Принципы выделения мелиоративных зон. Эрозионно-ландшафтные зоны, принципы их выделения, характеристика, особенности использования
Виды и значения мелиорации. Площади распространения мелиорированных земель в мире и России.
Мелиорация - система орг-хоз и технич мероприятий, по коренному улучшению неблагоприятных прир (гидрологические, почвенные, агроклиматические) усл для наиб эффективного использ зем ресурсов.
Виды, методы и объемы мелиоративных работ определяются комплексом хоз-экономич и прир усл р-на.
1. Гидротехнические - регулирование водн и воздуш режимов почв при избыт увлажнении (осушение), при недостаточном содержании воды в корнеобит слое почвы (орошение), при смыве и размыве почв (противоэроз).
2. Агротехнические (агромелиорация) - агротехнич приемы регулир водного и воздуш режимов почвы и пов-ного стока. (глуб рыхление, глубокая пахота, мощн А пах, кротование (аэрация), бороздование, узкозагонная вспашка вдоль склона, профилирование пов-сти, гребневание, или устройство мелкой временной водоотводящей сети.
3. Биологические - для повышения плодородия почв, предотвращ эрозии с помощью растительности. В состав мероприятий входит: лесная мелиорация – лучшение климатич, почвенных и гидрологических условий при помощи посадки лесных насаждений; посев культур мелиорантов (галофиты - растения, которые обитаю на засоленных землях, обладают способность разсолению почвы); биологических дренаж.
4. Химические улучшают хим св-ва почвы (известкование кислых почв, гипсование солончаков и солонцов, уд).
5. Культурно-технические улучшают пов-сть и конфигурацию полей, первичного освоения. Срезка кочек, раскорчевка пней и кустарников, фрезерование почв, внесен извести (т-диск борона, кустар-болотн плуг, фрезы).
6. Водохозяйственные для улучш состояния водных объектов и кач-ва воды. Расчистка водоемов, создание водо-охранных зон, борьба с зарастанием с заилением водоемов, создание зон рекреации.
Потребность с/х в мелиорации из-за наличия больших S с неблагоприятным водным режимом. Всего в мире орошается 220 млн га, осушается 170 млн. га.
Китай – 11орошается/53осушается, Индия 0,5/44, США 57/27, РФ 4/5 млн га. 16% пашни орошается.
9% пахотной земли в РФ дают > 20 % продукции.
Принцип выделения мелиоративных зон и районов, основные виды мелиорации применяемые в каждой зоне.
На тер-рии страны наблюдается неравномерие в распределении света, тепла, воды, пит.в-в,Тер-рия РФ делится на 5 природно – клим.зон.1. тундра(холодная зона, избыт. увл-ние, вечная мерзлота- проводятся только гидротехн.мероприятия) площадь- 14,8 %2. лесная зона, гумидная зона (избыт увлаж, низкие темпер.), где Р>Е в 1,5-2 раз (Р= 0-250 мм; Е – 1000-1500, мм). Много заболоченных земель и болота. Имеется большая теплоемкость U-v t, слабоминеральные.Необходимо: осушительная М, химическая, агротехническая, культурно-техническая, 2-х стороннее регулирование.- 54,8 %3. Лесостепная зона (недост.увл-е больш.темпер.воздуха, эрозион.проц-сы) Р=Е=450-650мм. Самая благоприятная для с/х, черноземы. Строит. Защ-е сооружения от эрозии и строит.системы оросительной сети.4. Степная зона (наличие больш. кол- ва тепла и света, недост. Воды) Р(350-500 мм)<Е(400-800) в 1,5-2 раза. Аэробные м.о., повыш минерализация, засоление. Ростовская обл., Саратовская, Краснодар. Необходимы- строятся обводнительн. Системы и выборочное орошение. – 17,1 %.5. Пустыни и полупустуни- (хар-ся большим кол-м тепла и света, дефицит влаги.- сплошное орошение.осадки- 170 мм в год,испарение=1500. Сплошное орошение-площадь 13,2%
3. Элементы с/х гидрологии (осадки, испарения, сток).
Гидролония – наука, изучающая гидросферу,ее св-ва и протекающие в ней процессы и явления во взаимодействии с атм и биосферой.∆W(изменение влаги)= Р +(S’+G’)-(S-G)-ES-сток/приток пов-стных вод; G-сток/приток ГВОсадки. Для мелиоративных работ надо знать кол-во осадков за год/мес/вегетацию. В НЧЗ 600-750 мм, в степной 250-450, в пустынных р-нах Ср. Азии - 100-200 мм. Хар-на резкая изменчивость выпадения ос по отдельным периодам и годам. Все это приводит к неодинаковому увлажнению почвы, не только различных зон, но и одного и того же участка в разные годы и периоды года. Устанавливаю расчетное ко-во осадков (годовое или сезонное) с различной обеспеченностью. Важен хар-р выпадений: ливни, мелкие, большие проливные, тропические ураганные. Ос влияют на заболоченность.На величину осадков оказывает влияние лес.Испарение – проц-с перехода влаги из жидкой или тв.фазы в газообр. и перенос пара на расстояния в рез-те солн.радиации и за счет транспирации раст.(суммарное испарение). п роисходит с пов-сти воды, почвы и раст.. Изменчиво по территории и во времени, в зависимости от t° и влажности возд, почвы, скорости ветра, вида к-р и ур-ти. По соотношению осадков и испаряемости опр-т показатели увлажнения, кот могут служить придержками выделения зон по степени увлажнения и, общей потребности в осушении и орошении. Более часто учитывают суммарные затраты, т.е. водопотребление Е (м 3 /га), опр-е по фор-ле: Е=К[в]*У. К[в] - коэ-т суммарного водопотребления (м 3 /т), У – ур-ть к-р.Сток .- движение воды по повер. Земли, а также в толще почв и горных пород в прц-се круговорота ее в природе. Пов-стный и грунтовый (подземный). Поверхностный отличается неравномерностью в течение года. Из общего стока 79% - пов-стный, 21% - подземный. Наиболее пригоден подземный (почвенный). Не требует регулирования и хар-зует ресурсы ежегодно возобновляемых подземных вод. Но основную массу составляет пов-стный сток, но использовать ток после регулирования, т.к. естественный режим стока не совпадает с режимом потребления.склоновый; русловой и речной.- по каналам осуш.сети. Сток зависит от сложения и состава горн.пород., велечины и формы водосб.площади, климат.ф-ры, заболочен.водосборов, растительн.Сток хар-ся объемом, (Wc= Qt), модулем (q= Q/F, где Q- расход воды, F- велич.водосб.площади.), слой стока- (Hст= Wc 1000/F).
Мелиорация ландшафтов - система мероприятий, направленных на улучшение условий выполнения ландшафтом своих экологии, и социально-экономич.
