Агротехнічні основи захисту земель від ерозії

ЗМІСТ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1. ВИДИ ЕРОЗІЇ ГРУНТІВ

1.1 Загальні відомості про ерозію грунтів

1.2 Водна ерозія грунтів

1.3 Вітрова ерозія

РОЗДІЛ 2. ЗАХОДИ БОРОТЬБИ З ЕРОЗІЄЮ

2.1 Боротьба з водною ерозією

2.1.1 Водорегулюючі лісові насадження

2.1.2 Грунтозахисні насадження

2.1.3 Лісоутворюючі породи у протиерозійних насадженнях

2.1.4 Залуження схилів

2.1.5 Просапні культури на еродованих грунтах

2.1.6 Терасування схилів

2.2 Заходи боротьби з вітровою ерозією

РОЗДІЛ 3. КОМПЛЕКСНИЙ ЗАХИСТ ГРУНТІВ ВІД ЕРОЗІЇ

РОЗДІЛ 4. РЕКУЛЬТИВАЦІЯ ЗЕМЕЛЬ ТА ЇХ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКЕ ВИКОРИСТАННЯ

4.1 Поняття про рекультивацію

4.2 Технічний етап рекультивації

4.3 Біологічний етап рекультивації

РОЗДІЛ 6. АНАЛІЗ ЕРОДОВАНЕОСТІ ГРУНТІВ НОВГОРОД-СІВЕРСЬКОГО РАЙОНУ

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ВСТУП

Захист грунтів від ерозії і їх раціональне використання – глобальна, загальнолюдська проблема. Ще в далекому минулому надмірне випасання худоби призводило до порушення екологічної рівноваги, внаслідок чого посилювались ерозійні процеси.

В епоху інтенсивного розвитку промисловості, транспорту, сільського господарства, зростання народонаселення виключно важливого значення набуває проблема охорони зовнішнього середовища і раціонального використання природних ресурсів, у тому числі проблема охорони грунтів та підвищення їх родючості.

У результаті впливу людини на грунт погіршуються його природні властивості: водно-фізичні, фізичні та хімічні. Це в свою чергу сприяє розвитку ерозійних процесів. З природних факторів посилюють ерозію грунтів довгі й стрімкі схили.

Здійснення завдань охорони природи вимагає комплексного підходу, планування таких заходів впливу на оточуюче середовище, які по можливості забезпечували б природну рівновагу, що порушується діяльністю людини, сприяли б створенню найкращих умов для життя населення планети.

У комплексі заходів охорони грунтів та відновлення їх родючості особливе місце належить боротьбі з водною лінійною і вітровою ерозією і причинами, що їх породжують.

Предмет дослідження – виникнення ерозійних процесів.

Об`єкт дослідження – стан еродованості грунтів Новгород-Сіверського району Чернігівської області.

Мета роботи – охарактеризувати агротехнічні основи охорони земель від ерозії.

Завдання роботи:

1) дати характеристику основних видів ерозій;

2) описати основні заходи боротьби з водною ерозією;

3) проаналізувати основні заходи боротьби з вітровою ерозією;

4) обгрунтувати використання комплексного захисту грунтів від ерозії;

5) охарактеризувати значення рекультивації земель;

6) провести аналіз стану еродованості грунтів Новгород-Сіверського району Чернігівської області.

РОЗДІЛ 1 ВИДИ ЕРОЗІЇ ГРУНТІВ 1.1 Загальні відомості про ерозію грунтів

Ерозія грунту – руйнування його водою, вітром або в процесі обробітку грунту.

Водна ерозія призводить до змивання (площинна) і розмивання (лінійна) грунту; спричинюють її талі, дощові, зливові та скидні іригаційні води.

Вітрова ерозія грунту (дефляція) виникає при сильних вітрах, які видувають орний шар, внаслідок чого знижується родючість грунтів.

Агротехнічна ерозія спричинюється поперечним обробітком крутих схилів балок, берегів річок і гірських схилів.

Ерозія грунтів відбувалась в усі геологічні епохи. Надто інтенсивною була вона ще до появи рослинності на поверхні Землі. Підстилкові породи руйнувались рухливими льодовиками, а при їх таненні зріджені грунти легко сповзали схилами мерзлої поверхні. Коли ж грунти підсихали, розвивалась дефляція. У міжльодовикові епохи інтенсивно поглиблювались і розширялись річкові долини. Разом з тим у природних зонах з добре розвиненою рослинністю природна ерозія грунтів і дефляція були досить обмеженими [27].

Змивання грунту (площинна ерозія) починається при уклоні схилів 1-2°. Поверхневий стік, що збігає схилами, концентрується в мікропониженнях, де посилюється змивна сила потоку. Інакше відбувається змивання грунту при випаданні зливових дощів. Грунтові частки спочатку руйнуються і розбризкуються з дощовими краплями, а потім їх змиває вода, що стікає схилами.

Підвищення інтенсивності опадів посилює процес розбризкування. Зокрема А. А. Ханазаров (1983) відмітив, що із збільшенням шару від 86 мм (l = 0,3 мм/хв) до 105 мм (l = 0,5 мм/хв) інтенсивність розбризкування грунту без рослинного покриву зросла в 2,9 раза (до 40 т/га). При заростанні грунту рослинністю більш як на 60 % розбризкування повністю припинялось.

За певних умов змивання грунту призводить до розвитку площинної форми ерозії. Могутні концентровані потоки води утворюють неглибокі (до 0,5-0,7 м) і глибокі (понад 0,7 м) вимоїни, які надалі, якщо не вживати заходів, перетворюються на яри.

Іригаційна ерозія виникає на зрошуваних землях при поливі сільськогосподарських культур високими нормами по борознах або напуском на неспланованих полях, а також при нарізуванні борозен з ухилом, що перевищує 0,05°.

Дефляція буває повсякденною та під час пилових бур. Повсякденну дефляцію спричинюють вітри навіть малих швидкостей (5 м/с і більше). Відбувається вона повільно, непомітно, проте грунт руйнує і виснажує. За цього виду ерозії може спостерігатись оголення насіння, загорнутого в грунт, а також пошкодження молодих сходів рослин. Найсильніше повсякденна дефляція виявляється на вітро-ударних схилах, не захищених лісосмугами [3].

Пилові бурі – найактивніший і найшкідливіший вид дефляції, за якого грунт значно руйнується. Такі бурі, викликані сильним вітром (швидкість більш як 12-15 м/с), можуть поширитись на великі території, знищити посіви на сотнях тисяч гектарів, знести чимало грунту.

Для вияву пилових бур необхідна більш-менш тривала робота повсякденної дефляції. Пилові бурі не можуть сформуватися над вітростійкими поверхнями, вони власне є показником ступеня зруйнованості грунту за час, що передував цьому стихійному лиху. Інакше кажучи, пилові бурі – не причина, а наслідок руйнування грунту. Проте, виникнувши, вони стають фактором великої руйнівної сили.

За темпами вияву ерозію грунтів поділяють на нормальну і прискорену. При нормальній втрати дрібнозему не перевищують природного грунтоутворення. В різних природних зонах темпи грунтотворного процесу неоднакові і коливаються від 0,2 до 0,5 мм/рік.

Прискорена ерозія грунтів відбувається внаслідок господарської діяльності людей, при цьому втрати грунту перевищують темпи грунтоутворення. ВСтепуУкраїни щороку з 1 га земель на схилах у середньому відчужується водою і вітром 17-22 т дрібнозему. Тому необхідно застосовувати грунтозахисні заходи, які дають можливість мінімально знизити втрати грунту. Якими можуть бути ці втрати (норми ерозії) і чи повинні вони бути? Норма ерозії – це та межова інтенсивність ерозії, яка компенсується грунтоутворенням, а точніше, як відмічає М. М. Заславський (1983), гумусонагромадженням [12].

М. К. Шикула, О. Г. Рожков і П. С. Трегубов встановили для різних грунтів такі норми: дерново-підзолисті – 1 т/га; сірі і світло-сірі лісові – 2; темно-сірі – 3; чорноземи вилугувані – 5; чорноземи глибокі – 6; чорноземи звичайні – 4; чорноземи південні і темно-каштанові грунти – 3 т/га.

Проте А. Райн, узагальнюючи дані міжнародної спілки охорони природи і природних ресурсів, зазначає, що в природних умовах необхідно 1-2 тис. років для створення високо-родючого шару товщиною 25 мм. У такому випадку можлива норма ерозії буде не більшою 150-300 кг/га/рік.

За наявності сучасних методів захисту грунтів від ерозії в сільськогосподарському виробництві уже тепер можна знизити втрати грунту до мінімуму (0,2-0,3 т/га), а в окремих випадках взагалі їх уникнути, як запланованих норм втрат гумусу, й оцінювати грунтозахисні заходи критерієм відновлення та підвищення родючості еродованих і дефльованих грунтів.

1.2 Водна ерозія грунтів

Водна ерозія грунтів спричинюється стоком зливових, талих та іригаційних вод, під яким, як правило, розуміють рух води по поверхні і приповерхневому шарі грунту.

Ерозійні процеси, викликані стоком зливових вод, проходять кілька стадій. На початку зливи інтенсивно вбирається волога грунтом та інтенсивно руйнуються і розбризкуються грунтові агрегати краплями дощу. Інтенсивність вбирання в цей час перевищує інтенсивність зливи. Стоку не виникає. Удари дощових крапель ущільнюють грунт і закупорюють грунтові пори дрібнодисперсними часточками, які розбризкуються. Інтенсивність вбирання внаслідок цього значно знижується й інтенсивність дощу перевищує її. На поверхні грунту в мікропониженнях нагромаджується вода, яка не увібралась. Згодом мікро-пониження переповнюються, утворюється суцільний мікростік, що інтенсивно виносить зруйнований дощовими краплями грунт. Надалі стік концентрується по мікроулоговинах в струмочки, які вимивають звивисте русло вздовж найбільших ухилів [13].

Поступово дрібні струмочки перетворюються на більші струмки, що виносять багато грунту, формуючи при цьому русла. Ці русла зарівнюють при обробітку грунту сільськогосподарськими знаряддями, проте після повторної зливи на цих же місцях знову виникають русла, що зрештою призводить до утворення улоговин і змитих грунтів.

Спостереження за рідким стоком і змивом грунту в зимово-весняний період проводили по всій довжині (400-500 м) водозборів кожного варіанта з використанням самозаписувачів рівня води, на елементарних стокових майданчиках (50X20 м), розташованих між лінійними рубежами (валами-канавами), об’ємним методом, а також на мікромайданчиках (1 м2 ), ізольованих поліетиленовою плівкою від грунту, для визначення інтенсивності сніготанення та випаровування.

У зимовий період при вираженому вітровому режимі (західних і східних румбів) на водозборах відбувається перевідкладення снігу (рис. 1.1). При цьому найвідчутніше зменшуються водозапаси у снігу на навітрених схилах у середній їх частині, а в підвітрених – у верхній та середній частинах.

Рис. 1.1. Запаси води в снігу на підвітреному (І) і навітреному (II) схилах:

1 – озима пшениця; 2 – зяб полицевий, гребенистий; 3 – стерня ярого ячменю+еспарцет; 4 – стерня еспарцету.

У вологонагромадженні велику роль відіграє мікрорельєф зябу і стерньовий фон на посівах. Так, на полях із стерньовим фоном (багаторічні трави) не спостерігалось перерозподілу снігу. Запаси води в снігу на еспарцеті другого року використання (висота стерні 15-16 см) були у верхній частині підвітреного схилу на 16,5 мм більші, ніж на озимих.

