этом необходимо избегать извилистого размещения лесных полос, спрямляя, где возможно, границы бровок.

В прибровочную часть приовражных лесных полос, непосредственно прилегающих к откосам размыва, вводят 1-2 ряда корнеотпрысковых деревьев и кустарников – акацию белую, вишню степную, осину, шиповник. Следующие за ними 3-4 ряда создают из быстрорастущих древесных пород или обладающих хорошей порослевой способностью – берёза, тополь, вяз, клён. В остальные же ряды, прилегающие к полю, высаживают долговечные породы, имеющие глубокую корневую систему и не дающие корневых отпрысков (дуб, липа, яблоня, груша, абрикос, шелковица, смородина, ирга).

Прибалочные лесные полосы создают из этих же пород, но только в крайние ряды не вводят корнеотпрысковые породы, чтобы не засорять корневыми отпрысками сенокосы и пастбища, расположенные по склонам балок и ложбин.

Прибалочные и приовражные лесные полосы обычно создают плотной конструкции и реже умеренно-ажурной.

В условиях сухих степей древесные породы, расположенные в середине полосы, часто гибнут от недостатка влаги. В целях дополнительного увлажнения их за счёт снегонакопления, прибалочные и приовражные лесные полосы рекомендуется создавать из нескольких узких полос с разрывами между ними. Такие полосы проще закладывать и легче выращивать, чем сплошные. При этом распахивается меньшая площадь склона и в меньшей степени на ней бывает смыв и размыв почвы. Кроме того, такие разрывы между полосами можно использовать под посевы многолетних трав высокой продуктивности.

 

7.4 Гидротехнические мероприятия

В комплексе мероприятий по борьбе с эрозией почв агротехнические и лесомелиоративные имеют профилактическое значение. Гидротехнические сооружения необходимы, главным образом, потому, что лесомелиоративные насаждения оказываются действенными в борьбе с эрозией почв не раньше, чем через 5-7 лет. Поэтому, гидротехнические сооружения необходимо устраивать с таким расчётом, чтобы к началу эффективного действия лесомелиоративных насаждений они успели полностью себя оправдать.

Устройство и расчёт гидротехнических сооружений рассматриваются в курсе сельскохозяйственных мелиораций, поэтому остановимся лишь на простейших из них.

Распылители стока представляют собой валики высотой 40-60 см, перекрывающие водоток промоины. Техника устройства их несложная: на расстоянии 10-15 м выше вершины оврага под углом 45° к его оси проводят плужные борозды глубиной 30-40 см. Пласт отваливают в сторону вершины оврага. Распылитель устраивают за 2-3 прохода плуга в намеченном направлении. Длину борозды в зависимости от ширины оврага и возможности отвода воды принимают от 5 до 30 м. При пересечении с ложбиной глубина борозды должна быть наибольшей (30-40 см). Постепенно эта глубина к нижнему концу распылителя уменьшается и сходит на нет. Для прекращения роста оврагов достаточно устроить 2-3 таких распылителя через 20-30 м. Причём, первый размещается на расстоянии 10-15 м от вершины оврага.

Встречая на своём пути такой распылитель, водный поток изменяет своё направление в сторону нижнего конца борозды, распыляется по склону и, благодаря прекращению движения воды к вершине, рост оврага затухает.

Водозадерживающие валы и канавы устраиваются с целью не допустить в овраг воду, которую нельзя задержать на водосборе одними агротехническими мероприятиями или в первое время после создания лесомелиоративных насаждений. Водозадерживающие валы и канавы предупреждают разрушение оврагов, уменьшают паводок, предохраняют реки и водоёмы от заиления. Поэтому их устраивают преимущественно внизу водосборной площади перед оврагом.

Размещают валы и прерывистые канавы, впервые предложенные В.М. Борткевичем, строго по горизонталям через определённые расстояния. Первый вал делают на расстоянии 10-15 м от бровки оврага. Для определения трассы при необходимости применяют геодезические инструменты.

Глубина канавы – 0,7 м, ширина поверху – 1 м, по дну – 0,35 м. Размеры вала должны соответствовать размерам канавы, т.е. высота – 0,7 м, верхнее основание – 0,35 м, нижнее – 1 м.

Рис. 6. Схема расположения и профиль водозадерживающих валов и канав по Борткевичу

Валы и канавы устраивают механизированным способом с помощью канавокопателей. Поступающая с водосборной площади вода заполняет, прежде всего, канаву и далее удерживается валом. Для стока излишней воды в валах через каждые 10-20 м устраивают разрывы (перемычки) в виде водоспусков глубиной 15 см и шириной 2-3 м.