Основные принципы: 1) Региональный; 2) Типологический; 3) Динамический; 4) Экологический.
Региональный принцип. Применение этого принципа позволяет учесть генезис, территориальную целостность, своеобразие ландшафтной структуры и современного ландшафтно-экологического состояния регионального ПТК. Такая информация особенно необходима для планирования и проектирования крупных ландшафтно-мелиоративных систем. Т. е. этот подход позволяет управлять развитием значительных по площади ПТК на уровне физико-географических стран, зональных областей, провинций, округов, районов. Этот принцип позволяет учитывать физико-географические условия на уровне компонентов преобразованных территорий.
Типологический принцип мелиорации ландшафта базируется на учете основных свойств типологических комплексов. Прежде всего, этот принцип позволяет широко применять типовое проектирование ландшафтных систем.
В мелиоративной практике приходится учитывать зональные особенности типологических комплексов, так как целый ряд типологических комплексов несут на себе воздействие тех зональных условий, в которых они размещаются, это безусловно налагает отпечаток на свойства типологических комплексов. Один и тот же тип местности в разных зонах различен, эти отличия необходимо учитывать в мелиоративной практике. При соблюдении этого принципа важен учет особенностей высотно-геоморфологической структуры типов местности.
Учет ландшафтной структуры типов местности обязателен при анализе ландшафтной структуры мелиорируемой территории (учет урочищ). Учет ландшафтных особенностей урочищ позволяет точно установить природные рубежи мелиорируемого типа местности, выявить закономерности распространения и определить занимаемую им площадь.
Динамический принцип предусматривает учет при проектировании мелиоративных систем динамических взаимосвязей ПТК. Этот принцип строится на основных положениях концепции разработанных Мильковым по парадинамическим и парагенетическим комплексам. Учет парадинамических взаимосвязей ландшафтных комплексов необходим для создания оптимальных условий взаимодействия мелиоративных систем с ландшафтными комплексами. Мелиорируемые ландшафтные комплексы динамически взаимосвязаны с ландшафтами смежных территорий. Еще более тесно взаимосвязаны между собой их структурные элементы. Эти взаимосвязи осуществляются при помощи потоков вещества и энергии. Учет энерго- и массообмена при мелиорации ландшафтных комплексов всегда играет важную роль, т.к позволяет создавать мелиоративные системы с оптимальным запасом прочности. Учет парагенетических взаимосвязей. Парагенетические ландшафтные комплексы являются особой разновидностью парадинамических систем. Идея о существовании в природе целостных парагенетичесих ланшафтных комплексов принадлежат Ф. Н. Милькову. Им было впервые дано определение и обосновано выделение в ландшафтной сфере Земли особой категории ландшафтных комплексов, отличительной особенностью которых является общность происхождения, генетическим единством входящих в них комплексов. В качестве примера сложного парагенетического ландшафтного комплекса можно привести овражно-балочную систему, состоящую из нескольких генетически взаимосвязанных типов урочищ (ложбин стока, лощин, балок, оврагов, конусов выноса).
Геохимический принцип. При проектировании учитывается геохимические особенности территории, в пределах которой представлены функционирующие геосистемы.
Экологический принцип мелиорации ландшафтов. Этот принцип начал применяться сравнительно недавно и предусматривает учет экологического состояния ПТК преобразуемой территории. Применяется для установления норм допуска мелиорации.
ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА Наименование дисциплины - МЕЛИОРАЦИЯ Рекомендуется для направления подготовки 110100 «Агрохимия и агропочвоведение» Квалификация (степень) выпускника - бакалавр 1. Цели и задачи дисциплины Цель - формирование представлений о теоретических основах регулирования водного и, связанного с ним воздушного, пищевого, теплового и солевого режимов почв в сочетании с соответствующей агротехникой для обеспечения оптимальных условий роста и развития сельскохозяйственных культур; о методах создания и поддержания оптимальных условий в системе почва - растение - атмосфера для успешного возделывания сельскохозяйственных культур без снижения экологической устойчивости агромелиоративных ландшафтов. Задачи дисциплины - изучение основных видов мелиораций, ее распространение во всем мире и в России; типов агромелиоративных ландшафтов; влияние мелиорации на окружающую среду; требования с/х культур к водному и, связанному с ним воздушному, пищевому и тепловому режимам почвы; способы определения влажности почвы и ее регулирования; устройства, назначение и принцип работы осушительных и оросительных систем; мероприятия по сохранению экологической устойчивости агромелиоративных ландшафтов. 2. Место дисциплины в структуре ООП Курс входит в базовую часть профессионального цикла дисциплин согласно ФГОС ВПО. Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студента, необходимым для изучения дисциплины определяются предшествующими курсами, на которых непосредственно базируется дисциплина «Мелиорация»: математика, физика, информатика, геодезия, почвоведение, физиология растений, земледелие и дисциплины профиля - гидрогеология, землеустройство. 3. Требования к результатам освоения дисциплины Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: способности применять законы тепло- и влагообмена в системе почварастение - атмосфера, составлять задания на проектирование оросительных и осушительных систем, принимать системы в эксплуатацию, составлять хозяйственные планы водопользования и планы регулирования водного режима; организовывать работу мелиоративных систем, эффективно использовать поливную технику; определять экономическую эффективность мелиоративных мероприятий; способности анализировать проектную информацию и принимать правильное решение; способности к приобретению новых знаний, используя современные информационные технологии на базе полученной информации; способности разрабатывать технологические проекты воспроизводства плодородия почв на осушаемых и орошаемых агроландшафтах в целях создания оптимальных условий для роста и развития сельскохозяйственных культур 2 определение экономической эффективности применения средств мелиорации при возделывании сельскохозяйственных культур. готовности изучать и анализировать современный опыт отечественных и зарубежных исследователей, проводить натурные и модельные эксперименты. В результате изучения дисциплины студент должен: знать: теоретические основы регулирования водного и, связанного с ним воздушного, пищевого, теплового и солевого режимов почв в сочетании с соответствующей агротехникой для обеспечения оптимальных условий роста и развития сельскохозяйственных культур; методы создания и поддержания оптимальных условий в системе почва - растение - атмосфера для успешного возделывания сельскохозяйственных культур без снижения экологической устойчивости агромелиоративных ландшафтов; уметь: использовать эффективно мелиоративную технику; применять полученные навыки при решении практических задач; описывать характеристики агромелиоративных ландшафтов; составлять задания на проектирование оросительных и осушительных систем, хозяйственные планы водопользования и планы регулирования водного режима; осуществлять расчеты параметров мелиоративных систем; обосновывать эффективность функционирования мелиоративных систем владеть: навыками самостоятельной работы с литературой для поиска информации об отдельных определениях, понятиях и терминах, объяснения их применения в практических ситуациях; решения теоретических и практических типовых и системных задач, связанных с профессиональной деятельностью; логического творческого и системного мышления. 4. Объем дисциплины и виды учебной работы Вид учебной работы Аудиторные занятия (всего) В том числе: Лекции Практические занятия (ПЗ) Самостоятельная работа (всего) В том числе: Курсовой проект (работа) Выполнение заданий Подготовка к текущему контролю Подготовка к промежуточному контролю Вид промежуточной аттестации Общая трудоемкость часы зачетные единицы Всего часов 72 28 44 72 35 12 10 15 144 4 Семестры 7 8 38 34 16 22 34 15 6 5 8 зачет 76 2 12 20 38 20 6 5 7 экзамен 68 2 3 5.Содержание дисциплины 5.1.Содержание разделов дисциплины 1. Сущность и содержание мелиорации. Общие понятия о мелиорации. Основные виды мелиорации. Взаимодействие и сочетание различных видов мелиорации. Краткие сведения о развитии мелиорации. Влияние мелиорации на изменение природных условий. Основные типы агромелиоративных ландшафтов и требования, которым они должны удовлетворять. Создание агромелиоративных ландшафтов. Принципы выделения мелиоративных зон. Экономическая эффективность гидротехнических мелиораций. Поддержание экологического равновесия объекта мелиораций. Роль агронома в освоении и использовании мелиорируемых земель. Водно-физические свойства почвы и элементы почвенной гидрологии и гидрогеологии. Водно-физические свойства минеральных и торфяных почв. Виды воды в почве. Передвижение воды и солей в почве. Константы почвенной влажности: полная и наименьшая влагоемкости, водоотдача, влажность устойчивого завядания. Доступность воды для растений. Понятия о поверхностном и подземных стоках. Величина стока и методы его определения. Процесс впитывания воды в почву. Скорости впитывания и фильтрация. Определение водообеспеченности расчетных периодов по осадкам, температуре воздуха и другим параметрам. Изменение гидрогеологических условий и выявление негативных явлений (вторичное заболачивание, подтопление и засоление земель) под воздействием мелиораций, методы составления прогнозов водно-солевого режима почв. Водный баланс активного слоя почвы и определение его элементов. Понятие о водном балансе. Уравнение водного баланса. Методика определения поверхностного и внутрипочвенного стока, подпитывание грунтовыми водами корнеобитаемого слоя почвы, испарение с поверхности почвы и растений. Методы определения суммарного испарения. Коэффициент водопотребления культур в зависимости от величины урожая, влажности года и уровня агротехники. 2. Орошение. Основные сведения об орошении. Понятие об орошении. Современное состояние и перспективы развития орошения. Потребность в орошении сельскохозяйственных культур в разных зонах страны. Виды и способы орошения. Влияние орошения на почву, микроклимат, растения и режим грунтовых вод. Качество оросительной воды. Орошение как важнейший фактор интенсификации сельскохозяйственного производства. Опыт орошения культур в передовых хозяйствах. Режим орошения сельскохозяйственных культур. Способы регулирования водного режима почв. Сроки и нормы полива. Оросительная норма. Поливной и межполивной периоды. Зависимость поливной нормы от почвы, растений, способа и техники полива. 4 Режимы орошения культур. Полив сельскохозяйственных культур в севообороте. График поливов и его укомплектование. Гидромодуль. Проектный и эксплуатационный режимы орошения и их расчеты. Влияние орошения на биологические показатели роста и развитие растений, величину и устойчивость урожайности сельскохозяйственных культур. Оптимальное соотношение водного и воздушного режимов в активном слое почвы для различных сельскохозяйственных культур и плодовых насаждений. Регулирование температурного режима почвы при орошении. Борьба с заморозками. Нормы водопотребления и режим орошения риса. Виды поливов сельскохозяйственных культур. Значение предпосевных, влагозарядковых, вегетационных и освежительных поливов. Сочетание поливов с обработкой почвы. Сочетание влагозарядковых поливов с вегетационными. Методика расчета влагозарядковых и предпосевных поливов. Составление плана водопользования. Оросительная система и ее элементы. Требования, предъявляемые сельскохозяйственными производствами к оросительным системам. Определение оросительной системы. Элементы оросительной системы: источники орошения, водозаборные сооружения, проводящая и регулирующая сети, коллекторно-дренажная сеть, дороги, лесополосы, гидротехнические сооружения на оросительной, водоотводящей и дорожной сети, эксплуатационные устройства и оборудования на системе. Влияние оросительных систем на окружающую среду. Типы оросительных систем. Ресурсосберегающие и экологически устойчивые оросительные системы. Типы оросительных систем. Особенности организации орошаемой территории и устройства внутрихозяйственной сети в свете требований специализации, концентрации и механизации сельскохозяйственного производства. Планировка орошаемой площади. Классификация каналов оросительной и водосбросной сети. Продольная и поперечная схемы разбивки временной оросительной и сбросной сети. Гидравлический расчет каналов, трубопроводов и лотков. Допустимые скорости движения воды в каналах и трубопроводах. Борьба с потерями воды из оросительной воды. Одежда каналов. Сопряжение каналов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Составление продольного и поперечного профиля каналов и закрытых трубопроводов. Типы гидротехнических сооружений на оросительной сети: регулирующие уровни и расходы, сопрягающие, подпорные, учитывающие и контролирующие уровни и расходы воды. Коэффициент полезного действия системы. Источники воды для орошения сельскохозяйственных культур. Виды источников орошения. Экологические требования к источникам орошения. Оценка качества воды. Оросительная способность источника орошения. Самотечный и механический заборы воды из источника орошения. Типы водозаборов. Орошение на местном стоке. Пруды и водохранилища. Стационарные, передвижные и плавучие насосные станции. Способы и техника полива сельскохозяйственных культур. Экологические и природоохранные требования к способам и технике полива сельскохо5 зяйственных культур. Основные способы полива: самотечный поверхностный, дождевание, подпочвенный, аэрозольное дождевание и др. Требования, предъявляемые к способам полива, к технике распределения поливной воды, организации и проведению полива. Технико-экономическая оценка способов орошения. Поверхностные способы полива. Полив по бороздам. Типы поливных борозд и их размеры. Допустимые уклоны местности при поливе по полосам. Контуры и глубина промачивания почвы. Изменение расходов и длина поливных борозд в зависимости от водопроницаемости почвы, рельефа и уклона местности. Равномерность увлажнения почвы по длине борозды. Поливные машины и особенности организации их работы при поливе по бороздам. Полив из