Створення на посівах озимих стерньового фону також запобігає видуванню й перерозподілу снігу. В досліді, проведеному в 1984-1985 рр., було відмічено, що в посівах озимого жита з підсівом ярого ячменю для осіннього використання видування снігу при випаданні його з вітром не було і запаси води в снігу майже в 2 рази вищі, ніж на контролі [19].

Вплив елементів комплексу протиерозійних заходів на розвиток ерозійних процесів та вбирання стоку талих вод можна прослідкувати за річними спостереженнями. Формування стоку відбувається двічі: 5-6 і 26-28 березня.

На початок сніготанення запаси води в снігу по варіантах досліду дорівнювали: 5 березня – 10,5-12,6 мм, 26 березня – 13,5-16,2 мм. Значні відмінності при цьому спостерігали в ступені покриття снігом різних агрофонів.

Максимальною площа галявин на травах і стерні ячменю (50 %), а мінімальною – на озимих (10-12 %) і зябу (30 %). При цьому шар грунту, що відтанув, на галявинах на 3-4 см більший, ніж на ділянках під снігом (5-7 см). Ця особливість сприяє кращому вбиранню води на зябу і на фоні стерні ячменю з підсівом еспарцету.

Спостереження за промерзанням у водозбірній канаві (вал-канава) показали, що верхній шар свіжої соломи, зволожений осінньо-зимовими опадами, промерзав на 17-27 см, тому не виникало будь-яких перешкод для вбирання рідкого стоку, оскільки під стікаючою водою солома швидко відтавала. Грунт на дні канави також був відталим.

Інтенсивність сніготанення визначають на мікромайданчиках (1 м2 ) з ізоляцією грунту плівкою для запобігання вбиранню [19].

Найбільш стокоскидним фоном є озимі культури суцільного висіву і багаторічні трави, а найбільш ерозійно небезпечним – вирівняна полицева зяблева оранка.

Величина зливового стоку й інтенсивність ерозії залежать від багатьох факторів: довжини й крутості схилів, вологості грунту, його водопроникності, агрофону, інтенсивності зливи тощо.

1.3 Вітрова ерозія

На території України пилові бурі відмічались ще в середині минулого століття, коли почали розорювати землі у степовій зоні. Розширення орних угідь призводило і до збільшення ерозійних процесів. Нині, коли площі оброблюваних земель досягли максимального рівня, вітрова ерозія грунтів локально проявляється практично щороку. Пилові бурі бувають раз у 5-9 років. Причинами цього явища вважають не тільки вітер, а й підвищену розпорошеність грунту, зумовлену невідповідністю полицевого способу обробітку грунту новим умовам землеробства – його значній інтенсифікації.

За частотою та інтенсивністю вітроерозійних процесів територію України поділяють на два великих пояси: перший – потенційно можливого розвитку вітрової ерозії, охоплює зону Українського Полісся, північно-західні та західні райони держави. В останні роки посилився локальний (місцевий) прояв вітрової ерозії на ділянках осушених торфовищ і на грунтах легкого механічного складу. Насамперед еродують фони полицевого зябу зразу ж після танення снігу під час заморозків або сухої весни і швидкості вітру понад 3,5 м/с на поверхні грунту (8-12 м/с на висоті флюгера) [4].

Другий пояс – решта території країни, це район активного прояву вітрової ерозії. Його поділяють на три провінції. Лісостепова – із слабкою вітроерозійною активністю. Розораність території становить 60 – 80 %. Грунтовий покрив представлений чорноземними грунтами суглинкового механічного складу, сформованими в основному на лесах і лесовидних суглинках. Плямами зустрічаються сірі лісові та дерново-підзолисті грунти легкого механічного складу. Переважаюча тут місцева вітрова ерозія розвивається при швидкості вітру понад 10 м/с. Найбільша кількість активних ерозійно небезпечних вітрів припадає на північно-східні та південно-східні напрямки.

В Українській степовій провінції виражений розвиток вітрової ерозії. Тут, крім вітрової, поширена й водна ерозія грунтів. Часто вони зумовлюють одна одну, формуючи відповідну поверхню грунтів. Вітроерозійні процеси спостерігаються в основному в зимовий та ранньовесняний періоди року, особливо у безсніжні зими. Днів з пиловими бурями буває 5-25.

Чорноморсько-Приазовська провінція – район дуже сильного розвитку вітрової ерозії грунтів. Кількість днів з пиловими бурями тут становить 20-35.

Кліматична зумовленість прояву вітроерозійних процесів. Розподіл показників тиску повітря в ерозійно небезпечний період (січень-квітень) свідчить про існування великої баричної осі. По обидва боки від неї панують вітри різного напрямку: на півночі – західні, на півдні – східні та північно-східні, а на південному заході – північно-східні та північні.

Найчастіше пилові бурі виникають тоді, коли на схід від Російської рівнини розміщується потужний антициклон, а циклон знаходиться на заході або південному заході Європи. У цьому випадку на периферії антициклону значно посилюються повітряні потоки. Збільшення швидкості вітру також спостерігається, якщо на півночі та північному сході Європи формуються циклони, а на півдні України розміщена область пониженого тиску [4].

На Україні збільшення баричних градієнтів та вітру спостерігається переважно в холодний період року. Влітку сильний вітер, як правило, шквалистий, виникає під час проходження грозових фронтів. Тривалість сильного вітру звичайно від 2 до 10 – 12, на півдні та південному сході – до 143 рік.

У районах Херсона – Нової Каховки – Мелітополя – Запоріжжя – Нікополя за рік кількість днів з пиловими бурями досягає 40. У північних та північно-східних районах України пилові бурі спостерігаються один раз за 10 років.

Максимум пилових бур у південних районах буває звичайно навесні, що зумовлено більш раннім таненням снігового покриву, інтенсивним підвищенням температури і відсутністю зімкнутого травостою. Видування грунтів взимку (чорні бурі) відбувається у роки з низькою температурою повітря при слабкому зволоженні грунту з осені і відсутності снігового покриву. їх тривалість коливається від чверті години до кількох діб. Найбільш тривалі бурі бувають у степовій зоні, особливо у східній її частині. Середня тривалість пилових бур у Донбасі перевищує 10 год., у Лісостепу – 3, на Поліссі – 1 год.

Великої шкоди грунтовому покриву завдає місцева вітрова ерозія, що виникає в основному на вітроударних схилах і підвищених елементах рельєфу посилюються вітри невеликої швидкості (менше 6 м/с). Тому локальна (місцева) вітрова ерозія найчастіше виникає при загальній відсутності пилових бур. Прояв її на одній і тій же ділянці протягом ряду років призводить до значної втрати грунту.

Властивості грунтів та вітроерозійні процеси. Фізична суть вітрової ерозії грунтів полягає в тому, що в результаті дії повітряного потоку в приземному шарі починають рухатися грунтові частинки та агрегати. Встановлено три форми переміщення частинок грунту: перекочування по поверхні, перенесення в повітряному потоці, а також стрибкоподібний рух.

Перекочуванням переміщуються в основному грунтові частинки розміром 0,5-1,2 мм, крупніші структурні агрегати – ураганним та штормовим вітром, а стрибками – частинки розміром 0,1 – 0,5 мм, які для того, щоб відірватися від поверхні грунту, повинні пройти шлях у стадії перекочування. Структурні агрегати розміром менше 0,1 мм по поверхні грунту повітряним шляхом не переміщуються. їх відрив можливий лише з гребенів або за допомогою частинок розміром – 0,1-0,5 мм, які вибивають дрібніші агрегати у повітряний потік [5].

Якщо у шарі грунту 0-5 см міститься понад 60 % агрегатів більше 1 мм, то така поверхня вітростійка. При вмісті 50 % агрегатів понад 1 мм поверхня грунту помірно стійка, тому що при сильних вітрах (більш як 17-20 м/с) з неї відчужується до 4-6 т/га грунту.

У весняно-осінній період поверхня більшості грунтів перебуває у вітростійкому стані (грудочкуватість 60-80 %). Взимку і ранньою весною під впливом погодних умов (промерзання, відталі агрегати швидко руйнуються до ерозійно небезпечних розмірів і до періоду сильних вітрів зорані фони стають нестійкими проти вітру (грудочкуватість 30 – 40 %).

Під впливом погодних умов, а також обробітків поступово змінюється грудочкуватість верхнього шару грунту. Показник схильності вітростійких агрегатів до руйнування є відносною інтегральною характеристикою впливу властивостей грунтового покриву на утворення і збереження грудочкуватості.

У результаті аналізу частоти та інтенсивності прояву вітроерозійних процесів на грунтах з різними показниками руйнування виявлено тісну пряму взаємозалежність між ними. Така сполученість дає змогу використовувати її для діагностики грунтів щодо їх схильності до вітрової ерозії [5].

За впливом погодних умов (зволоження, промерзання, швидкість висушування) на зміну показника руйнування вітростійких агрегатів, а також зіставленням цих змін із характером прояву вітрової ерозії плакорні грунти степової зони України віднесені за потенційною небезпечністю до таких, яким властиві ерозійні процеси.

РОЗДІЛ 2 ЗАХОДИ БОРОТЬБИ З ЕРОЗІЄЮ 2.1 Боротьба з водною ерозією 2.1.1 Водорегулюючі лісові насадження

У комплексі агролісомеліоративних заходів, спрямованих на боротьбу з розвитком ерозії і поверхневого змиву в регіоні, важливе місце відводиться захисним лісовим смугам – водорегулюючим, прибрівковим, приярковим, а також куртинному залісенню схилів і днищ ярів, видолинків та вододілів, долин рік, уражених лінійною ерозією. Роль і призначення цих насаджень різні. Одні з них безпосередньо впливають на скорочення і розподіл стоку дощових і талих снігових вод, інтенсивність змиву і розмиву грунтів; другі сприяють закріпленню схилів ярів, зменшенню їх зростання в довжину і в ширину, перешкоджають розвиткові гравітаційних зміщень порід на схилах ярів, видолинків, річкових долин; треті очищають стокові води від змитого матеріалу, затримуючи його і відкладаючи, чим попереджають замулення і обміління річок і озер, оберігають від нього грунти на днищах балок і річкових заплав [8].

Лісосмуги самі по собі, а тим більше в поєднанні з гідротехнічними спорудами дають високий водорегулюючий ефект, який визначається величиною затримання ними поверхневого стоку води, яка надходить з площі водозбору. Згідно з інструкцією, ширина водорегулюючих смуг має бути 10-15 метрів, а відстань між ними -200-600 метрів (у залежності від природної зони, типу грунту і крутизни схилів). Якщо для сірих лісових грунтів у смузі завширшки 12 метрів середня величина інфільтрації води становить 520 міліметрів, а відстань між лісосмугами 500 метрів, то 1 гектар такої смуги простягнеться майже на 900 метрів, і, отже, в лісосмугу надходитиме стік води з поля загальною площею 45 гектарів (500X900 метрів). Таким чином, у лісосмугу довжиною 900 метрів (площею 1 гектар) надходитиме від 31 тис. до 49 тис. кубічних метрів води, яка стікає з кожного гектара міжсмугового простору. Якщо з цієї суми виключити запас води із снігу, безпосередньо нагромадженого лісосмугою, то фактичний вміст стоку в зоні сірих опідзолених грунтів становитиме близько 9-10 міліметрів. У роки з максимальною інфільтрацією води в грунт у зв’язку із збільшенням кількості опадів лісосмуги можуть затримувати води в 1,5-2 рази більше наведених значень [8].

Лісосмуги в поєднанні з земляними гідротехнічними спорудами (валами і валами-канавами) в середньому можуть затримувати на сірих опідзолених грунтах близько 15 міліметрів, а на чорноземах – до 30 – 35 см снігових вод.

Однак водовбирна здатність лісосмуг на схилах значної крутизни буде меншою. Ці схили частіше розчленовуються початковими формами ерозії. Грунтовий покрив тут характеризується різним ступенем еродованості і пониженою водопроникністю. До того ж через складність рельєфу лісосмуги не завжди вдається розмістити строго по горизонталях, і тому окремі їх частини бувають спрямовані вздовж схилу (що особливо характерно для прияркових і привидолинкових смуг). Отже, чим більші відхилення у розташуванні лісосмуг від горизонталей, тим нижча їх водорегулююча ефективність. Тому доцільно споруджувати переривчасті вали-канави з бічними перемичками-валами впоперек лісосмуг із незначним виходом на ріллю. Довжину відрізків розраховують виходячи з поздовжнього ухилу лісосмуг.

Ширина лісових смуг на крутих еродованих схилах видолинків і річкових долин не має перевищувати 35-45 метрів. При довжині поля 500 метрів, яке прилягає до залісеного схилу видолинку, в лісонасадження надходитиме стік води з площі 10 гектарів. Це означає, що лісосмуги затримають 330-470 кубічних метрів води, яка стікає з кожного гектара, а при довжині схилу 400 метрів об’єм затриманого стоку становитиме 420-580 кубічних метрів води на гектарі [20].

Така висока водорегулююча ефективність суцільних лісонасаджень, як відмічає А. Г. Рожков, може спостерігатися тільки на ідеальнихсхилах при рівномірному надходженні води, яка стікає з полів на всю площу, тобто коли схили зовсім не розчленовані промоїнами, ярами та іншими формами ерозії. Однак в умовах регіону ідеальні умови відсутні. Тут на круті схили видолинків і річкових долин (8-15°) вода надходить бурхливими концентрованими потоками, які зумовлюють розвиток інтенсивного глибинного розмиву схилів.

Незважаючи на високу захисну функцію лісових насаджень, на заліснених схилах може спостерігатись утворення початкових ерозійних форм. Це пояснюється недостатнім затриманням стоку на розораних схилах, які розташовані вище лісонасаджень.

Водорегулюючі лісосмуги не тільки зменшують змив грунту зі схилів, які лежать нижче, але якоюсь мірою затримують змитий матеріал з полів, що знаходяться поруч. При цьому частина його відкладається безпосередньо в лісосмузі, а частина – перед нею на полі. Намивання й відкладання змитого грунту перед лісосмугою під час злив відбувається завдяки дії утворених на ріллі валків або великій потужності шару снігу, що фактично виконує захисну функцію.

У тих випадках, коли не відрегульовано стік води, яка концентрується вздовж верхніх границь лісосмуг, лісонасадження можуть зумовлювати розвиток процесів ерозії.

2.1.2 Грунтозахисні насадження

Привидолинкові і прияркові лісосмуги за своїми функціями істотно відрізняються від водорегулюючих. Розміщені вздовж брівки ярів і видолинків, вони відмежовують, з одного боку, ріллю від інших угідь, а з другого – пологу частину схилу від крутої і таким чином відіграють грунтозахисну роль на землях, які лежать на крутих схилах видолинків і ярів. Ці лісосмуги слід споруджувати по горизонталях, уникаючи розміщення під кутом. У місцях перетину лісосмугою різних понижень місцевості її ширину збільшують, виходячи з крутизни і довжини схилів цих понижень.

Привидолинкові і прияркові лісосмуги сприяють закріпленню й припиненню зростання ярів з малою водозбірною площею на крутих схилах видолинків та річкових терас, затриманню стоку вод атмосферних опадів і, звідси, – змиву грунту.

Ярково-видолинкові насадження позитивно впливають на гідрологічні й мікрокліматичні умови на орних землях, які розташовані поруч, відіграють значну роль у захисті рік, озер і водойм від замулення.

Привидолинкові і прияркові насадження зумовлюють рівномірність процесу накопичення і танення снігу на ріллі, а також на схилах. Талі снігові води, які стікають з сусідніх привидолинкових площ, потрапляючи в товщу снігу на схилах, втрачають свою ерозійну енергію. Внаслідок поліпшення умов сніговідкладання і сніготанення зменшується ерозійна діяльність талих вод на схилах і створюються сприятливі мікрокліматичні умови для розташованих поруч полів, підвищується їх родючість [21].

Виходячи з довжини і крутизни схилів вододілів і ерозійних форм рельєфу, на Волинській і Подільській височинах і північному сході Буковини, ширину прибрівкових лісових і лісоплодових смуг на їх території встановлено від 10 до 15 метрів.

Для територій, де є схили з інтенсивним розвитком ерозії, а водозбори мають значну довжину, ширина прибрівкових лісових і лісоплодових смуг може становити 15-20 метрів.

На схилах приподільських улоговин, річкових долин, видолинків, ярів, де процес природного осипання закінчився і вони набули стабільності (покрилися дерном), протиерозійні насадження доцільно розміщувати за 2-3 метри від їх брівки. Крім того, треба залишати вузьку прибрівкову смужку під природне залуження.

На ділянках видолинків з опуклими, крутими схилами, на яких відмічається інтенсивний розмив, на прибрівковій частині створюють деревно-чагарниковий тип насаджень як найбільш ефективний проти розвитку ерозії.

На схилах південних відрізків приток Прип’яті, подільських притоках Дністра, лівих притоках Пруту створюються додаткові чагарникові насадження з посухостійких культур, що швидко розмножуються паростками, відводами (ірга, обліпиха, акація біла та ін.). За ними на відстані 4 метри одне від одного садять плодові дерева, які тут добре розвиваються [27].

У районах, де розвиток ярів і початкових форм ерозії загрожує ріллі, а також на крутих еродованих схилах річкових долин, видолинків (особливо на зсувних ділянках), споруджуються тераси, на яких висаджують лісоплодові і плодоягідні культури, включаючи виноград, які дають значний економічний ефект.

Відкоси і днища ярів та видолинків теж підлягають залісенню. Ширину прибрівкових смуг доцільно доводити від 10 – 15 до 20 – 25 метрів.

На територіях, де поширені початкові форми ерозії і сильнозмиті грунти, яри на схилах і днищах балок свідчать про велику руйнівну силу талих і зливових вод, які стікають у видолинки (через прибережні ділянки). Ширина прибрівкових лісосмуг має становити 20 – 30 метрів.

2.1.3 Лісоутворюючі породи у протиерозійних насадженнях

В основу рекомендацій по добору лісокультур у протиерозійні насадження покладено географічне поширення деревної рослинності, що склалося на території регіону внаслідок її природно-історичного розвитку під впливом змін зовнішнього середовища.

Однією з домінуючих лісових культур у лісосмугах є бук, другорядною – граб. У піввічно-західній частині країни до бука як другорядну культуру слід вводити сосну кримську або звичайну.

У буково-грабові, буково-соснові лісосмуги в підлісок вводять крушину, малину, глід, горобину, вовче лико та ін.

На площах, де переважають слабодеградовані чорноземи, сірі лесо-подібні суглинки, головною культурою у лісосмузі є дуб. Як другорядні культури до нього можна приєднувати ясен, клен гостролистий, польовий, липу, граб, черешню.

При плануванні дубово-грабових лісосмуг необхідно брати до уваги особливості існуючих природних зв’язків дуба з його супутниками як біологічну основу підбору лісокультур у смуги. У корінних типах деревостану граб із домінуючої породи в молодняках до 30-40 років зменшується кількісно, вирівнюючись із дубом. Розвиток дуба з грабом залежить від походження граба і його віку. Так, в одновікових дерево-станах граба з порослевим дубом (що особливо характерне для Поділля) в перші роки дуб росте повільно, але з семи-десяти років починає швидко рости у висоту і так до 60-70-річного віку. У 22-25 років дуб із другого ярусу переходить у перший, а граб – навпаки. Після 70 років ріст дуба уповільнюється. Цю біологічну особливість дуба і граба треба розумно використати при формуванні протиерозійних лісосмуг. Тоді граб вже не буде грізним конкурентом, а виконуватиме корисну роботу культури підгону росту [27].

На територіях, де поширені деградовані чорноземи на сірих і темно-сірих суглинках, опідзолених лесоподібних породах і випадає 600-700 міліметрів опадів на рік, однією з основних культур у лісосмузі треба вводити бук, другорядними – ясень, клен гостролистий і польовий, явір, граб, дуб, черешню, в’яз, берест. Із чагарникових для утворення підліску рекомендують ліщину, бруслину, глід, калину, шипшину, терен, чорну бузину, вовче лико, свидину та ін.

Для створення протиерозійних лісосмуг на території еродованих районів Волинської височини висаджують дуб звичайний, клен гостролистий, в’яз, бруслину, липу, черешню, шовковицю, сосну, ясень звичайний, вишню степову, березу бородавчасту та ін. Із перелічених культур кожна може бути основною. Для утворення підліску можна використати ліщину, крушину ламку, вербу попелясту, горобину, жимолость звичайну, бруслину бородавчасту, вовче лико та інші культури, характерні для підліску чагарникових дібров, грабово-соснових і березових лісів Волині. На території Західного Полісся, Волинської рівнини поширені піщані грунти. Найбільш ефективним заходом закріплення цих грунтів і підвищення їх родючості, як свідчить досвід ряду колгоспів лісостепової і поліської зон УРСР, є шелюгування (під плуг чи черенками) з висадженням сосни у міжряддях.

Розміщення рядів шелюги (верби гостролистої) через 1,5-2,0 метри забезпечує задовільний розвиток її в міжряддях. Захисна функція шелюгипо відношенню до сіянців деревних культур визначається відстанню між рядами і дорівнює чотирьом висотам (Н) шелюги у посадках, або 4 метрам. При суцільному шелюгуванні ширину міжрядь можна довести до 2 метрів і більше. При спорудженні спеціальних суцільних ділянок шелюги можливе і більш щільне розміщення її рядів.

2.1.4 Залуження схилів

Ефективним заходом боротьби з ерозією і змивом, у комплексі з іншими агролісомеліоративними заходами, є залуження сильно еродованих і розмитих крутих схилів. Тут доцільно розміщувати сінокісні сівозміни, насичені багаторічними травами чи травосумішами [19].

На схилах річкових долин, ярів і видолинків, де поширені опідзолені чорноземи і сірі лісові опідзолені грунти, сіють конюшину червону і люцерну. Непогано виявили себе суміші конюшини з тимофіївкою; конюшини з вівсяницею; конюшини з райграсом пасовищним чи багатоукісним; конюшини, люцерни і тимофіївки чи вівсяниці лучної.

При однорічному використанні рекомендується суміш конюшини червоної з білою і з тимофіївкою; конюшини червоної, райграса пасовищного чи багатоукісного; при дво – чи трирічному використанні – потрійна суміш з конюшини червоної, люцерни і вівсяниці лучної.

На тих самих схилах добре розвиваються і дають значний протиерозійний ефект суміші з конюшини червоної і рожевої; конюшини білої з лядвенцем рогатим. Спостереження за розвитком процесу змиву і розмиву на схилах ярів, балок і річкових долин, раніше зайнятих багаторічними травами і травосумішами, показують, що при однорічному використанні трав на схилах доцільно висівати такі ж подвійні травосуміші, як і на сірих опідзолених грунтах, при дворічному використанні – потрійну травосуміш з конюшини червоної, лядвинця рогатого і тимофіївки.

Непогані наслідки у боротьбі з вітровою ерозією супіщаних і суглинистих грунтів дає висівання люпину, який, як відомо, є доброю післяукісною і післяжнивною культурою. Люпин, призначений на зелене добриво, не слід приорювати, а залишати до весни, щоб зберегти азотисті і органічні речовини в грунті.

В умовах спеціалізації і концентрації сільськогосподарського виробництва значно збільшується навантаження тварин на гектар природних кормових угідь, особливо в господарствах, які спеціалізуються на вирощуванні овець, нетелей і виробництві молока. Неправильне використання угідь у цих господарствах може призвести до випадання трав’яного покриву, а це неминуче загрожуватиме не тільки розвитком ерозії на схилах видолинків, річкових долин, а й зниженням продуктивності травостоїв. Тому в спеціалізованих господарствах особливо актуальним є корінне і поверхневе поліпшення пасовищ і лук, удобрення і раціональне (загінне) використання пасовищ [14].

Для захисту грунтів від ерозії у зв’язку з корінним поліпшенням пасовищ на схилах до 6° застосовують суцільну оранку, а на схилах понад 6° – черезсмужну. При цьому схили слід розорювати поетапно. Цим виключається утворення початкових форм ерозії і розвиток змиву грунтів. Збільшення питомої ваги багаторічних трав у структурі посівних площ в лісостепових районах Волині, Поділля і Буковини дозволить не тільки підвищувати родючість еродованих земель, забезпечити розвиток тваринництва, а й позитивно вплине на родючість грунтів у районах, що межують з еродованими.

2.1.5 Просапні культури на еродованих грунтах

Спеціалізація і концентрація виробництва товарної картоплі і овочів, переведення кормовиробництва на промислову основу викликає різке зростання питомої ваги просапних культур у сівозмінах. Внаслідок цього змінюється структура посівних площ, технологія обробітку грунту. Укрупнюються поля, внаслідок чого збільшуються водозбірні площі, лінії стоку. В умовах панування ерозійного рельєфу в регіоні це приводить до розвитку процесів ерозії й змиву. Крім того, зростання питомої ваги просапних культур у господарствах створює необхідність інтенсивного обробітку грунту, а це веде до швидкої мінералізації органічних речовин і руйнування їх структури, що також знижує протиерозійну стійкість грунту.

З метою ефективної боротьби з розвитком водної (лінійної) ерозії і змиву, підвищення врожайності сільськогосподарських культур в еродованих районах слід суворо дотримуватись розроблених наукою і практикою сівозмін, протиерозійних технологій обробітку культур і відповідного утримання міжрядь плодових насаджень, які розміщуються на терасах схилів ерозійних форм рельєфу [5].

На середньо – і сильнозмитих грунтах доцільно впроваджувати такі сівозміни: 1 – 3 поле – багаторічні трави, 4 – озима пшениця, 5 – кукурудза на силос, 6 – ячмінь з підсівом багаторічних трав.

На площах, де переважає ерозійний рельєф з еродованими і змитими грунтами, просапні культури слід виключати з сівозміни, а всю площу відводити під постійне залуження. Це забезпечить не тільки раціональне використання еродованих земель, а й ефективність боротьби з ерозією.

Заслуговує уваги проблема технології вирощування цукрових буряків і кукурудзи, які в природних умовах даного регіону є ерозійно небезпечними. Тому в польових сівозмінах цукрові буряки слід висівати на полях, розміщених на рівнинних площах, а також на схилах, кут яких не перевищує 3°. Вирощування цукрових буряків на крутіших схилах небажане, бо при сівбі впоперек схилу ускладнюються умови роботи грунтообробних і збиральних машин, а при розміщенні рядків уздовж схилів можливий розвиток значного розмиву і змиву грунтів під час інтенсивних дощів і злив.

У боротьбі з ерозією і змивом велике значення має такий агрофон, як кукурудза. На полях, зайнятих цією культурою, грунт більшу частину року не захищений чи погано захищений рослинами і тому під час зимово-весняного танення снігу і в період літніх злив піддається руйнівній дії водної ерозії й змиву.

2.1.6 Терасування схилів

Протиерозійна організація еродованої території схилів, які передбачаються терасувати і використати під плодові чи лісоплодові насадження, найбільш повно розроблена П. Д. Поповичем. На його думку, розміщення дерев, техніка їх висадження, догляд, заходи боротьби з розвитком лінійної ерозії і змиву і способи запобігання їм чи зменшення інтенсивності в першу чергу залежать від крутизни схилів ерозійних форм рельєфу. Особливе значення має нарізання і розміщення кварталів насаджень, визначення їх розмірів і форми. Вчений радить під окремі квартали відводити схили крутизною 5-6 і більше 8-10°. Проектуючи освоєння еродованих схилів, необхідно прагнути, щоб градієнт крутизни найбільш крутих і найбільш пологих ділянок схилу в межах кварталу не перевищував 6-8°. Більший градієнт у поперечному напрямку, тобто в напрямку горизонталей, ускладнюватиме розміщення рядів дерев натерасових схилах і розташування терас. Якщо крутизна схилу, який підлягає терасуванню, змінюється у великих межах, слід відповідно в кілька разів змінювати ширину смуги тераси по всій її довжині. Це викличе необхідність нарізання вставних терас або висаджування дерев у лунки між суміжними терасами в місцях найбільшого їх розходження. Слід підкреслити, що різна крутизна ділянок, яка відмічається на окремих відрізках уздовж схилу (згори вниз), зумовлює тільки різну ширину смуг окремих терас, не впливаючи ні на їх розташування, ні на коефіцієнт використання схилу під насадження [14].

Площа кварталів на схилах може бути меншою, ніж на рівнині, – 5 – 6 гектарів і навіть 3 – 4 гектари, в залежності від рельєфу.

Тераси, споруджені на схилах ерозійних форм рельєфу (видолинків, ярів, долин рік), за формою полотна поділяють на східчасті і гребеневі. Укоси терас бувають похилі і вертикальні. Останні необхідно закріплювати підпірними стінками.

Поздовжній профіль полотна терас може бути горизонтальним або з незначним рівномірним поздовжнім похилом в одному з напрямків для відведення зливових і надлишкових талих снігових вод.

Поперечний профіль терас споруджують горизонтальним або похилим уздовж схилу чи в бік, протилежний до його основного напрямку, в залежності від кількості опадів, їх інтенсивності та воднофізичних властивостей грунту.

Ширина полотна терас буває різною. Але найбільш раціональне використання площі під насадженнями і сприятливі умови для роботи машин будуть забезпечені при оптимальній ширині полотна 4,0-4,2 метра при однорядному розміщенні дерев і 5,4-6,0 метрів – при дворядному. Щоб міжряддя двометрової ширини, вільні від дерев, використовувалися продуктивно, на них висівають злакові і бобові багаторічні трави.

Площу схилів під тераси розмічають у такій послідовності: ближче до середини ділянки – один контурний ряд. Від цього ряду вгору й униз розмічальним шнуром відкладають ширину міжрядь, позначаючи камінцями місця проходження рядів [14].

Паралельно розміщені ряди звичайно відхиляються від горизонталей, тому вздовж напрямку рядів утворюється нахил. У міжряддях він не повинен перевищувати 2-3°, тоді наступний контурний ряд розміщують за допомогою геодезичних інструментів чи трасувальника. На схилах з кутом нахилу 10° і більше лісоплодові чи плодові насадження розміщують після терасування. Ці роботи слід проводити під керівництвом інженера-геодезиста, землеміра і агролісомеліоратора.

У дворядних лісоплодових і плодових насадженнях один ряд дерев розміщують на відстані 0,7 метра від вийнятого, другий – на 0,7 метра від насипного укосів тераси. Кількість дерев на одиницю площі в цих насадженнях на 40-50% більша, ніж в однорядних. Ширина полотна тераси повинна бути не менше 5,4 метра.

На думку П. Д. Поповича, недоліком терас з широким полотном є те, що під час їх створення виймається велика кількість родючого грунту, внаслідок чого на поверхню виклинюються малородючі його шари чи грунтоутворююча порода. Крім того, встановлено, що чим ширше полотно тераси, тим менша кількість гумусу в грунті у вийнятій її частині і тим більш нерівномірний його розподіл по ширині полотна. Тому створювати широкі тераси на схилах під плодові насадження необхідно тільки у виняткових випадках на відносно крутих схилах з родючими, слабозмитими і незмитими грунтами.

Ширина полотна тераси не повинна бути довільною. На дуже широкому полотні знижується коефіцієнт раціонального використання площі. В той же час довільне вузьке полотно тераси виключає можливість механізації виробничих процесів і використання транспортних засобів. При визначенні оптимальної ширини терас на схилах П. Д. Попович радить брати до уваги насамперед робочий захват і габарити машин, спосіб формування крон дерев, ширину захисної смуги біля штамбів [14].

При розміщенні дерев на вийнятій частині тераси необхідно враховувати, що зовнішня смуга її полога (біля насипного укосу) завширшки 40 – 50 сантиметрів обробітку не підлягає. її слід відвести під задернування.

Тераси, що мають змінну ширину полотна (з постійною шириною берми), доцільно використовувати під лісові насадження.

2.2 Заходи боротьби з вітровою ерозією

На основі групування грунтів та усереднених показників їх властивостей проведено оцінку агровиробничих груп грунтів, що дозволило концентрувати грунтозахисні заходи.

Під час ерозійно небезпечного зимово-весняного періоду грудочкуватість (вміст агрегатів розміром понад 1 мм) всіх грунтів республіки нижча порога вітростійкості. Тому абсолютно стійких проти ерозії грунтів не існує. Сформувати ерозійно стійку поверхню можливо тільки за допомогою заходу, створеного самою природою, – суцільного покриву живою або відмерлою рослинністю.

Деякою мірою таким захистом можуть бути посіви багаторічних трав та озимих культур. За існуючих сівозмін і технологій обробітку сільськогосподарських культур проективне покриття поверхні грунтів у ерозійно небезпечні періоди становить 20 – 35 % і лише в липні – серпні воно досягає задовільного рівня (70-80 %).

Щоб системи землеробства на Україні були грунтозахисними, вони повинні задовольняти таким вимогам:

Забезпечувати замкнутий цикл біологічного кругообігу речовин і насамперед позитивний баланс гумусу, а також активного кальцію;

Формувати оптимальні рівні агрофізичних, агрохімічних та інших властивостей грунтів, що зумовлюють продуктивний розвиток рослин, особливо в екстремальних умовах (посухи, суховії, перезволоження тощо);

Створювати цілорічне проективне покриття, не менше 70-80 %, грунтів живою рослинністю чи рештками, що в поєднанні з іншими заходами забезпечить зниження ерозійних процесів до допустимого рівня [14].

Нині для боротьби з вітровою ерозією застосовують такі методи:

Збільшують на поверхні грунту вміст вітростійких агрегатів, а також формують різні нерівності з самого грунту (гребені, канави), які зменшують швидкість потоку та уловлюють частинки, що переносяться вітром (короткостроковий захід);

Створюють захисний екран з живої рослинності чи її решток;

Застосовують смугове розміщення ерозійно небезпечних фонів з культурами, які здатні захистити грунт;

Створюють бар’єри (полезахисні лісові і буферні смуги, куліси).

Ці ж заходи у поєднанні з лісомеліоративними та гідротехнічними застосовують для боротьби з водною ерозією грунтів.

Ефективність кожного з перерахованих методів захисту грунтів або їх поєднання залежить від кліматичної зумовленості ерозійних процесів та характеру землекористування.

На Поліссі та в західному Лісостепу (райони достатнього та надмірного зволоження) структура посівних площ і технології вирощування культур такі, що під час ранньовесняного періоду тільки 30 % площ захищено рослинністю. Тому в цих районах особливо важливе значення мають післяукісні та післяжнивні посіви, а також проміжні посіви багаторічних трав.

У Лісостепу в районах з переважанням водної ерозії на схилах крутістю 2° дуже ефективна оранка впоперек основного стоку. На крутіших схилах необхідні такі додаткові заходи, як щілювання, нарізування валів-канав тощо.

За останні роки у районах недостатнього зволоження (особливо в лівобережному Лісостепу) з успіхом застосовують технології вирощування сільськогосподарських культур з використанням плоскорізних знарядь і залишенням післяжнивних решток (стерні) на поверхні грунту. Часто ці технології поєднують переваги як полицевого, так і безполицевого обробітку.

Захисні властивості сільськогосподарських культур залежать від способу їх обробітку та розвитку, що визначають процентом проективного покриття і задерніння поверхні грунту. У зимово-весняний період найбільш стійкі фони багаторічних трав та озимих культур у фазі 5 – 7 листків (проективне покриття понад 80 %), посіяних упоперек напрямку основного стоку. На цих фонах, якщо і відбувається стік води, то відчуження часток грунту не перевищує допустимих меж. Менш стійка поверхня грунту під озимими після непарових попередників. Як правило, вони припиняють розвиток перед виходом у зиму в фазі 2-4 листків (проективне покриття 40- 60 %). Протиерозійну стійкість таких фонів підвищують за допомогою допосівного щілювання [21].

Просапні культури за грунтозахисною ефективністю у 2-3 рази поступаються культурам суцільного посіву. Щоб утворити ерозійностійку поверхню, їх вирощують по стерньових фонах (соняшник) або в смугах між культурами суцільного посіву (озима пшениця, багаторічні трави). Не рекомендується розміщувати просапні на схилах понад 3°.

Грунтозахисна здатність післяжнивних решток залежить від їх кількості та положення. Для захисту грунтів від зливової ерозії необхідно 600-700 шт./м2 післяжнивних решток колосових культур довжиною 18 – 22 см. Найбільш ефективна стерня, розміщена у рядках впоперек схилу. Стерня заввишки 7-8 см знижує еродованість лише у 3 – 4 рази. При такій висоті зрізу на полі залишається тільки 200 -300 шт./м2 післяжнивних решток, що практично нижче кількості, необхідної для формування вітрозахисної поверхні (250 – 300 шт./м2 ). За осінньо-зимовий період стерня сильно мінералізується (30 – 50 % вихідної кількості). Збирання зернових колосових культур на низькому зрізі призводить до того, що в ерозійно небезпечний період на поверхні грунту міститься лише 100 – 150 шт./м2 післяжнивних решток.

Навесні на схилах можливий частковий або повний змив напіврозкладеної стерні талими і дощовими водами, що призводить до значного розвитку ерозійних процесів. Тому на стерньових фонах потрібні заходи, які запобігають розвитку стоку.

Відкриті парові та зяблеві фони після просапних культур не вдається захистити від ерозії без додаткових прийомів, а саме: сівба куліс, буферних смуг, а також смугове розміщення відкритих фонів між смугами багаторічних трав, озимих або стерні.

У районах, де поряд з вітровою проявляється ще й водна ерозія, ширину смуг визначають за нормативами для захисту грунтів від водної ерозії. Смуги розміщують упоперек стоку, тобто близько до горизонталей, водотоки залужують.

Для захисту грунтів від вітрової ерозії захисна зона дії буферних смуг і куліс на рівних ділянках без лісових смуг повинна становити десять висот бар’єра. На вітроударних схилах дальність захисної дії бар’єрів зменшується. Так, на схилах до 5° вона знижується на 20-30 %, а на крутіших – на 50-60%. Оптимальну орієнтацію бар’єрів визначають з врахуванням напрямку ерозійно небезпечних вітрів.

Велике значення має правильне розміщення та формування вітрозахисних бар’єрів, а також полів, зайнятих озимими культурами і багаторічними травами. Їх розміщують рівномірно по території землекористування, не зосереджуючи на одній ділянці.

РОЗДІЛ 3 КОМПЛЕКСНИЙ ЗАХИСТ ГРУНТІВ ВІД ЕРОЗІЇ

Сільськогосподарською наукою і практикою нагромаджений значний досвід запобігання вітровій ерозії, поверхневому стоку води, змиву грунту, збільшення урожайності сільськогосподарських культур окремими або поєднанням двох-трьох протиерозійних заходів.

Але виробництву вже тепер необхідні рекомендації побудови протиерозійного комплексу, окремих прийомів, при розробці яких слід керуватися такими основними положеннями:

У районах розвитку вітрової і водно-вітрової ерозії комплекс протиерозійних заходів повинен бути спрямований на запобігання ерозійним процесам й підвищення родючості грунтів шляхом зменшення швидкості вітру у приземному шарі, максимального затримання поверхневого стоку і переведення його у внутрішньогрунтовий;

Для забезпечення високої ефективності захисту грунтового покриву від ерозії необхідно застосовувати найбільш перспективні організаційно-господарські, агротехнічні, луко-, лісомеліоративні й гідротехнічні протиерозійні заходи;комплекси слід розробляти відповідно до окремих грунтово-ерозійних районів або адміністративних одиниць;

За основу складання комплексів протиерозійних заходів беруться такі показники:

Площі грунтів за основними генетичними типами і підтипами; площі грунтів за крутістю схилів; площі грунтів за ступенем змитості; перспективна структура посівних площ; роза вітрів і швидкість вітру; величина стоку талих і зливових вод.

Пропонована методика побудови комплексу протиерозійних заходів розроблена розрахунковим методом. Це значить, що на основі наявних даних визначається поверхневий стік талих і дощових вод з кожної ділянки конкретного виду використання. З врахуванням ерозійних вітрів і об’єму стоку на цих ділянках виконується комплекс агротехнічних протиерозійних заходів. Потім необхідно розрахувати затриманий і остаточний стік. Залежно від величини останнього проектують водорегулювальні лісові смуги. Якщо і після цього стік не припиняється, надлишок необхідно безпечно скинути або повністю затримати за допомогою гідротехнічних протиерозійних заходів [6].

Розробка комплексу протиерозійних заходів починається з польового обстеження території й обробки його результатів. При польовому грунтово-ерозійному картуванні проводять такі роботи:

Загальне маршрутне ознайомлення з призначеною до обстеження територією;

Закладання щілин (прикопок) і попереднє визначення ступеня ерозії грунтів;

Відбирання грунтових зразків для наступного визначення вмісту в них гумусу;

Виділення контурів змитих грунтів та їх комплексів;

Збирання відомостей про використання земель і агровиробничі властивості грунтів;

Оформлення польової грунтової карти;

Здавання й приймання польових робіт.

Загальне маршрутне ознайомлення з територією має на меті уточнення виділених при підготовці картографічного матеріалу границь водозборів і трас грунтово-геоморфологічних профілів та закладення на вирівняних вододілах або схилах крутістю понад 0,5° опорних розрізів для уточнення еталонів. Розрізи потрібно докладно описати у польових журналах і відібрати з них грунтові зразки за генетичними горизонтами для дальших лабораторних досліджень.

Важливим завданням комплексу протиерозійних заходів є затримка, безпечне скидання вод поверхневого стоку й зменшення швидкості вітру в приземному шарі. В протиерозійному комплексі заходів слід використовувати найдешевші й швидкоокупні агротехнічні прийоми, які можна поділити на три групи: ті, що механічно затримують воду, які підвищують водопроникність грунтів, й ті, що підвищують ерозійну стійкість поверхні грунту.

До прийомів, що механічно затримують воду, відносять лункування, борознування, обвалування, мікролимани, тобто такі, за допомогою яких на поверхні грунту утворюються різні ємкості, що заповнюються водою, їх рекомендовано проводити у всіх зонах по зябу [6].

Інфільтраційна здатність грунтів погіршується у результаті багаторазових проходів тракторів і сільськогосподарських знарядь, а також зменшення потужності розпушеного шару грунту в днищах ємкостей. Крім того, під час осінніх дощів днища замулюються внаслідок мікроерозії бортів, що також призводить до погіршення інфільтраційної здатності та зниження мікрорельєфу.

Для збільшення стокозатримуючої здатності мікрорельєфу необхідно проводити (в одному агрегаті) щілювання, поглиблення орного шару тощо.

До прийомів, що збільшують водопроникність грунтів, відносять глибоку оранку впоперек схилу, оранку з грунтопоглибленням, щілювання, снігозатримання та регулювання сніготанення, сівбу й садіння сільськогосподарських культур впоперек схилу.

Одним з найважливіших заходів регулювання поверхневого стоку води є глибока оранка впоперек схилу. Найбільш сприятлива дія на стік цієї оранки у середньо – й багатоводні роки. У більшості випадків стік зменшується на 0,8-4,0 мм на кожний сантиметр поглиблення орного шару.

Із збільшенням водності зростає позитивна дія глибокої оранки, що пояснюється утворенням в орному шарі значної кількості некапілярних пор, у яких навіть при сильному зволоженні вода замерзає “пристінно”, а тому залишається вільний від льоду простір, через який вода просочується в глибші шари. Якщо ж грунт ущільнений (вирівняний зяб, багаторічні трави, озимі, стерня), у орному шарі капілярна система при замерзанні закупорюється льодом і водопроникність різко знижується. Під час зимових відлиг утворюється притерта кірка, що спричинює більший поверхневий стік.

Аналогічна дія на стік й оранки з грунтопоглибленням.

Велике значення в зменшенні стоку й змиву має напрямок оранки, сівби й садіння сільськогосподарських культур. Так, оранка впоперек схилу зменшує стік води на 5-6 мм та змив грунту у 1,5-2 рази. Дотримання вимог поперечної оранки можливе тільки на основі правильної організації території.

Щілювання грунтів – один з найперспективніших заходів боротьби із стоком води і змивом грунту. Особливо позитивна його дія на сільськогосподарських угіддях з підвищеною щільністю грунтів (озимі, багаторічні трави природні кормові угіддя тощо). Прорізування грунту на глибину 60 см і більше сприяє переведенню талих і дощових вод у глибші, менш зволожені та менш промерзлі шари грунту. При цьому значно зростає поверхня контакту грунту з водою, в результаті чого збільшується фільтрація її у глибші шари.

Щілювання зябу найдоцільніше по мерзлій кірці, бо інакше внаслідок розпущеності орного шару щілини засипаються, а додатковий прохід трактора ущільнює грунт, тому стік зменшується незначно.

До заходів, що підвищують ерозійну стійкість поверхні грунту, належать безполицеві (плоско-різні) обробітки, куліси, буферні смуги, смугове розміщення сільськогосподарських культур на схилах тощо [8].

В умовах нерівного рельєфу значно послаблюють ерозійні процеси смугове розміщення культур, куліси й буферні смуги. На схилах, де переважають середньо – й сильнозмиті грунти, необхідно застосовувати смугове розміщення культур або використовувати буферні смуги з природним травостоєм, багаторічними травами або цінними чагарниковими породами. Ширина смуг залежить від крутості та довжини схилів і коливається від 4 до 20 м. На таких схилах у систему агротехнічних протиерозійних заходів можна вводити буферні смуги, а суцільної оранки схилів крутістю понад 10° взагалі не проводити.

Для захисту грунту від зливової ерозії можна застосовувати буферні смуги на чистих парах та просапних культурах. На схилах сільськогосподарські культури найдоцільніше розміщувати смугами, що запобігає розвитку ерозійних процесів.

Висока протиерозійна й агрономічна роль захисного лісорозведення в умовах України доведена багаторічними науковими дослідженнями й виробничою практикою. Особливо високоефективні системи захисних лісонасаджень, які не тільки добре захищають поля від ерозії, а й істотно послаблюють шкідливу дію посух та суховіїв, підвищують врожаї сільськогосподарських культур.

Виділяють три конструкції лісових смуг: продувні, ажурні й непродувні, або щільні. Найбільш ефективні для захисту грунтів від вітрової ерозії продувні та ажурні.

Прияружно-балкові й водорегулюючі лісові насадження повинні бути щільними, тому в них треба вводити різні за висотою чагарники залежно від крутості схилу й схильності грунтів до ерозії. Породний склад слід підбирати з врахуванням конкретних типів лісорослинних умов, що забезпечують швидкий ріст й довговічність лісонасаджень. Параметри захисних лісонасаджень визначені діючими в республіці інструкціями.

На ділянках, де ерозійним процесам не вдається запобігти, застосовують найпростіші гідротехнічні споруди: на нижньому (по схилу) міжрядді прокладають канаву, а по нижньому краю лісосмуги – водозатримуючий вал.

Лукомеліорація – високоефективний захід захисту грунту від ерозії на землях гідрографічного фонду й частково на землях дуже обмеженого використання за допомогою докорінного й поверхневого поліпшення природних кормових угідь, а також залуження сильноеродованих розорюваних поперечно-хвилястих схилів.

Методичні і технічні питання докорінного поліпшення природних кормових угідь практично вирішені. Так, докорінне поліпшення передбачає повне знищення дикорослої рослинності й створення повноцінного травостою за рахунок сівби сумішки злаково-бобових трав [8].

Таке поліпшення доцільно застосовувати, якщо у травостої дикорослих трав цінних видів менше 20 %, а проективне покриття грунту не перевищує 25 %. Крутість схилів не повинна перевищувати 20°, а відстань між ярами – не менше 50 м. Роботи провадять як прискореним способом, так і за допомогою сівби культур-попередників. У разі прискореного залуження після знищення природної рослинності за допомогою оранки або гербіцидів висівають сумішки злаково-бобових трав.

Якщо залужують за допомогою сівби культур-попередників, після знищення дернини протягом 1-3 років вирощують однорічні культури, а потім висівають багаторічні трави.

Для знищення дернини природних трав найбільш ефективна оранка, а на малопотужних грунтах – безплужний обробіток, глибину якого визначають за глибиною залягання материнської породи.

Набір трав й склад травосумішок залежать від грунтово-кліматичних умов, експозиції схилу та способу використання – на випас, зелений корм.

Бобово-злакові травосумішки (конюшиново-злакові) вирощують у зволожених зонах, у більш сухих районах на родючих грунтах – люцерно-злакові, а на бідних – еспарцетово-злакові.

Для пасовищ бобові компоненти у травосумішки можна не включати, тому що при пасовищному використанні вони швидко випадають. Злакові трави потрібно підбирати з різним строком настання пасовищної стиглості. До ранньостиглих пасовищних трав належать стоколоси прямий та безостий, костриця лучна, грястиця збірна, колосняк ситниковий.

До пізньостиглих-пирій сизий та повзучий, тимофіївка лучна та ін.

Поверхневе поліпшення природних кормових угідь не потребує знищення дернини дикорослих трав. Підвищення врожайності й кормової цінності їх досягають шляхом внесення добрив, підсіву насіння багаторічних трав, знищенням бур’янів, чагарників, купин. Дуже ефективне омолоджування травостою поверхневим обробітком грунту, мета якого спровокувати проростання насіння дикорослих трав та ріст кореневищних злаків.

Усі перераховані агротехнічні та луко – й лісомеліоративні заходи не завжди забезпечують повне затримання опадів або їх безпечне скидання, їх слід доповнювати гідротехнічними заходами, щоб повністю зарегулювати й раціонально використати стік талих і зливових вод. Гідротехнічні споруди – це водорегулювальні вали-канави, вали-тераси, мілководні лимани, перемички в улоговинах, розпилювачі стоку, вершинні водозатримні, водоскидні й донні споруди, стави і водойми. Залежно від інтенсивності прояву ерозійних процесів проектуються як окремі види споруд, так і різні їх поєднання. У практиці проектування протиерозійних гідротехнічних споруд водозатримні вали-канави найменш поширені, тому що їх ефективність була недостатньо вивчена [8].

Нині грунтозахисній ефективності їх приділяється велика увага. Протиерозійні вали-канави на ділянках з уклоном до 0,5° рекомендовано нарізати через 310 м, а з уклоном до 1° – через 160 м, практично вони збігаються з трасами лісосмуг і виконують роль найпростіших гідротехнічних споруд у водорегулюючих лісових смугах. На крутіших схилах вали-канави нарізають через 72-52 м, по 4-5 валів на міжсмуговому просторі, їх нарізають паралельно-контурно, тобто максимально наближуючись до горизонталей, паралельно один одному, поділяючи ними поле на однакові за розміром ділянки. Для подовження строку використання вали-канави слід нарізати з перемичками, щоб не було суцільного стоку води. Для запобігання промерзанню дна канави, її заповнюють соломою, гноєм, гіллям, рештками із силосних ям тощо. Крім того, органічний наповнювач добре захищає вал-канаву від заростання бур’янами.

Протиерозійні вали-канави можна нарізати на всіх видах сільськогосподарських угідь, а вони високоефективні і прості у виконанні, при їх застосуванні відпадає потреба у будівництві капітальних гідротехнічних споруд.

РОЗДІЛ 4 РЕКУЛЬТИВАЦІЯ ЗЕМЕЛЬ ТА ЇХ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКЕ ВИКОРИСТАННЯ 4 .1 Поняття про рекультивацію

Рекультивація земель – це комплекс робіт, спрямованих на відновлення продуктивності і господарської цінності порушених земель, а також на поліпшення умов довкілля відповідно інтересам суспільства. Будь-яке будівництво, добування корисних копалин, геологорозвідка тощо не починаються, доки не буде розроблено проект рекультивації порушеного грунтового покриву.

В регламентуючих положеннях “Науково-методичних рекомендацій по рекультивації порушених земель в Україні” вказано, що рекультивація земель – один з ефективних заходів у вирішенні питань раціонального використання земельних ресурсів і проблеми охорони природи в цілому. Рекультивації підлягають усі землі, що зазнають змін у рельєфі, грунтовому покриві, материнських та підстеляючих породах, що відбуваються або вже відбулися у процесі гірничих, будівельних, гідротехнічних, геологорозвідувальних та інших робіт. Слід рекультивувати також еродовані грунти, а при відповідних умовах шляхом землювання – кам’янисті місця і землі з неглибокими і низькопродуктивними грунтами [12].

Основне завдання рекультивації полягає в тому, щоб виконати комплекс спеціальних робіт і заходів, довести порушені землі до стану, придатного для їх використання у сільському, лісовому, рибному господарствах, для промислового та комунального будівництва, створення тепличних господарств і зон відпочинку.

Рекультивація має соціальне значення у справі виховання бережливого ставлення до природних ресурсів і, зокрема, земельних багатств України.

Підприємства, організації та установи, що виконують згадані вище роботи на сільськогосподарських землях, лісових угіддях, наданих їм у тимчасове користування, зобов’язані власним коштом довести ці земельні ділянки до стану, придатного для їх використовування за призначенням.

Порушені землі доводять до придатного стану в ході гірничо-видобувних та інших робіт, а при неможливості – не пізніше, ніж за рік після їх завершення, виключаючи період промерзання грунту.

Роботи з рекультивації порушених земель виконують поетапно і поділяють на технічну та біологічну рекультивацію. Технічна рекультивація є комплекс інженерних робіт, до складу якого входять:

– знімання та складування родючого шару грунту і потенційно родючих порід;

– формування відвалів шахт, кар’єрів, а також гідровідвалів;

– вирівнювання поверхні, виположування, терасування та закріплення укосів відвалів, бортів і кар’єрів, засипання шахтних провалів, закріплення їх бортів;

– хімічна меліорація токсичних грунтів;

– покриття вирівняної поверхні шаром родючого грунту або потенційно родючих порід;

– інженерне впорядкування рекультивованої території (дренажна мережа, дороги, виїзди тощо);

– вирівнювання дна та бортів кар’єру при створенні водойм. Обсяг робіт технічного стану рекультивації залежить від стану порушених земель і виду запланованого використання. Ділянки, підготовлені до стану придатності для сільськогосподарського використання (під парки, водойми, промислове і комунальне будівництво тощо) передаються відповідним організаціям у встановленому порядку. Ділянки, що призначені для сільськогосподарського і лісового господарства після гірничо-технічного етапу рекультивації, повертаються або передаються відповідним сільськогосподарським чи несільськогосподарським підприємствам для здійснення заходів біологічної рекультивації і подальшого використання за призначенням.

Знімання родючого шару грунту є обов’язковим при всіх видах робіт по видобуванню корисних копалин, промисловому будівництві, будівництві житлових і комунальних об’єктів, доріг і гідротехнічних споруд, а також при відведенні родючих земель під териконники, відстійники, ложа ставків і водосховищ тощо. Знятий шар складують або вивозять на малопродуктивні землі, розташовані неподалік (еродовані, піщані, солонці та ін.) для подальшого відновлення родючості порушених земель [13].

Глибина знімання родючого шару визначається глибиною гумусового профілю грунту та вмістом в ньому гумусу. Знімається гумусово-акумулятивний горизонт грунту.

Глибина шару торфу, що залишається при торфорозробках, необхідного для забезпечення водно-повітряного та поживного режимів на торфовищах при рекультивації торфовищ повинна становити:

– для вирощування сільськогосподарських культур – не менше 0,5 м;

– для лісорозведення – не менше 0,3 м;

– для використання під водойми, ставково-рибні господарства та інші цілі – 0,15 м.

Біологічна рекультивація – це комплекс заходів щодо створення сприятливого водно-повітряного та поживного режимів грунту для сільськогосподарських і лісових культур.

Комплекс заходів біологічної рекультивації земель для сільськогосподарського використання визначається фізико-хімічними властивостями підстеляючих порід і нанесеного родючого шару грунту або потенційно родючої породи. Цей комплекс охоплює запровадження сівозмін, насичених культурами на сидеральне добриво, внесення підвищених норм органічних і мінеральних добрив, мульчування тощо.

На ділянках, що відводяться лісовому господарству, основний біологічний вплив на відновлення порушених земель мають лісові насадження. При підготовці земельної ділянки під лісові культури верхній шар збагачують сидератами, мульчують. При посадці вносять добрива.

4.2 Технічний етап рекультивації

До комплексу робіт технічного етапу належать: вирівнювання, формування укосів, знімання, транспортування та нанесення на рекультивовані землі грунту або потенційно родючих порід, докорінна меліорація, будівництво доріг, спеціальних гідротехнічних споруд тощо (ГОСТ-83).

Розкривні роботи без проекту рекультивації земель залишають після себе хаос, так званий місячний ландшафт, що забруднює і отруює навколо грунти, воду, повітря, природу. Будь-яке добування корисних копалин повинне передбачати, як порушені землі будуть відновлені і використовуватимуться у майбутньому. Це має бути відбито у проекті рекультивації порушених земель. Останній висуває певні вимоги до технічного етапу. Він визначає, в якому порядку слід здійснювати розкриття гірських порід і переміщення у відвали, щоб полегшити їх подальше використання. Проектанти розробляють технологічні схеми селективного розкриття гірських порід і селективного відсипання відвалів (рис. 4.1).

Найпоширенішими вимогами до технічного етапу рекультивації є такі:

А) селективне знімання родючих гумусованих горизонтів грунту;

Б) селективне знімання потенційно родючої породи (переважно леси та лесовидні суглинки);

В) переміщення до відвалів суміші безплідних і токсичних порід;

Г) своєчасне огрублене планування (вирівнювання) відвалів з токсичними та індиферентними породами для забезпечення рівномірного їх осідання;

Д) ретельне планування відвалів після осідання;

Є) покриття токсичних порід після їх ретельного планування шаром глинистих порід, що не допускає міграції токсичних елементів до коренемісткого шару;

Є) нанесення шару потенційно родючої породи завтовшки 1,5-2 м;

Ж) покриття відвалів шаром родючого грунту завтовшки 30- 50 см.

Бувають і відхилення від цієї загальної схеми. Наприклад, якщо шар потенційно родючої породи досить потужний, то ним можна перекривати токсичні та індиферентні породи без ретельного вирівнювання відвалів і без створення екрану з глинистих порід. Після глибокого вирівнювання екскаваторних відвалів на них наносять шар лесовидного суглинку завтовшки 3 – 5 м. Після усадки та розрівнювання його покривають грунтом гумусованих шарів. Гумусовані шари грунту є дуже цінний ресурс. Згідно з законодавством, при всіх видах будівельних робіт його слід знімати, складувати і використовувати за призначенням для біологічної рекультивації.

Рис. 4.1. Схема спареної роботи екскаваторів під час селективного формування відвалів (за Л. В. Моторіною та В. А. Овчинніковим, 1975)

Л. В. Моторіна та В. А. Овчинніков (1970) виділяють такі технологічні схеми робіт по зніманню грунтового шару та нанесенню його на відвали:

– технологічна схема з застосуванням скрепера та бульдозера. Знімання гумусового шару грунту і транспортування на відвали виконується скрепером. Доставлений до відвалу грунт за допомогою бульдозера рівномірно розподіляється по поверхні відвалу;

– технологічна схема із використанням екскаватора, автосамоскида та бульдозера. Вона застосовується при транспортуванні грунту на більші відстані;

– технологічна схема із застосуванням екскаватора, стрічкового конвеєра, відвалоформувача та бульдозера. Грунт виймають екскаватором, завантажують у бункер стрічкового конвеєра, який транспортує грунт на зовнішній та внутрішній відвали, де він розрівнюється бульдозером.

Кожному виду робіт по реутилізації родючого шару відповідають спеціальні машини (табл. 1).

Таблиця 4.1

Технологічні схеми розробки робочого розкриву з використанням серійних машин (В. А. Овчинніков, Мкртичан, 1970)

Індекс технологічної схеми Технологічна операція Тип машини

Іпек

Штабелювання грунту в кар’єрі Бульдозер
Навантаження в самоскиди Екскаватор
Транспортування на відвал Автосамоскид
Розрівнювання на відвалі Бульдозер
Іптр Штабелювання фунту в кар’єрі Бульдозер
Навантаження в самоскиди Одноківшові навантажувачі
Транспортування на відвал Автосамоскид
Розрівнювання на відвалі Бульдозер
II п ек Розробка грунту в кар’єрі та транспортування на відвал Самохідний скрепер
Розрівнювання фунту на відвалі Бульдозер
ІІІсав Розробка і навантаження родючих порід у кар’єрі Екскаватор
Транспортування на відвал Автосамоскид
Розрівнювання на відвалі Бульдозер
ІІІсж Розробка і навантаження родючих порід у кар’єрі Екскаватор
Транспортування на відвал Електровоз
Розрівнювання на відвалі Бульдозер

Автори технологічних схем вважають, що ефективне застосування схеми Н” обмежується продуктивністю розробки до 300 тис. м3 за рік і відстанню транспортування до 2,5 км.

Порівняння технологічних схем І і IIIпоказує, що ефективне застосування автотранспорту обмежується невеликими обсягами робіт і невеликою відстанню транспортування [13].

Технологічна схема Іпек більш ефективна, ніж схема Іптр. При використанні екскаваторів з автосамоскидами затрати на 1 м3 робочого розкриву на 5-10 % нижчі, ніж при використанні транспортного навантажувача з тими ж самоскидами.

В усіх цих схемах висота верхнього виступу обмежується глибиною сприятливих для біологічної рекультивації структурних порід. Глибина гумусованого шару грунту, що знімається окремо, визначається його агрохімічними та фізико-хімічними властивостями. Знімають і складують усі горизонти з вмістом гумусу понад 1 %. Але слід враховувати зональні особливості будови профілю грунту. Орієнтована потужність шару грунту, що знімається, згідно з науково-методичними рекомендаціями 1981 р., може бути такою, см:

А) дерново-підзолисті окультурені грунти – 15-20;

Б) ясно-сірі та сірі опідзолені грунти – 15-30;

В) темно-сірі опідзолені грунти – 40-50;

Г) чорноземи типові, вилуговані, опідзолені та реградовані – 100-120;

Д) чорноземи звичайні – 40-70;

Є) чорноземи південні та темно-каштанові грунти – 35-50;

Є) каштанові грунти 20-30.

Рекультивована ділянка, що відводиться під біологічну рекультивацію, підлягає внутрішньогосподарській організації території. На ділянках, покритих потенціально родючим шаром, на період біологічної рекультивації вводиться меліоративна сівозміна, влаштовується мережа доріг, захисних лісонасаджень і гідротехнічних споруд.

Борти відпрацьованих кар’єрів зрізають залежно від стійкості порід із закладенням укосів від 1:1 до 1:2 або споруджують на них терасовидні уступи для посадки лісових культур. Дно таких кар’єрів може бути відведено під біологічну чи будівельну рекультивацію. Інколи доцільно створити на них водойми і зони відпочинку.

Технічний етап рекультивації при будівництві шляхів та інших лінійних об’єктів полягає у зніманні у порушеній смузі шару фунту, створенні насипів з підгрунтя і покритті резервних ділянок гумусованим шаром.

При шахтному способі видобування корисних копалин пуста порода знову повертається у вироблені штреки. При неможливості повернення її у штреки створюються зовнішні відвали (терикони, териконники), під які відводяться малопродуктивні землі чи яри. Після 2-3-річного осідання відвали вирівнюють, покривають потенціально родючою породою, шаром грунту та передають для біологічної рекультивації.

При підземному добуванні корисних копалин може відбуватися деформація поверхні грунту внаслідок осідання. Залежно від характеру деформацій у межах шахтного поля на поверхні знімається шар грунту, провали засипаються, розрівнюються і після остаточного осідання вирівнюються і покриваються шаром грунту.

Під час геологорозвідувальних робіт гумусовий шар грунту знімають повністю. Крім того, знімають 50 см горизонту, перехідного до породи, який складується окремо, влаштовуються резервуари для зберігання промивних рідин, що використовуються у процесі буріння. Після закінчення буріння зняті шари грунту і підгрунтя повертають на попереднє місце. Якщо необхідно, проводять хімічну меліорацію і внесення підвищених норм органіки.

Вироблені торфовища при фрезерному і машино-формувальному способах видобування торфу потрібно повернути землекористувачам для використання їх під сіножаті, пасовища, обліснення та обводнення. З цією метою влаштовують осушувальну мережу, проводять планування поверхні, споруджують дороги. Торфовища, вироблені гідроспособом, звичайно рекультивують для рибно-господарського використання. На них здійснюють корчування та вивезення пнів, планування та закладення осушувальної мережі. У Німеччині існує технологія ренатуралізації боліт і торфовищ [13].

4.3 Біологічний етап рекультивації

Біологічна рекультивація – це етап загальної рекультивації, що охоплює комплекс агротехнічних і фітомеліоративних заходів для підвищення родючості порушених земель.

Біологічна рекультивація може бути сільськогосподарською або лісовою. Сільськогосподарська рекультивація слугує для підготування землі під ріллю, багаторічні насадження чи природні кормові угіддя. Найсуворіших вимог слід дотримуватися під час біологічної і технічної рекультивації земель, що відводяться під ріллю. У цьому випадку потрібні селективне відсипання відвалів, перекриття токсичних порід 0,5-метровим шаром глини, потенційно родючою породою завтовшки 1,5 – 2 м, а також поверхневим шаром грунту, 5 – 10-річний період відновлення родючості з вирощуванням багаторічних трав, внесенням високих норм органічних і мінеральних добрив. Після такої рекультивації ці землі можна використовувати інтенсивно. За потенціальною та ефективною родючістю вони можуть не поступатись перед зональними грунтами. У зоні поширення родючих чорноземів під ріллю слід рекультивувати не більше 70 % порушених земель. Решту 30 % відводять під укоси відвалів, терасовидні уступи, під’їздні шляхи, протиерозійні споруди. Ці землі заліснюють або залужують травами.

Порушені землі мають несприятливі режими, на них навіть багаторічні трави потребують удобрення.

Найбільші прирости врожаю були отримані у варіанті з повним мінеральним добривом. Велике значення має глибина насипного гумусованого шару.

За даними Л. В. Єтеревської (1977), для зернових культур вплив глибини насипного шару грунту спостерігався до глибини 50-60 см.

У загальному випадку економічно доцільним є насипання гумусового шару грунту до глибини 50 см.

Для відновлення родючості і підвищення врожайності сільськогосподарських культур велике значення мають норми внесення добрив.

У меліоративний період рекультивації найдоцільніше вирощувати багаторічні трави, особливо бобові – люцерну, еспарцет, буркун – з використанням їх як сидератів. Ці культури менше реагують на порушення грунтового покриву і погіршення поживного та водного режимів. Після проходження меліоративного періоду рекультивовані землі включають до складу ріллі під польові, кормові і грунтозахисні сівозміни.

Створення кормових угідь на рекультивованих землях є найдоцільнішим тоді, коли не вистачає гумусованого шару для їх покриття. Травосуміші забезпечують більш високу врожайність, ніж чисті посіви багаторічних трав.

На рекультивованих землях без покриття гумусованим шаром створюють сіяні сіножаті, які підвищуватимуть їх потенціальну родючість. Пасовища на них створювати нераціонально, тому що тварини копитами розбиватимуть вузли кущення багаторічних трав, призводячи до їх випадання.

При протиерозійній організації території рекультивованих земель під залуження відводять укоси відвалів, щоб травостій попереджав розвиток водної ерозії. Для підвищення грунтозахисної ефективності багаторічних трав після нанесення потенційно родючого шару на укоси відвалів їх ще покривають і родючим шаром грунту [20].

При створенні багаторічних насаджень на рекультивованих землях вимоги до технічного етапу рекультивації є такими ж, як і при відведенні рекультивованих земель під ріллю.

Під лісову рекультивацію можна відводити відвали з різними грунтосумішами без селективного відсипання. Якщо грунтосуміші токсичні, проводять їх хімічну меліорацію або перекривають потенційно родючими породами. Менш строгими у даному випадку є і вимоги до загального планування (вирівнювання) відвалів.

За даними В. М. Данька (1973), на відвалах кам’яновугільних та манганових виробок найпристосованішими виявилися акація біла, в’яз дрібнолистий, жимолость татарська і навіть сосна звичайна.

Складовою частиною проекту рекультивації земель є протиерозійні заходи: будівництво водозатримних і водовідвідних валів, водоскидних споруд, терасування, залуження та заліснення, застосування грунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур.

РОЗДІЛ 5 АНАЛІЗ ЕРОДОВАНЕОСТІ ГРУНТІВ НОВГОРОД-СІВЕРСЬКОГО РАЙОНУ

Новгород-Сіверський район розміщений в зоні підвищеної схильності грунтів до ерозійних процесів. Цьому процесу досить добре сприяє рельєф району та наявність сприятливого грунтового покриву. Для Новгород-Сіверського району найбільш характерними є грунти таких видів: дерново-підзолисті, ясно-сірі та темно-сірі.

Проаналізуємо рівень еродованості грунтів району.

Найбільш інтенсивно ерозійні процеси проходять в місцях підвищення, на переходу пагорбів у низини. Розвитку ерозійних процесів в районі сприяють як вітрова так і водна ерозії. Ерозійні процеси впливають на вміст мінеральних та органічних речовин у грунтах.

За даними результатів якісного обстеження Новгород-Сіверського районного управляння земельними ресурсами було проведено аналіз процентного співвідношення ступеня змитості еродованих грунтів на території Новгород-Сіверського району за останні 5 років.

Таблиця 6.1.

Рівень еродованості грунтів Новгород-Сіверського району

Еродованість грунту Роки обстеження
2001 2002 2003 2004 2005
Га % Га % Га % Га % Га %
Слабо-змиті 70 44,9 75 46,6 65 41,1 56 40,0 55 40,1
Середньо-змиті 52 33,3 49 30,4 48 30,3 45 32,1 42 30,6
Сильно-змиті 34 21,8 37 23,0 45 28,6 39 27,9 40 29,3
Всього 156 100 161 100 158 100 140 100 137 100

За результатами таблиці 5 можемо прослідкувати зростання площі еродованих земель на протязі 2001 – 2002 років, але за останні 3 роки (2003 – 2005 роки) простежується зменшення площ еродованості грунтів.

Вжиття та проведення комплексних радикальних заходів щодо боротьби з ерозійними процесами та захисту грунтового покриву сприяє зменшенню еродованості сільськогосподарських земель.

Побудуємо діаграму співвідношення різного ступені змитості грунтів Новгород-Сіверського району.

Га

Роки дослідження

Рис. 6.1. Співвідношення різного ступені змитості грунтів Новгород-Сіверського району

Був проведений аналіз вмісту калію та фосфору у еродованих грунтах Новгород-Сіверського району за 2 роки обстеження з перервою у 4 роки

Таблиця 6.2.

Рівень рухомих форм калію в еродованих грунтах грунтів Новгород-Сіверського району

Еродованість грунту Роки обстеження
2001 2005
Дуже низький Низький Середній Підвищений Високий Дуже низький Низький Середній Підвищений Високий
Слабо-змиті 2 10 30 18 10 5 17 15 11 7
Середньо-змиті 11 17 12 7 5 9 14 10 6 3
Сильно-змиті 6 9 12 6 1 6 15 9 8 2

Таблиця 6.3.

Рівень рухомих форм фосфору в еродованих грунтах грунтів Новгород-Сіверського району

Еродованість грунту Роки обстеження
2001, га 2005, га
Дуже низький Низький Середній Підвищений Високий Дуже низький Низький Середній Підвищений Високий
Слабо-змиті 12 18 20 8 12 15 7 25 6 2
Середньо-змиті 13 15 12 10 3 9 14 10 6 3
Сильно-змиті 6 10 8 4 6 16 13 9 10

В результаті обробки даних обстежень можемо зробити висновок, що на протязі 4 років знижується кількість площ низького рівня змистості, які мають високі рівні вмісту рухомих форм калію та фосфору в еродованих грунтах. Для відновлення родючості грунтів потрібно значно більше часу.

Побудуємо діаграму зміни рівня рухомих форм калію в слабо-змитих грунтах Новгород-Сіверського району.

Га

Рівень рухомого калію

Рис. 6.2. Зміна рівня рухомих форм калію в слабо-змитих грунтах Новгород-Сіверського району

Побудуємо діаграму зміни рівня рухомого фосфору в слабо-змитих грунтах Новгород-Сіверського району.

Га

Рівень рухомого фосфору

Рис. 6.3. Зміна рівня рухомого фосфору в слабо-змитих грунтах Новгород-Сіверського району

ВИСНОВКИ

1. Ерозія грунту – руйнування його водою, вітром або в процесі обробітку грунту. Водна ерозія призводить до змивання (площинна) і розмивання (лінійна) грунту; спричинюють її талі, дощові, зливові та скидні іригаційні води. Вітрова ерозія грунту (дефляція) виникає при сильних вітрах, які видувають орний шар, внаслідок чого знижується родючість грунтів.

2. Для збереження грунтів від подальшого забруднення і деградації необхідно проводити комплекс організаційно-господарських, агрономічних, технічних, меліоративних, економічних і правових заходів щодо запобігання і усунення наслідків зазначених процесів.

3. Боротьба з вітровою ерозією здійснюється за допомогою заходів:проведення безвідвальної обробки грунту зі збереженням стерні на поверхні поля, борозенкові посіви культур, заліснення і закріплення пісків, створення куліс із високостеблових рослин і трав’яних смуг, лісосмуг – буферів снігозатримання;

4. Боротьба з водною ерозією передбачає: поглиблення ріллевого шару, обробіток грунту впоперек на схилах, контурне розорювання, висівання зернових на парових полях та проведення інших заходів, які покращують проходження води в грунт та запобігають її стіканню при розтаванні снігу та випаданні дощів; у гірських районах – обладнання протиселевих споруд, заліснення, залуження схилів, регулювання випасання худоби, збереження гірських лісів;

5. Рекультивація земель – комплекс робіт, спрямованих на відновлення продуктивності й господарської цінності порушених земель. Процес рекультивації складається з двох етапів. досить ефективною є рекультивація шляхом лісорозведення. Перед залісненням часто висівають багаторічні бобові трави. Виділяють такі напрямки рекультивації ушкоджених земель – сільськогосподарський, лісогосподарський, водногосподарський, рекреаційний, санітарно-гігієнічний та будівельний.

6. Проведене дослідження з даної теми на прикладі Новгород-Сіверського району за період 2001 – 2005 років дало такі результати: еродовані грунти займають значні площі, але вжиття заходів боротьби з ерозією сприяє покращенню ситуації.

7. Нами проведено аналіз даних обстеження агрохімічних показників еродованих грунтів. В результаті виявилось, що з роками рівень вмісту рухомих форм калію та фосфору знижується в еродованих грунтах району дослідження.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Анучин В. А. Основы природопользования. Теоретический аспект. – М.: Мысль.-1979.-290 с.

2. Афанасьева Т. В., Василенко В. И., Терешина Т. В., Шеремет Б. Б. Почвы СССР. – М: Мысль, 1979.

3. Банников А. Г., Рустамов А. К., Бакулин А. А. Охрана природы. – М.: Агропромиздат. – 1985. – 287 с.

4. Білявський Г. О. та ін. Основи екології: Підручник. – К.: Либідь, 2004. – 408 с.

5. Білявський Г. О. та ін. Основи екологічних знань. – К.: Либідь, 2000. – 336 с.

6. Бойчук Ю. Д., Солошенко Е. М., Бугай О. В. Екологія і охорона навколишнього середовища: Навчальний посібник. – Суми: ВТД “Університетська книга”, 2002. – 284 с.

7. Вернандер Н. Б. Географія грунтів з основами грунтознавства. – К., 1966 Добровольский В. В. География почв с основами почвоведения. – М. Высшаяшкола, 1989.

8. Заславский М. Н. Эрозиоведение. – М.: Высшая школа. – 1983. – 318 с.

9. Захист грунтів від ерозії. / За ред. В. А. Джамаля, М. М. Шелякіна. – К.: Урожай, 1986. – 240 с.

10. Злобін Ю. А. Основи екології. – К.: Лібра, 1998. – 248 с.

11. Канівець В. І. Життя грунту. – К.: Аграрна наука, 2001.

12. Каштанов А. Н., Заславский М. Н. Почвоводоохранное земледелие. – М.: Россель-хозиздат. – 1984. – 461 с.

13. Кучерук О. Д. Ерозія грунту: як їй запобігти? – Львів: Каменяр, 1984. – 40 с.

14. Маслов Б. С, Минаев И. В. Мелиорация и охрана природы. – М.: Россельхозиздат. -1985.-270 с.

15. Мильков Ф. Н. Рукотворные ландшафты. – М.: Мысль. – 1978. – 80 с.

16. Надточій П. П., Вольвач Ф. В., Гермашенко В. Г. Екологія грунту та його забруднення. – К.: Аграрна наука, 1998.

17. Назаренко И. И. Окультуривание подзолистых оглеенных почв. – М.: Наука, 1981.

18. Назарук М. М. Основи екологі та соціології. – Львів, 1999.

19. Невелєв О. М. та ін. Основи екології та природокористування: Навч. посібник. – К.: ТОВ “Богдана”, 2000. – 144 с.

20. Новиков Ю. В. Экология, окружающая среда и человек. – М.: Агентство”ФАИР”, 1998.

21. Польський Б. М., Стеблянко М. І. та ін. Основи сільського господарства: Навч. посібник. – К.: Вища школа, 1991. – 296 с.

22. Польчина СМ. Грунтознавство. Головні типи грунтів. – Чернівці: Рута, 2000, 2001.

23. Почвоведение / Под ред. И. С. Кауричева. – М.: Агропромиздат. 1989. -719 с.

24. Почвозащитное земледелие /Под ред. А. И. Бараева. – М.: Колос. – 1957. – 298 с.

25. Почвы Украины и повышение их плодородия: В 2 т. – К.: Урожай, 1988.Т.1-2.

26. Соколовский А. Н. Сельскохозяйственное почвоведение. – М: Сельхозгиз,1956.

27. Родючість грунтів. Моніторинг та управління / За ред. В. В. Медведева. – К.: Урожай, 1992.

28. Тлумачний словник з агрогрунтознавства / За ред. М. І. Лактіонова, Т. М. Лактіонової. – Харків, 1998.

29. Чорний І. Б. Географія грунтів з основами грунтознавства. – К.: Вища шк., 1995.

30. Шикула Н. К. Почвозащитная система земледелия. Справочная книга. – Харьков: Прапор. – 1987. – 198 с.


Агротехнічні основи захисту земель від ерозії