Валы с канавами должны охватить дугообразно вершину оврага. Этот способ весьма эффективен при закреплении коротких оврагов с большими перепадами и значительными уклонами дна.

Укрепители вершин оврагов или вершинные сооружения устраивают в том случае, если нет условий для создания распылителей стока или водозадерживающих валов и необходимо быстро прекратить рост оврага в длину. С этой целью создают ступенчатые водоспуски и лотки.

Ступенчатые водоспуски состоят из ряда укреплённых ступенек, которые делаются дощатые, каменные или бетонные. Ступеньки состоят из подпорных вертикальных стенок и водоупорных или водобойных горизонтальных площадок. Назначение таких ступенчатых водоспусков – препятствовать подмыву и разрушению грунта и росту оврага в длину. Скорость воды, проходящей через такие ступеньки, остаётся более или менее постоянной, погашаясь при каждом ударе о новую водобойную площадку.

Лотки или быстротоки устраивают деревянные, кирпичные и бетонные. По ним вода с водосборной площади стекает на дно оврага, минуя его вершину. В лотке различают три части: начальный приёмник, принимающий воду с водосборной площади, желоб лотка, проводящий воду на дно оврага и водобойный колодец, предназначенный для погашения скорости воды и предохранения дна оврага от разрушения. Для подвода воды к начальному приёмнику на водосборной площади устраивают водопроводящие земляные валы высотой 0,5-0,7 м.

 

8

 

пород, продуктом разрушения которых они являются, а также от их происхождения. Преобладающее большинство песков состоит из зёрен кварца (более 90%).

По химическому составу пески состоят в основном из окиси кремния (SiO2) с небольшой примесью других элементов.

По механическому составу пески подразделяются на: крупнозернистые (1,0-3,0 мм), среднезернистые (0,25-1,0), мелкозернистые (0,05-0,25) и пылеватые (0,01-0,05).

Содержание в песках физической глины не должно превышать 10%. При содержании её в пределах 10-12% почва становится супесчаной, а при дальнейшем увеличении её количества – превращается в суглинистую и глинистую.

Для песков характерно отсутствие связности, поэтому они подвержены перевеванию. Наибольшая подвижность наблюдается у песков пустынь и полупустынь. Обычно скорость наступательного продвижения песков составляет 1-5 м и редко превышает 15-20 м в год.

Пески обладают высокой водопроницаемостью и незначительной влагоёмкостью. Полная их влагоёмкость не превышает 20%, тогда как у глинистых почв она достигает 65%.

С точки зрения обеспеченности влагой различают 4 фазы, в которых могут находиться пески: голые сыпучие, полузаросшие, заросшие и полуразбитые.

Голые сыпучие пески (покрытые растительностью не более, чем на 10-15%) наиболее богаты влагой и характеризуются хорошими условиями водообеспеченности. Основной трудностью освоения голых сыпучих песков является их подвижность.

Заросшие пески (растениями покрыто более 50% площади), наоборот, являются иссушенными, но полностью потерявшими подвижность и более богатыми питательными веществами.

Пески полузаросшие и полуразбитые покрыты растительностью на 15-50%, занимают среднее положение и у их наблюдается частичное перевевание.

 

8.2 Образование подвижных песков и их самозарастание

Образование подвижных песков может происходить в процессе их первичного отложения (морские и озёрные, речные современные и др.), а также в результате неправильной деятельности человека, когда заросшие пески и песчаные почвы постепенно переходят в подвижные пески. Основными причинами этого являются: вырубка и раскорчёвка леса на песчаных почвах, неумеренный выпас скота, неправильная агротехника ведения сельскохозяйственных работ, другие случаи нарушения растительного покрова и связности верхних горизонтов песчаных земель.

Во всех случаях образования подвижных песков со временем происходит, за исключением пустынь с крайне неблагоприятными климатическими условиями, их зарастание естественным путём и превращение в заросшие пески.

В результате самозарастания и проведения мелиоративных мероприятий в настоящее время подвижные пески имеют место в основном в полупустынях и пустынях.

Сроки, в которые происходит самозарастание подвижных песков, зависят от сухости климата, интенсивности перевеивания и наличия очагов обсеменения. В пустынных и полупустынных условиях самозарастание обычно затягивается на десятки лет.

При самозарастании песков на них в первую очередь поселяются растения пионеры-песколюбы (псаммофиты), состоящие из двух категорий – многолетников и однолетних растений, так называемых эфемеров.

Типичными псаммофитами в Средней Азии являются – селин, верблюжья колючка, песчаная акация, ряд видов солянок и джузгунов.

Все многолетники приспособлены к прорастанию на подвижных песках и имеют мощную корневую систему; корневища обладают способностью образовывать придаточные корни, могут прорастать при засыпании их песком и укореняться при выдувании.