переносных и закрытых трубопроводов. Применение сифонов, трубок и другой арматуры на временной оросительной сети. Производительность труда при поливе по бороздам. Условия организации ночных поливов. Полив напуском по полосам. Условия применения полива напуском по полосам. Виды поливных полос и их размеры. Машины и орудия для насыпки валиков. Удельные расходы воды в полосу. Расчет элементов техники полива по полосам и бороздам. Автоматизация полива напуском по полосам. Полив затоплением. Способы полива затоплением риса. Рисовые оросительные системы и их разновидности. Типы рисовых оросительных систем. Инженерные рисовые оросительные системы. Схемы инженерной рисовой системы. Экологические требования, предъявляемые к устройству всех звеньев рисовой системы. Рисовая карта. Схема расположения карт относительно основного уклона местности. Типы рисовых карт (Краснодарский, Кубанский и карты широкого фронта затопления). Гидротехнические сооружения на оросительной и сбросной сети: водорегулятор с плоским щитом, водорегулятор с секторным щитом, водорегулятор шандорного типа, эксплуатационные сооружения на системах, техника полива риса, эксплуатация рисовых систем, эксплуатационные планировки, охрана природной среды от токсикантов. Технология возделывания маловодотребовательной культуры риса и ее преимущества. Размеры и конфигурация чеков. Типы и размеры продольных и поперечных валиков. Механизация устройства чековой сети. Допустимая глубина и длительность затопления риса и других культур. Расчет оросительных норм при поливе затоплением. Особенности полива садов. Схемы и конструкции оросительной и дренажно-сбросной сети. Расчет элементов сети и сооружений. Орошение дождеванием сельскохозяйственных культур. Типы дождевальных машин и агрегатов (дальнеструйные, среднеструйные, короткоструйные). Техническая характеристика дождевальных машин и установок. Агротехнические требования к структуре и качеству дождя. Определение расчетных расходов воды, диаметров оросительных трубопроводов и требуемого количества дождевальных машин. Определение продолжительности полива на одной позиции и числа проходов. Устройство оросительной сети для основных видов машин. Расчет основных элементов 6 оросительной сети. Схемы работы дождевальных агрегатов при поливе: полевых, овощных, кормовых, плодово-ягодных и лекарственных растений. Нормы полива при дождевании машинами с разной интенсивностью дождя, с учетом почвенных условий и орошаемых культур. Особенности дождевания в питомниках, теплицах и парниках. Применение дождевальных машин для внесения минеральных удобрений и ядохимикатов. Импульсное орошение. Принцип устройства дождевальных аппаратов импульсного действия. Схемы систем, особенности их работы. Аэрозольное орошение. Основные понятия. Условия его применения. Подпочвенное орошение. Основные принципы и виды подпочвенного орошения (напорное, безнапорное, вакуумное). Требования, предъявляемые к почвам при подпочвенном орошении. Типы увлажнителей, расстояние между ними и глубина закладки. Схемы расположения оросительных каналов, трубопроводов и увлажнителей. Автоматизация подпочвенного орошения. Капельное орошение. Условия применения. Конструкция сети и капельниц. Водопотребление при капельном орошении и его определение. Возможность одновременного внесения воды и удобрений в почву. Лиманное орошение. Определение систем лиманного орошения. Развитие и эффективность лиманного орошения. Типы лиманов по глубине затопления, плановому расположению и условиям наполнения. Выбор участков под лиманное орошение. Расчетные нормы и глубина затопления лиманов. Определение площади лиманного орошения. Размеры лиманов и ярусность их расположения. Расчет оросительной сети при лиманном орошении. Конструкция земляных валов. Типовые схемы разбивки лиманов. Допустимые сроки затопления культур. Достоинства и недостатки лиманного орошения. Затраты труда при лиманном орошении. Орошение сточными водами. Сточные воды и их использование для удобрения и увлажнения почвы. Объем сточных вод городов и промышленных центров. Стоки животноводческих комплексов и их использование. Санитарные требования при использовании сточных вод. Химический состав сточных и промышленных вод. Очистка и обезвреживание сточных вод. Схема устройства полей фильтрации и полей удобрительного орошения. Круглогодовое орошение - наиболее рациональный способ использования сточных вод. Выбор культур для орошения сточными водами. Способы полива луговых трав, садов, плодовых питомников и других насаждений сточными водами. Определение оросительной и поливной нормы. Сроки и нормы поливов. Экономическая эффективность использования сточных вод. Борьба с засолением орошаемых земель. Основные причины засоления орошаемых земель. Мероприятия по предупреждению вторичного засоления орошаемых земель. Площади и характер солончаковых и солонцовых земель. Солевыносливость сельскохозяйственных культур. Критическая глубина залегания соленых грунтовых вод. Способы понижения уровня засоленных грунтовых вод. Принципы действия дренажа. Расчет расстояний между дренами в зависимости от почвенных и геологических условий. Экологические требования, 7 предъявляемые к коллекторно-сбросной и дренажной сети. Водно-солевой баланс орошаемого участка или массива. Промывка засоленных почв. Методы определения промывных норм. Сроки и техника промывки. Утилизация коллекторно-дренажных вод. Промывка засоленных почв с одновременным возделыванием риса. Сочетание промывки с внесением химических мелиорантов, органических и сидеральных удобрений. Особенности поливного режима на промытых дренированных землях. Эксплуатация оросительных и оросительно-обводнительных систем. Организация службы эксплуатации на оросительных системах и в хозяйствах. Структура и штаты эксплуатационной службы в хозяйствах и на системе, составление и осуществление планов внутрихозяйственного водопользования. Организация поливов. Сочетание поливов с сельскохозяйственной обработкой почв. Учет расходов воды в оросительных системах. Борьба с фильтрацией воды из каналов, построенных в земляном русле. Техническое обслуживание мелиоративных систем. План ремонта сети и сооружений. Капитальный и текущий ремонт каналов, сооружений и трубопроводов. Работы по уходу за сетью и сооружениями. Типовые договоры на техническое обслуживание мелиоративных систем. Автоматизация управления водораспределением на оросительной системе. Контроль за мелиоративным состоянием орошаемых земель. 3. Осушение Общие сведения об осушении. Состояние и перспективы развития осушения в стране. Виды и задачи осушительных мелиораций. Классификация болот, избыточно увлажненных минеральных и заболоченных земель. Основные причины переувлажнения и заболачивания минеральных земель и образования болот. Типы болот. Типы водного питания. Методы и способы осушения. Нормы осушения. Влияние осушения на почву и растения. Основные факторы, определяющие водный режим переувлажненных земель. Значение осушительных мелиораций и их развитие. Причины избыточного увлажнения и виды земель, требующих осушения. Современная классификация переувлажненных земель. Требования сельскохозяйственных культур к водному режиму почв. Норма осушения. Типы водного питания, методы и способы осушения. Изменение водно-воздушного, пищевого, микробиологического режимов переувлажненных земель и болот под влиянием осушения. Основные районы и объекты осушения сельскохозяйственных земель. Специальные виды осушения. Экономическая эффективность осушительных мелиораций. Осушительная система и ее элементы. Определение осушительной системы. Экологические и природоохранные требования к осушительным системам. Характеристика элементов осушительной системы: водоприемник, водоотводящая осушительная сеть, ограждающая сеть, регулирующая сеть, гидротехнические сооружения на осушительной сети, дорожная сеть на осушаемой площади и сооружения на ней, эксплуатационные устройства и оборудование. Расчет элементов системы и расположение их в вертикальной и 8 горизонтальной плоскостях. Типы и виды осушительных систем, условия их применения. Классификация осушительных систем по способу отвода избыточной воды с осушаемой территории. Классификация системы по следующим показателям: способам отвода избыточной воды (самотечный, механический, смешанный); конструкции регулирующей сети (горизонтальный, вертикальный, и комбинированный дренаж); способам регулирования водного режима в осушаемом слое почвы. Осушительная система одностороннего действия. Осушение глубокими редкими каналами в сочетании с комплексом агромелиоративных мероприятий, частой сетью открытых каналов осушителей, закрытым дренажем. Принцип работы основных видов осушительных систем одностороннего действия. Достоинства и недостатки каждого вида систем. Осушительные системы двустороннего действия. Осушительнооросительные, осушительно-увлажнительные, системы комбинированного (двустороннего) увлажнения корнеобитаемого слоя почвы. Плановое и вертикальное расположение элементов осушительной и оросительной сети. Принцип их работы. Сельскохозяйственное использование земель на массивах различного технического уровня систем и возможностей регулирования влажности почвы. Способы и приемы регулирования водного режима на осушаемых массивах. Гидротехнические и агромелиоративные мероприятия, обеспечивающие ускоренный отвод поверхностных и внутрипочвенных вод. Допустимая длительность поверхностного (весеннего и летне-осеннего) затопления для различных севооборотов. Увлажнение осушаемого слоя почвы; предупредительное и увлажнительное шлюзование и возможности его применения. Увлажнение почвы при подаче воды в дренаж под напором, равным глубине заложения дрен, орошение дождеванием. Регулирование рекводоприемников и специальные способы осушения. Эксплуатация осушительных систем. Задачи службы эксплуатации. Организация службы эксплуатации. Структура и штаты службы эксплуатации в хозяйствах и на системе. Составление хозяйственных и системных планов регулирования водного режима. Организация работ по осуществлению плана регулирования водного режима. Эксплуатационная гидрометрия. Наблюдения за режимом грунтовых вод на осушаемой территории. Оценка состояния и эффективность работы сети и сооружений. Затраты на эксплуатацию. Приемка мелиоративных систем в эксплуатацию. 4. Культуртехнические мелиорации Культуртехнические мероприятия. Система культуртехнических мероприятий на заболоченных и нормально увлажненных землях сельскохозяйственного назначения. Объем культуртехнических работ. Определение состава и объема культуртехнических работ: степень зарастания поверхности объекта кустарником, лесом, закочкаренность площади, засоренность площади пнями, камнями, погребенной древесиной. Мероприятия, направленные 9 на устранение механических препятствий для обработки почвы: удаление камней, крупных кочек, мохового очеса; засыпка ям и старых каналов, удаление древесно-кустарниковой растительности и ее остатков, первичная обработка почвы. Сельскохозяйственное освоение. Сельскохозяйственное освоение осушаемых земель. Особенности освоения малопродуктивных луговых угодий. Планировка и выравнивание поверхности осушаемых земель. Комплекс первичных работ на осушаемых землях. Известкование и внесение удобрений. Посев предварительных культур. Типы и производительность машин и орудий по первичной обработке осушаемых земель. 5. Защита почв от водной эрозии Борьба с водной эрозией почвы, охрана окружающей среды. Понятие об эрозии почвы. Виды эрозии почв. Главные факторы, обуславливающие водную эрозию почвы. Оползневые явления. Селевые потоки. Ущерб, наносимый сельскому хозяйству. Районы и площади эродированных земель в РФ и других странах СНГ. Комплекс агротехнических, лесомелиоративных и гидромелиоративных мероприятий по борьбе с водной и ирригационной эрозией почвы. Гидротехнические противоэрозионные мероприятия Закрепление вершин, русел оврагов. Борьба с оползнями. Мероприятия по борьбе с селями. Террасирование склонов. Мероприятия по борьбе с эрозией на орошаемых и осушаемых землях. Комплекс мероприятий по охране природы и окружающей среды. Экономическая эффективность противоэрозионных мероприятий. 6. Основные сведения по обводнению и сельскохозяйственному водоснабжению Задачи обводнения и сельскохозяйственного водоснабжения. Перспективы обводнительных работ. Типы обводнительных систем. Составные элементы обводнительных систем в южных районах страны. Сочетание обводнения с орошением. Сельскохозяйственное водоснабжение. Основные системы сельскохозяйственного водоснабжения. Требования, предъявляемые к источнику водоснабжения. Качественные и количественные нормы водопотребления. Хозяйственный график водопотребления. Основные типы водозаборных и очистных сооружений при водоснабжении. Схема устройства сельского водопровода. Водоснабжение из артезианских и других колодцев. Типы колодцев. Каптаж ключей и родников. Водоподъемные установки и машины для целей водоснабжения. Типы насосов и двигателей, применяемые в водоснабжении. Схемы водоснабжения животноводческих ферм и прифермских участков земли. Водоснабжение пастбищ, полевых станов, бригадных участков и фермерских хозяйств. Устройство и оборудование водопойных пунктов. Санитарный надзор. Противопожарное водоснабжение. Эксплуатация сооружений при обводнении и сельскохозяйственном водоснабжении. 10 7. Экономическая эффективность мелиорации Требования, предъявляемые к экономике производства мелиоративных и водохозяйственных работ. Планирование и организация мелиоративных работ. Ежегодный и перспективный планы мелиоративных мероприятий в хозяйстве. Капитальные затраты на производство мелиоративных работ. Финансирование мелиоративных мероприятий. Затраты на эксплуатацию мелиоративных систем. Основные элементы эксплуатационных затрат. Структура этих затрат. Амортизация мелиоративных сооружений. Затраты на текущий ремонт осушительной и оросительной сети, проведение поливов, организацию поверхностного стока снеговых вод. Экономическая оценка эффективности освоения орошаемых и осушаемых земель. Себестоимость сельскохозяйственной продукции. Чистый доход. Влияние мелиораций на производительность труда и рентабельность сельскохозяйственного производства. Окупаемость капитальных вложений. 5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами № Наименование обеспечивае№ № разделов данной дисциплины, неп/п мых дисциплин обходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин 1 2 3 4 5 6 7 + 2 Высшая математика, Физика, Информатика Геодезия 3 Гидрогеология 4 1 + + + + + + + + + + + + + + + Физиология растений + + + 5 Земледелие + + + 6 Землеустройство + + + 7 Почвоведение + + + + + + + + 5.3. Разделы дисциплины и виды занятий, час № Наименование раздела дисциплины Лек- Прак п/п ции зан. 1. Сущность и содержание мелиорации. Об2 4 щие понятия о мелиорации. Воднофизические свойства почвы, элементы почвенной гидрологии и гидрогеологии. Водный баланс активного слоя почвы и опре- СРС 8 Всего 14 11 2. 3. 4. 5. 6. 7. деление его элементов. Орошение. Основные сведения об орошении. Режим орошения сельскохозяйственных культур. Оросительная система и ее элементы. Типы оросительных систем. Источники воды для орошения сельскохозяйственных культур. Способы и техника полива сельскохозяйственных культур. Поверхностные способы полива. Орошение дождеванием. Подпочвенное орошение. Лиманное орошение. Орошение сточными водами. Борьба с засолением орошаемых земель. Эксплуатация оросительных и оросительнообводнительных систем. Осушение. Общие сведения об осушении. Осушительная система и ее элементы. Классификация осушительных систем по способу отвода избыточных вод с осушаемой территории. Способы и приемы регулирования водного режима на осушаемых массивах. Эксплуатация осушительных систем. Культуртехнические мелиорации. Культуртехнические мероприятия. Сельскохозяйственное освоение осушаемых земель. Защита почв от водной эрозии. Борьба с водной эрозией почвы, охрана окружающей среды. Гидротехнические противоэрозионные мероприятия. Основные сведения по обводнению и сельскохозяйственному водоснабжению Экономическая эффективность мелиорации. Итого по дисциплине 6 10 12 30 6 10 16 32 8 12 18 32 2 2 6 10 2 2 6 10 - - 8 8 2 4 2 8 28 44 72 144 12 6. Практические занятия №№ п/п 1. № раздела дисциплины 1 2. 4 3. 3 4. 3 5. 3 6. 3 7. 1 8. 3 9. 2 10. 2 11. 2 12. 2 13. 2 14. 7 15. 5 Наименование практических занятий Кол-во часов Определение данных расчетного года, необходимых для расчетов параметров осушительной и оросительной сети Размещение осушительной и оросительной сети на плане с учетом проектируемых полей. Расчет режима осушения. Модуль дренажного стока. Глубина и расстояние между дренами. Расчет пропускной способности дрен и подбор диаметров коллекторов Глубина и вертикальное сопряжение элементов осушительной сети. Построение продольного профиля Регулирование водного режима в осушаемом слое почвы. Ведомость водного режима Динамика влажности в расчетном слое почвы. Уравнение водного баланса Расчет и составление ведомости сроков, норм увлажнений и сбросов избыточных вод Оперативный план регулирования водного режима и его корректировка. Составление календарного плана-графика Полив дождеванием. Организация полива современными дождевальными машинами. Устройство оросительной сети при поливе дождеванием Расчет полива дождеванием. Определение интенсивности дождя, времени стоянки дождевальной машины на одной позиции при заданной поливной норме, сезонной и суточной производительности и количества машин Гидравлический расчет напорных трубопроводов оросительной сети Определение полного напора. Подбор насосносилового оборудования к напорной оросительной сети Стоимость строительства осушительнооросительной системы. Экономическая эффективность мелиорации Орошение на местном стоке. Устройство водоема 2 2 2 2 4 2 2 2 2 2 2 2 2 4 2 13 16. 2 17. 2 18. 2 19. 2 20. 2 и его гидрологический расчет» Конструкция и расчет параметров земляной плотины Расчет режима орошения сельскохозяйственных культур графо-аналитическим способом Определение средней оросительной нормы и возможной площади орошения из водоема. Устройство оросительной сети Составление и укомплектование графика поливов в севообороте Расчет элементов техники полива по бороздам 2 2 2 2 2 7. Примерная тематика курсовых проектов (работ) 1. Проектирование осушительно-оросительной системы. 2. Орошение на местном стоке. 3. Мелиоративное обустройство сельскохозяйственных угодий. 8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины: а) основная литература: 1. Колпаков В.В., Сухарев И.П. Сельскохозяйственные мелиорации. М.: Колос, 1989. 2. Тимофеев А.Ф. Мелиорация сельскохозяйственных земель. М.: Колос, 1982. 3. Дубенок Н.Н., Шумакова К.Б. Практикум по гидротехническим сельскохозяйственным мелиорациям. М.: Колос, 2008. 4. Дубенок Н.Н., Шумакова К.Б. Система двустороннего регулирования водного режима. М.: изд-во РГАУ-МСХА, 2010 5. Дубенок Н.Н., Шумакова К.Б. Полив по бороздам. М.: МСХА,2003 6. Организация полива сельскохозяйственных культур дождеванием. М.: МСХА, 2003. 7. Дубенок Н.Н., Тельцов А.П. Мелиоративное обустройство сельскохозяйственных угодий. М.: МСХА, 2005. б) дополнительная литература: 1. Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации/ Под. ред. Е.С.Маркова. М.: Колос,1981. 2. Практикум по сельскохозяйственным мелиорациям/ Под. ред. Е.С.Маркова. М.: Колос, 1988. 3. Мелиорация и водное хозяйство: Справочник. Том «Орошение»/ Под. ред. Б.Б.Шумакова. М.: Агропромиздат, 1999. 4. Мелиорация и водное хозяйство: Справочник. Том «Осушение»/ Под. ред. Б.С.Маслова. М.: «Ассоциация Экост», 2001. 5. Мелиорация и водное хозяйство: Справочник. Том «Сооружения. Строительство»/ Под ред. А.В.Колганова, П.А. Полад-Заде. М.: «Ассоциация Экост», 2002. 14 6. «Мелиорация и водное хозяйство», 1996 - 2005 г.г., Двухмесячный теоретический и научно-практический журнал г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы Методические материалы к практическим занятиям: «Осушительно-оросительная система» «Организация полива сельскохозяйственных культур дождеванием» «Полив по бороздам» «Орошение на местном стоке» «Проектирование сельскохозяйственных прудов» «Культуртехнические работы на осушаемых землях» Базы данных: реферативная база данных Агрикола. Поисковые системы: Rambler, Yandex, Google. 9. Материально-техническое обеспечение дисциплины Для проведения практических занятий по дисциплине мелиорация должна быть лаборатория, оснащенная: гидравлическим лотком, лотком с песком, прибором Дарси, гидрометрической вертушкой, водомером-водосливом, психрометром, термографом, дождевальными насадками, различными макетами оросительных и осушительных систем, дренами, коллекторами из различных материалов, фрагментами асбестоцементных оросительных трубопроводов, материалами защитных фильтров, центробежным насосом, оборудованием для капельного полива, в т.ч. капельницами различных конструкций, а также аудитории, оборудованные стендами и макетами; учебные и научно-популярные фильмы. 10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины Реализация компетентностного подхода должна предусматривать широкое использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий (компьютерных симуляций, деловых и ролевых игр, разбор конкретных ситуаций) в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся. Разработчики: РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева зав. кафедрой мелиорации и геодезии, академик РАСХН доцент кафедры мелиорации и геодезии доцент кафедры мелиорации и геодезии Эксперты: МГУП ВНИИГиМ профессор гл. научн. сотрудник Н.Н Дубенок К.Б.Шумакова А.В.Евграфов В.В. Пчёлкин М.Ю.Храбров 15 16
Сельскохозяйственные мелиорации изменяют водный, воздушный, микробиологический и питательный режимы почвы, создавая благоприятные условия для роста и развития культурных растений.
В качестве объектов сельскохозяйственных мелиораций служат:
земли с неблагоприятными условиями водного режима (болота, заболоченные участки, засушливые степи, полупустыни и пустыни);
земли с неблагоприятными физическими и химическими свойствами (засоленные почвы, тяжелые глинистые, пески и др.)
земли подверженные вредному механическому действию воды или ветра (овраги, легко развеваемый почвенный покров).
В Федеральном Законе Российской Федерации «О мелиорации земель» принятым Государственной думой 8 декабря 1995 года, определены понятия типов и видов мелиорации земель.
В зависимости от характера мелиоративных мероприятий различают следующие типы мелиорации земель:
гидромелиорация;
агролесомелиорация;
культуртехническая мелиорация;
химическая мелиорация.
В составе отдельных типов мелиорации земель настоящим Федеральным законом устанавливаются виды мелиорации земель.
Гидромелиорация земель. Гидромелиорация земель состоит в проведении комплекса мелиоративных мероприятий, обеспечивающих коренное улучшение заболоченных, излишне увлажненных, засушливых, эродированных, смытых и других земель. состояние которых зависит от воздействия воды.
Гидромелиорация земель направлена на регулирование водного, воздушного, теплового и питательного режимов почв на мелиорируемых землях посредством осуществления мер по подъему, подаче, распределению и отводу вод с помощью мелиоративных систем, а также отдельно расположенных гидротехнических сооружений.
К этому типу мелиорации земель относятся оросительная, осушительная, противопаводковая, противоселевая, противоэрозийная и другие виды гидромелиорации земель.
Агролесомелиорация земель. Агролесомелиорация земель состоит в проведении комплекса мелиоративных мероприятий, обеспечивающих коренное улучшение земель посредством использования почвозащитных, водорегулирующих и иных свойств защитных лесных насаждений.
К этому типу мелиорации земель относятся следующие виды мелиорации земель:
противоэрозионная - защита земель от эрозии путем создания лесных насаждений на оврагах, балках, песках, берегах рек и других территориях;
полезащитная - защита земель от воздействия неблагоприятных явлений природного, антропогенного и техногенного происхождения путем создания защитных лесных насаждений по границам земель сельскохозяйственного назначения;
пастбищезащитная - предотвращение деградации земель пастбищ путем создания защитных лесных насаждений.
Культуртехническая мелиорация земель. Культуртехническая мелиорация земель состоит в проведении комплекса мелиоративных мероприятий по коренному улучшению земель.
Этот тип мелиорации земель подразделяется на следующие виды мелиорации земель:
расчистка мелиорируемых земель от древесной и травянистой растительности, кочек, пней и мха;
расчистка мелиорируемых земель от камней и иных предметов;
мелиоративная обработка солонцов;
рыхление, пескование, глинование, землевание, плантаж и первичная обработка почвы;
проведение иных культуртехнических работ.
Химическая мелиорация. Химическая мелиорация земель состоит в проведении комплекса мелиоративных мероприятий по улучшению химических и физических свойств почв. Химическая мелиорация земель включает в себя известкование почв, фосфоритование почв гипсование почв.
В зависимости от баланса влаги и тепла территорию Российской Федерации условно делят на шесть зон: тундру, лесную, лесостепь, степь, полупустыню и пустыню (Табл. 1).
Таблица 1 - Основные климатические показатели природных зон Российской Федерации
В тундре и лесной зоне, где осадков выпадает больше, чем испаряется, наблюдается переувлажнение и заболачивание почв. В лесостепной зоне испарение превышает количество осадков, в степной, полупустынной и пустынной зонах осадков выпадает в 2,5 …9 раз меньше, чем испаряется. Почвенный покров той или иной зоны с мелиоративной точки зрения также является важной составляющей.
Почвы полупустынной и пустынной зоны представлены бурыми степными разновидностями различной степени солонцеватости, сероземами, в некоторой части каштановыми (светлыми), солонцами, солончаками и песками.
Почвенный покров степной зоны разнообразен. Здесь распространены черноземы типичные (обыкновенные), мощные, малогумусные (слюжные), каштановые почвы, солонцеватые и солончаковые почвы, лугово-каштановые, лугово-черноземные почвы.
В лессостепной зоне сосредоточены различные подтипы серых лесных почв, черноземы северные и выщеогленные; в азиатской части - в некоторой степени солонцеватые и солончаковатые черноземные и луговые почвы. Для этой зоны характерно распространение лёссов и лёссовидных пород.
В лесной зоне преобладающими являются: подзолистые и дерново-подзолистые, глеево-подзолистые и торфяно-подзолистые почвы.
При выделении мелиоративных зон и районов, а тем более отдельных объектов орошения и осушения приходится учитывать не только климатические условия, но и почвенно-гидрологические условия:
рельеф и гранулометрический состав почвы (пойма, древняя терраса, предгорье, пески, просадочные земли и др.);
типы почв и их сочетание (черноземы, дерново-луговые, каштановые, засоленные почвы в комплексе с солонцами и солончаками и т.д.);
гидрогеологические и мелиоративные свойства почв и грунтов, которые характеризуются наличием водоупора, близостью стояния и минерализацией грунтовых вод, их отточностью, водопроницаемостью и водоподъемной способностью, общей и свободной емкостью насыщения почв и грунтов и др.
экономическими и организационными условиями.
Для каждой зоны (с участием вышеприведенных особенностей) можно наметить определенный перечень мелиоративных приемов.
В пустынной зоне требуется проведение: оросительных мелиораций; борьбы с вторичным засолением; закрепление и освоение песков в виде полос и куртин саксаула.
Для полупустынной зоны возрастает роль орошения. Наличие в этой зоне больших континентальных бессточных котловин аккумулирующих соли способствует широкому развитию засоленных почв, на которых необходимо проводить промывочные поливы. В силу недостаточности влаги водная эрозия меньше, увеличивается ущерб от ветровой эрозии, кроме этого рекомендуется: лиманное орошение, обводнение пастбищ, создание микролиманов на артезианских водах, строительство колодцев.
В степной зоне путем применения высокой агротехники, методов сухого земледелия, лесозащиты, а также оросительных и обводнительных мероприятий на черноземных и каштановых почвах урожайность прогрессивно повышается и становится устойчивой. Наряду с этим необходимо проведение противоэрозионных и противодефляционных мероприятий, полезащитное лесоразведение, химических мелиораций солонцовых и солончаковых почв.
Одним из основных режимообразующих факторов, вызывающих необходимость мелиорации в степях, является климат, определяющий поступление на земную поверхность значительного количества тепла при небольшом объеме атмосферных осадков.
Поток тепла за счет солнечной радиации в степях составляет от 90 до 120 ккал/см 2 в год, годовой радиационный баланс - от 25 до 37 ккал/см 2 . Это обеспечивает годовую сумму температур выше 10°С в диапазоне 1900…2600°. Годовая сумма атмосферных осадков изменяется от 150 мм на южных до 450 мм на северных границах степной зоны, причем 75…85% осадков выпадает летом. В тоже время испаряемость с открытой водной поверхности составляет на южной границе 800 мм и уменьшается к северу до 650 мм. Ввиду превышения испаряемости над количеством выпадающих осадков для степных экосистем характерен дефицит влаги. Коэффициент увлажнения, равный отношению количества выпадающих атмосферных осадков к испаряемости, увеличивается от 0,1 на юге до 0,6 на севере степной зоны.
Растительный покров в степной зоне существенно зависит от климатических особенностей. Наиболее оптимальное условие для растительного покрова создались в средней части степной зоны. Запасы фитомассы здесь наибольшие - 48 т/га, уменьшаясь к северу (до 28 т/га) и к югу до (9 т/га). Для степей характерна широтно-зональная смена растительного покрова, в соответствии с которой выделяют подзоны луговых, засушливых, сухих, опустыненных степей.
Особенность степных почв - высокая концентрация гумусовых веществ. Выделяют такие типы и подтипы почв: мощные (типичные), обыкновенные и южные черноземы, темно-и светло-каштановые и каштановые. Их закономерная смена в степных экосистемах обусловлена взаимодействием трех процессов: гумусонакопления, карбонатизация и осолонцевания.
Гумусонакопление в степной зоне снижается с севера на юг: концентрация гумуса - от 12…10 до 3…2%, его запасы от 700 до 100 т+га, мощность гумусового горизонта от 130 до 10 см; уменьшается содержание гуминовых кислот, образующих прочные слаборастворимые соединения с кальцием, и повышается концентрация фульвокислот.
Снизу под гумусовым слоем находится слой, насыщенный карбонатами кальция. Происхождение этого слоя обусловлено тем, что нисходящие токи воды в гумусовом слое насыщаются карбонатами, которые в подгумусовом горизонте - лесах и лессовидных породах (в виду интенсивного испарения влаги с этиъх глубин корнями растений и физического испарения) концентрируются и выпадают в осадок - кристаллизуются. На севере степной зоны кристаллические карбонаты встречаются с глубины 60…70 см, а к югу глубина их залегания уменьшается. В засушливых степях южнее происходит карбонатизация черноземов, темно-и светло-каштановых почв практически с поверхности земли.
Осолонцевание в степных районах обусловлено тем, что натрий вытесняет кальций из обменного комплекс почвы, затем соединяется с гумусом и образует соли гумуса. Последние сравнительно легко движутся вглубь по почвенному профилю. В верхней части подгумусного карбонатного горизонта они осаждаются, образуя слой (называемый солонцовым горизонтом), насыщенный коллоидами. Солонцовые образования при увлажнении набухают, становятся плотными и липкими; при иссушении они растрескиваются и образуют вертикальные отдельности. Осолонцевание усиливается к югу. В подзоне опустыненных степей соглонцеватые светло-каштановые почвы занимают 20% площади. Солонцовые горизонты, токсичные для сельскохозяйственных культур, играют положительную роль в формировании водного и теплового режимов грунтов. Так, набухающий солонцовый горизонт экранирует гумусовый слой от восходящего (движущегося снизу вверх) потока воды, содержащего токсичный Nа + . В тоже время набухший солонцовый горизонт уменьшает инфильтрационные потери атмосферных осадков и поливных вод, в результате чего почвы дополнительно увлажняются.
Лесостепная зона отличается пестротой необходимых мероприятий, где наряду с приемами по удалению избытки, могут иметь место и оросительные мелиорации. Особое значение имеют противоэрозионные и агролесомелиоративные (водорегулирующие и водоохранные). Борьба с содовым засолением почвы и их солонцеватостью на речных террасах и аллювиальных равнинах, задержание стока строительством прудов, водоемов, регулирование стока местных рек для орошения.
В лесной зоне в основном показано проведение осушительных мелиораций и водорегулирующих (в отдельные засушливые периоды вегетации). Необходимо также проводить выравнивание поверхности полей, устранять валуны, кочки, известковость кислых почв. Бороться с опасными заморозками.
Как видим, каждой агроклиматической зоне свойственен свой комплекс мелиораций, проведение которых в однозначном направлении и в определенных сочетаниях может дать высокую их эффективность.
Мелиорация дает ожидаемый эффект лишь в том случае, когда выполняется не одно какое-нибудь мероприятие, а весь комплекс необходимых на конкретном участке мелиоративных и связанных с ними других мероприятий, обеспечивающих повышение плодородия почвы на мелиорированном массиве, а именно: когда орошение сочетается с дренированием земель, а осушение - с периодическим орошением; когда гидромелиорации сочетаются с правильной организацией труда, высоким уровнем агротехники, внесением необходимых доз удобрений и т.д.; закрепление крутых склонов и оврагов - с устройством водоотводных каналов и валов, и лотков и перепадов с лесными посадками и залужением; устройство прудов и водохранилищ - с орошением земель и рыборазведением; осушение земель с известкованием почв и комплексом культуртехнических работ; освоение и промывка засоленных земель - с мелиоративной вспашкой, гипсованием, подбором культур освоителей. Кроме того, для правильного освоения орошаемых осушенных и эродированных земель большое значение имеют правильный выбор вида и сорта культур и чередование их в севооборотах обычного и специального назначения, а также экономика и организация сельскохозяйственного производства.