Ко второй категории относятся однолетние растения – эфемеры (маки, тюльпаны и др.), у которых очень короткий период вегетации, заканчивающийся к моменту высыхания песков. Значение их для закрепления песков небольшое.

Для растений обеих категорий характерно их влаголюбие и требовательность к аэрации, чем и объясняется заселение ими голых песков, пока они рыхлые и богаты водой.

Зарастание подвижных песков сопровождается сменой растительности и обычно происходит в следующей последовательности. Первоначально растения поселяются в понижениях и затем расселяются по всей территории. Рельеф сглаживается, пески теряют подвижность, уплотняются и иссушаются. Условия для растений псаммофитов ухудшаются, и их вытесняет другая растительность, более засухоустойчивая, но менее приспособленная к росту на подвижных песках. По мере дальнейшего уплотнения и иссушения песков их в сою очередь сменяют новые растения (саксаул, черкез, тамарикс, джузгун и др.). Одновременно с зарастанием песков происходит накопление перегноя и мелкозёма.

Зарастание голых песков сопровождается переходом их в песчаные почвы с постепенным повышением плодородия.

С целью ускорения зарастания подвижных песков и, естественно, их закрепления, производится искусственное травосеяние на песках. Оно применяется преимущественно в полупустынных и пустынных районах с животноводческим уклоном хозяйств для улучшения пастбищных и сенокосных угодий. При освоении больших территорий засевают лишь отдельные участки, которые будут служить очагами обсеменения.

Лучшими закрепителями песков являются песчаный овёс, верблюжья колючка, полынь песчаная.

Песчаный овёс или кияк – многолетнее злаковое растение, высотой до 1,5 м, надёжно закрепляет подвижные пески и обеспечивает скот грубыми кормами в зимний период.

Селин (акселеу) – многолетний злак, основное кормовое растение в пустынях Средней Азии, пионер барханных песков, хорошо размножается семенами и вегетативным путём.

Верблюжья колючка – многолетнее растение из семейства бобовых, высотой до 1 м, широко используется для механических защит.

Полынь песчаная широко применяется для закрепления подвижных песков в виде создания живых защит.

На пастбищах применяют также посев саксаула, солянок, джузгунов и др., молодые побеги которых в зимний период поедаются скотом. Для повышения продуктивности пастбищ и сенокосов подсевают житняк, люцерну, донник, клевер.

 

8.3 Закрепление подвижных песков

Закрепить подвижные пески одними предупредительными мероприятиями удаётся, к сожалению, не всегда. Поэтому возникает необходимость применения активных средств закрепления песков, чтобы не допускать их превращения в разбитые и бросовые земли.

К ним в первую очередь относятся механические или мёртвые защиты, которые размещают вдоль участков дорог, оросительных каналов, около населённых пунктов. Механические защиты используют в основном в острозасушливых условиях на сильноподвижных песках. В качестве материала для их устройства используют местные грубые травы – тростник, верблюжью колючку, а также ветви, хворост и другие материалы.

Механические защиты подразделяются на стоячие, устилочные и скрытые.

Устройство рядовых стоячих защит не вызывает особых затруднений. Перпендикулярно наиболее вредоносным ветрам в данном районе, вызывающим перевевание песков, пропахивают через 3-6 м плугом борозды глубиной 20-30 см и в них устанавливают пучки грубых трав, тростника, отрезки хвороста, ветви высотой 60-70 см, которые затем обратным ходом плуга запахиваются песком. Нижняя часть заделана в песок, а верхняя высотой 30-40 см возвышается над поверхностью, образуя ряды стоячих защит.

Устилочные или лежачие защиты применяют на сильно подвижных песках, где обычные способы не дают положительных результатов. Подлежащий закреплению массив разбивается на полосы шириной 50-60 м с промежутками в 100-120 м. В каждой полосе по поверхности раскладываются ряды хвороста при расстоянии между комлями соседних рядов 4 м. Комли укладывают навстречу ветру и притуживают жердями.

Устилочный метод закрепления песков очень дорог и применяется редко.

Скрытые защиты не возвышаются над поверхностью. Их применяют для предупреждения выдувания песков. Для устройства их в канавки глубиной 20-30 см укладывают фашины из тростника или грубых трав или же вертикально устанавливают сплошной стеной пучки грубых трав и засыпают песком.

Близким к механическим защитам является способ закрепления песков битумной эмульсией. Для его приготовления битум (остаточный продукт после перегонки нефти) нагревается до 120° и смешивается с водой, нагретой до 80°, в соотношении 1:1. Приготовленная эмульсия разбрызгивается на поверхность песка из расчёта 1-1,5 л на 1 м2. Она цементирует песок, образует на его поверхности плотную корку толщиной 8-10 мм, противодействующую развеванию песка в течение 5-6 лет. Песок, покрытый битумной плёнкой, имеет достаточно благоприятную для растений водо- и воздухопроницаемость, что создаёт условия свободного произрастания здесь травянистой растительности. Поэтому перед использованием битумной эмульсии производится посев или посадка древесных пород. За 5-6 лет на песках появится растительность, способная закрепить их.

Для закрепления песков могут применяться и другие химические препараты – нэрозин, латекс, полиакриламиды.

 

8.4 Облесение песков

Песчаные площади, непригодные для сельскохозяйственного пользования, используются под облесение. Облесению подлежат и достаточно плодородные песчаные почвы сельскохозяйственного назначения. В этом случае оно выражается созданием систем защитных лесных полос, предохраняющих почву от ветровой эрозии и положительно влияющих на урожайность сельскохозяйственных культур. При этом полосы следует размещать на сближенных расстояниях. При облесении песков Средней Азии и Казахстана используют: саксаул чёрный и белый, джузгун древовидный и Туркестанский, черкез Рихтера и Палецкого, тополь разнолистный (туранга) и сизолистный, тамарикс, облепиху, акацию песчаную.

Подготовка почвы под посадки различна. На голых и полузаросших песках посадку можно проводить без предварительной подготовки почвы; однако необходимо предварительно закрепить их механическими защитами.

На заросших и полуразбитых песках обработка почвы обязательна. При этом она может быть сплошной, если это не ведёт к дефляции, или частичной – полосами. Массивные насаждения из саксаула, черкеза и других пород, например, можно выращивать по границам оазисов.

Насаждения из этих пород полосами (кулисами) создают на барханных песках. Ширина полос 25-50 м, а расстояние между ними 100-150 м.

 

Последнее, на чём бы хотелось остановиться – это хозяйственное освоение песков.

Земли Казахстана раскинулись на огромном пространстве. И на всей этой территории, преимущественно в южной половине республики, протянулись широкой полосой пастбища, которые в структуре сельскохозяйственных угодий занимают 178 млн. га или 80%.

Располагаясь в основном в пределах сухостепной, полупустынной и пустынной зон республики преимущественно на песчаных землях и песках, пастбищные угодья крайне нуждаются в улучшении. Поэтому вопрос о рациональном использовании песков является весьма актуальным для Казахстана. При правильном освоении песчаных массивов можно получать высокие урожаи сельскохозяйственных культур, создавать плодовые сады, виноградники, выращивать различного вида лесные насаждения.

Однако, практика прошлых лет показала, что попытки одностороннего использования песчаных земель под лесоразведение или пастьбу скота или возделывание сельскохозяйственных культур не дали положительных результатов. В связи с этим, единственно правильной и экономически выгодной формой использования песков является комплексное их освоение.

Разработанная и теоретически обоснованная для обычных почв система земледелия и агрономические мероприятия неприемлемы для песчаных земель. Здесь нужны особые методы хозяйственного использования с учётом специфических особенностей этих земель, к которым относятся рыхлость, бесструктурность и лёгкое развевание их, высокая водопроницаемость, недостаочная влагоёмкость, низкое содержание гумуса и водно-растворимых солей. Причём, без защиты посевов от выдувания и засыпания внедрение рационального земледелия невозможно.

Было очевидно, что без защиты лесными полосами полевых культур, садов и виноградников они будут всегда находиться под угрозой частичной или полной гибели. Поэтому создание сети защитных лесных насаждений является обязательным условием рационального освоения песчаных земель.

Вся система агротехнических мероприятий на песчаных землях должна быть направлена на обогащение почвы органическими веществами и предохранение её от разрушения.

В Казахстане значительная часть песчаных земель не может быть рекомендована для земледелия, садоводства, виноградарства, но может с успехом использоваться под выпас скота.

Предохранить заросшие пески от развевания, избежать ухудшения пастбищ и повысить их продуктивность можно только путём правильного их использования и ухода за ними. Основным мероприятием в этом отношении является введение пастбищесевооборотов с обязательной загонной системой пастьбы и разграничением пастбищ по отдельным видам скота.

Важным моментом в использовании песчаных пастбищ является вопрос о нагрузке выпасаемого скота на единицу площади.

Основным мероприятием по улучшению естественных пастбищ и сенокосов является подсев трав, который даёт хорошие результаты на слабозаросших песках.

В заключение следует сказать, что в Казахстане, имеющем огромные массивы песчаных земель и песков, комплексное использование их имеет большое значение и этому вопросу надо уделять постоянное серьёзное внимание.

 

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий