Во многих случаях возникает необходимость в климатических мелиорациях — целенаправленных улучшениях свойств и функций ландшафтов путем изменения метеорологических процессов и факторов микро- и мезоклимата. Их объектами в первую очередь выступает приземный слой воздуха и почвы. Сложились два основных направления климатических мелиорации: а) преобразование структуры радиационного и теплового балансов, а также ветрового режима ландшафтов через изменение свойств подстилающей поверхности; б) прямое воздействие на метеорологические процессы.
Значительные нарушения структуры радиационного и теплового балансов ландшафтов связаны с водными мелиорациями. Орошение вызывает изменение составляющих теплового баланса в сторону увеличения затрат тепла на испарение и снижения затрат на турбулентный обмен с атмосферой. При осушении происходит обратный процесс, что способствует нагреванию приземного слоя воздуха и почв. Изменение термического режима почв вызывают земельные мелиорации и преобразование растительного покрова — культуртехнические и агротехнические мероприятия, посев высокостебельных растений кулисами, создание лесных полос, рациональное размещение сельскохозяйственных угодий. Один из распространенных приемов трансформации микроклимата — мульчирование, т.е. покрытие поверхности почв рыхлыми материалами (торф, солома, светопрозрачная полимерная пленка и т.п.). Оно приводит к образованию воздушных прослоек на границе почва—воздух, изменению альбедо и затрат тепла на испарение.
Прямое влияние на метеорологические процессы связано с искусственным обогревом приземного слоя воздуха и почв, воздействием на градовые облака для борьбы с градом, искусственным вызыванием атмосферных осадков, созданием облаков и их рассеиванием. Оно осуществляется инженерно-техническими средствами. Так, борьба с градом основана на введении в облако специального реагента в виде йодистого свинца или йодистого серебра. Реагент вводят с помощью ракет или снарядов в переохлажденную часть облака — центральную градообразующую область. Обстрел облака вызывает появление огромного количества искусственных центров кристаллизации, в которых начинается рост ледяных кристаллов. Происходит перераспределение переохлажденной воды с образованием градин небольших размеров, которые успевают частично или полностью растаять в теплых слоях воздуха во время падения.
Климатические мелиорации могут существенно изменить температуру приземного слоя воздуха и влажность почв за вегетационный период. В значительной мере ослабляется или устраняется вредное влияние на растения экстремальных погодных условий (высокие и низкие температуры воздуха и почвы, недостаток или избыток влаги в почве, усиление скорости ветра, увеличение или уменьшение испарения). Создается более оптимальное соотношение тепла и влаги в критические периоды развития растений и тем самым обеспечивается получение более устойчивых и высоких урожаев. Существенное значение имеет и состояние почвы: на окультуренных почвах доля используемых летних осадков может достигать 80%, на неокультуренных — всего 40 — 50% и менее.
Эффективность климатических мелиорации неодинакова в разных природных зонах и регионах, в отдельные годы и при осуществлении их разными приемами. Так, в лесостепной зоне снижение турбулентного обмена в результате орошения ведет к понижению температуры воздуха на 1,5 — 2,0 °С, а дефицита влажности на 5 мм. В пустынях умеренного пояса температура воздуха при орошении понижается на 4 —5°С, а дефицит влажности — на 15—20 мм. Соответственно температура верхнего слоя почвы снижается на 5 — 8 «С. На осушенных территориях уменьшение затрат тепла на испарение приводит к повышению температуры почвы в среднем на 3 — 5 °С. При этом температура почвы торфяников с густым травостоем примерно на 3—6°С ниже, чем суглинистых почв, и на 4 — 8 °С ниже, чем суходольных песчаных почв.
Весьма эффективны меры, применяемые для борьбы с заморозками, — задымление, укрытие, искусственный обогрев плантаций. Они повышают температуру воздуха в приземном слое в среднем на 1 — 3°С, а в ряде случаев и больше.
Тепловой обогрев защищенного грунта (теплицы, парники, укрытые пленками) в условиях лесной зоны позволяет высевать овощные культуры на 2 — 3 недели раньше обычного и предохраняет их от действия весенних заморозков. В северных районах на открытых полях используют посев овощных культур под защитой высокостебельных растений, высеваемых кулисами, что создает «парниковый эффект»: температура воздуха в поле среди кулис днем повышается на 2— 10°С, а в среднем за сутки на 1,0— 1,5°С.
Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 59 ; Нарушение авторских прав
Виды мелиорации. Мелиорация земель, почв. Мелиорация — это.
Использование земель в сельскохозяйственных целях не утрачивает актуальности даже в век высоких технологий. Однако эффективное применение почвы для выращивания культурных растений возможно только при условии, что она соответствует необходимым агротехническим характеристикам. Практически не встречаются земли, которые изначально готовы обеспечить высокий урожай после посева без соответствующей подготовки. Достичь оптимального результата в процессе эксплуатации почвы позволяет мелиорация сельскохозяйственных земель, в ходе которой улучшаются качества обрабатываемого участка. Речь идет не только о непосредственном повышении продуктивности слоя почвы, но и о рационализации земель с точки зрения дальнейшего использования для сельскохозяйственных нужд.
Что такое мелиорация?
Под мелиорацией понимается целый комплекс мер, направленных на повышение производительности земли с точки зрения роста урожайности. Достигается это за счет применения организационных, технических и хозяйственных мероприятий, в результате которых происходит улучшение свойств почвы. При этом существуют разные виды мелиорации, которые повышают конкретные характеристики. Это может быть, к примеру, комплекс мер по оздоровлению почвенного слоя, который подвергся чрезмерному окислению.
Читайте также: Функции почвы обусловленные физическими свойствами
Распространены мелиоративные операции не только в профессиональной сельскохозяйственной сфере, но и в области частного садоводства. Например, это может быть регулярная культивация дачного участка или огорода. Но в данном случае важно интенсивное и длительное воздействие на землю, так как мелиорация – это система агротехнических приемов, выполнение которых коренным образом и в лучшую сторону меняет состояние почвы.
Гидромелиорация земель
Это один из самых распространенных видов мелиорационных работ, который используется и в специализированных хозяйствах, и рядовыми дачниками. Гидромелиорация предусматривает улучшение состояния почв посредством водного или воздушного воздействия. Данные мероприятия используют в обработке чрезмерно увлажненных, заболоченных, эродированных, засушливых и смытых земель. В таких случаях обычно применяют основные виды мелиорации, которые нормализуют водный, тепловой и питательный режимы почвы. К наиболее популярным разновидностям гидромелиорации относят осушительные, оросительные, противоэрозионные, противопаводковые и противоселевые мероприятия. Распространенность данного направления сельскохозяйственной профилактики обусловлена используемыми ресурсами. В частности, вода и тепло с воздухом – это первостепенные компоненты, от которых зависит продуктивность почвы.
Агролесомелиорация земель
Мероприятия этого типа предусматривают использование почвозащитных и водорегулирующих свойств лесного массива. Иными словами, агролесомелиорация ставит целью именно обеспечение защитных барьеров, формирование которых также происходит разными путями. Например, противоэрозионная мелиорация – это агротехнические мероприятия, направленные на защиту почвы от эрозии с помощью лесных насаждений. В этом случае производится посадка деревьев на территориях балок, оврагов, берегов рек и т. д. Еще одно направление агролесомелиорации – это полезащитные мероприятия. В данном случае предполагается обеспечение защиты от неблагоприятных факторов разного происхождения. Например, от явлений антропогенного, природного и техногенного характера. Достигается защита земель также посредством лесных насаждений, которые формируются по границам сельскохозяйственных участков.
Химическая мелиорация земель
С помощью химических внесений улучшается минеральный состав почвенного слоя. Но проводить такие мероприятия следует только в случае с малопригодными или изначально непригодными землями. В процессе химической мелиорации из почвы удаляются вредные для растительности элементы, а также производится обогащение земли полезными компонентами. Используются разные виды мелиорации этого типа, среди которых известкование, кислование и гипсование. Первый вариант применяется с целью обогащения нечерноземных земель известковыми удобрениями. Гипсовые добавки используют в солонцах для сокращения щелочности в составе почвы. Подкисление земель практикуется реже, но в случае выращивания чая этот способ мелиорации наиболее эффективен.
Тепловая мелиорация почв
Данную технику мелиорации можно отнести к сезонным методам, так как используют ее преимущественно в зимнее время. Главной задачей подобных мероприятий является обеспечение оптимального теплового режима для почвы. Проводятся работы перед заморозками с целью повышения температуры глубинных и поверхностных слоев, чтобы корни растений получили защиту от холода, проходящего через почву. Достигается это разными способами, среди которых внесение минерального грунта. Классическая тепловая мелиорация – это мульчирование, которое выполняется посредством раскладки компоста на земле. Это простейший способ утепления, для которого могут использоваться различные материалы. Даже в небольшом хозяйстве можно найти сырье для мульчирования – в частности, используются опилки, стружка, листья, помет, а также другие отходы.
Культуртехническая мелиорация
Такой вид обработки можно назвать поверхностным, так как он не предполагает вторжение в структуру почвы и в ее химический состав. Как правило, культуртехнические мероприятия на земле сводятся к избавлению площади от инородных предметов – это могут быть сорняки, камни, пни и другие объекты, которые становятся помехой для прямого использования земли. Очистка может выполняться как вручную, так и с помощью специальной техники. Например, культуртехническая мелиорация земель может предусматривать рыхление культиваторами и пескование. Подобные работы позволяют защитить почву от зарастания бурьяном и повысить ее стойкость перед вредителями.
Лесомелиорация
Уже отмечались мероприятия, которые в качестве инструмента защиты почв используют лесные насаждения. Но данная мера может применяться в качестве самостоятельного приема мелиорации. Дело в том, что искусственные и естественные лесополосы способны эффективно регулировать стоки вод. По этой причине земли в лесных массивах практически не подвергаются процессам эрозии. Данная характеристика особенно ценится в больших сельскохозяйственных предприятиях и хозяйствах, где необходим водорегулирующий компонент. Можно сказать, лесная мелиорация – это вспомогательный фактор, который позволяет на постоянной основе формировать благоприятные гидротехнические условия для почвы.
Какие факторы влияют на выбор мелиорации?
Существует множество аспектов, на основе которых определяется применение того или иного способа мелиорации. В первую очередь это изначальное состояние почвы. Те же операции окисления или известкования проводятся лишь в случаях, когда земля требует дополнительного питания или восстановления на фоне нарушения химического баланса. Иными словами, в зависимости от текущего положения специалисты определяют, какие виды мелиорации уместно использовать в данном случае. Не менее важны и внешние факторы – то же наличие лесополосы и климатические условия могут добавить или скорректировать выбор агротехнических мероприятий. Не обходится анализ потребностей в улучшении эксплуатационных свойств почвы и без учета особенностей будущего использования земель. Для каждой культуры важны свои показатели состава почвы.
Заключение
Мелиорационные работы нельзя назвать чем-то новым для сельского хозяйства. Возможно, это один из старейших видов деятельности человека, который обрабатывал землю и уже в древности понимал значение плодородной почвы. Другое дело, что современная мелиорация почв предусматривает использование технически продвинутых инструментов и специальной техники. С помощью производительных агрегатов работники сельскохозяйственной отрасли выполняют орошение, культивацию, химическую обработку, удобрение и другие мероприятия. В то же время остается место и для народных средств мелиорации, среди которых мульчирование, рыхление, расчистка и всевозможные способы защиты земельного покрова от нежелательных внешних воздействий.
Читайте также: Гост определение бора в почве
Почвенно климатические условия мелиорации почв
Зайдельман Ф.Р. Мелиорация почв. — Оглавление
Предисловие (В.А.Садовничий), 5
Об авторе, 6
От автора (предисловие к третьему изданию), 7
1. Введение в мелиорацию почв, 9
1.1. Общие сведения о мелиорации почв, 9
1.1.1. Понятие, объект, виды мелиорации, 9
1.1.2. Краткий обзор истории развития мелиорации, 15
1.1.3. Задачи курса «Мелиорация почв» для почвоведов в университетах и краткая история его становления, 31
2. Факторы почвообразования и элементы водного режима почв как основа проектирования мелиорации, 35
2.1. Климат, 35
2.2. Общие почвенно-климатические условия мелиорации почв, 42
2.3. Почвообразующие породы. Водоупорные горизонты, верховодка, грунтовые и напорные воды, 48
2.4. Рельеф и степень дренированности территории, 52
2.5. Биологический фактор, 58
2.6. Возраст и эволюция мелиорированных почв, 59
2.7. Водный режим почв, 61
2.7.1. Общие представления, 61
2.7.2. Водный баланс и типы водного режима почв, 62
2.7.3. Понятия почвенной гидрологии и некоторые особенности работы мелиоративных систем, 68
2.7.4. Вероятностная оценка природных факторов при мелиоративных расчетах, 74
3. Источники воды для орошения. Виды оросительных мелиораций. Постоянно действующая оросительная система, 78
3.1. Задачи орошения и потребность растений в воде, 78
3.2. Источники воды для орошения и оценка ее пригодности для полива, 80
3.2.1. Источники воды для полива, 80
3.2.2. Оценка пригодности воды для полива и ее влияние на почву, 83
3.3. Классификация видов орошения, 91
3.4. Составные элементы постоянно действующей оросительной системы, 93
3.4.1. Источники орошения, водозаборные сооружения, транспортирующая и оросительная сети, 93
3.4.2. Коллекторно-дренажная и оградительная сети, 95
3.4.3. Сооружения на каналах оросительной сети, 97
3.4.4. Дорожная сеть, лесополосы. Коэффициент земельного использования, 101
4. Конструктивные особенности каналов и других элементов оросительных систем, 103
4.1. Конструкция каналов, 103
4.1.1. Общие параметры, 103
4.1.2. Формы каналов, 105
4.1.3. Живое сечение канала, периметр смоченности, гидравлический радиус, 107
4.1.4. Расход воды в канале, 108
4.1.5. Скорость воды в канале, 108
4.1.6. Экспериментальное определение скорости и расхода воды в канале (потоке), 109
4.1.6.1. Определение расхода воды в канале с помощью водосливов, 109
4.1.6.2. Определение расхода воды в канале по скорости потока и живому сечению, 111
4.1.7. Потери воды на фильтрацию из каналов, 113
4.1.8. Противофильтрационные мероприятия на каналах в земляном русле, 114
4.2. Лотковая оросительная сеть, 120
4.3. Оросительная сеть из закрытых трубопроводов, 122
4.4. Плотины на водохранилищах оросительных систем, 122
5. Основные элементы поливного режима, 127
5.1. Оросительная норма, 127
5.2. Поливная норма и виды поливов, 128
5.3. Режим орошения, оросительный гидромодуль и орошение севооборотного участка, 131
6. Техника полива, 137
6.1. Подготовка поля к поливу и планировка поверхности орошаемого массива, 137
6.2. Поверхностное орошение, 139
6.2.1. Полив напуском по полосам, 140
6.2.2. Полив по бороздам, 142
6.2.3. Полив затоплением, 146
6.2.3.1. Орошение риса, 146
6.2.3.2. Лиманное орошение, 153
6.2.4. Совершенствование приемов поверхностного полива, 158
6.3. Дождевание, 162
6.3.1. Виды дождевания и дождевальных оросительных систем, 165
6.3.2. Современные дождевальные устройства (дождевальные агрегаты, машины, установки, насадки или аппараты), 167
6.3.2.1. Короткоструйные дождевальные устройства, 168
6.3.2.2. Среднеструйные дождевальные машины и установки, 170
6.3.2.3. Дальнеструйные дождевальные агрегаты, 174
6.3.2.4. Синхронно-импульсное дождевание, 174
6.3.3. Коркообразование при поверхностных поливах и дождевании. Способы устранения ирригационных корок, 177
6.4. Аэрозольное орошение, 179
6.5. Внутрипочвенное орошение, 179
6.6. Субирригация, 182
6.7. Капельное орошение, 182
7. Особенности орошения каменистых почв, 185
7.1. Орошение почв на галечниковом аллювии, 185
7.2. Орошение почв на каменистом пролювии, 188
7.3. Орошение почв на каменистых селевых отложениях и камнепадах. Возможность использования почв на элювии конгломератов, 189
8. Мелиорация засоленных почв, 190
8.1. Общие сведения, 190
8.2. Причины соленакопления и засоления почв, 191
8.3. Солончаки, солончаковые почвы. Их диагностика и классификация, 192
8.4. Элементы баланса грунтовых вод и солей на орошаемой территории, 199
8.5. Вторичное засоление почв, 200
8.5.1. Общие положения и закономерности развития, 200
8.5.2. Критическая глубина грунтовых вод, 202
8.6. Дренаж орошаемых почв, 204
8.6.1. Горизонтальный дренаж, 204
8.6.2. Вертикальный дренаж, 205
8.6.3. Вакуумирование дренажа, 208
8.7. Способы удаления солей из профиля засоленных почв, 209
8.7.1. Механическое удаление солей, 209
8.7.2. Запашка солей, 209
8.7.3. Поверхностная промывка, 209
8.7.4. Вмывание солей, 210
8.7.5. Сквозная промывка, 210
8.8. Промывные нормы, 210
8.9. Биологическая мелиорация засоленных почв, 213
8.10. Особенности мелиорации почв содового, сульфидного, гипсового и карбонатного засоления, 214
8.10.1. Содообразование. Генезис и мелиорация почв содового засоления, 214
8.10.2. Сульфидное засоление. Генезис и мелиорация почв сульфидного засоления, 219
8.10.3. Карбонатное засоление. Генезис и мелиорация почв карбонатного засоления, 221
8.10.4. Гипсовое засоление. Генезис и мелиорация почв гипсового засоления, 222
8.10.5. Устойчивость сельскохозяйственных культур к боратному засолению, 225
8.11. Оценка мелиоративного состояния и эволюции орошаемых почв по распределению солей, 226
8.12. Мелиорация соловцов и солонцовых почв, 228
8.12.1. Общие понятия, 228
8.12.2. Морфология, диагностика и классификация солонцов и солонцеватых почв, 231
8.12.3. Мелиорация солонцов, 235
8.12.3.1. Гипсование, 235
8.12.3.2. Известкование. Улучшение свойств почв мочарных ландшафтов, 238
8.12.3.3. Кислование, 239
8.12.3.4. Землевание, 239
8.12.3.5. Термический пар, 240
8.12.3.6. Глубокое мелиоративное рыхление, 240
8.12.3.7. Самомелиорация солонцов (плантажная вспашка), 241
8.12.3.8. Многоярусная вспашка, 241
8.12.3.9. Биологическая мелиорация. Комплексная агрофитомелиорация соловцов, 241
8.12.3.10. Электромелиорация, 243
8.13. Мелиорация такыров, 244
8.13.1. Генезис, свойства и классификация такыров, 244
8.13.2. Особенности мелиорации такыров, 245
8.14. Перелоговая система орошаемого земледелия в бессточных районах на засоленных почвах, 245
8.15. Изменение свойств почв под влиянием орошения и почвоохранные мероприятия, 247
9. Осушительные мелиорации, 255
9.1. Общие положения, 255
9.2. Заболоченные и болотные почвы как объекты мелиорации, 256
9.3. Причины заболачивания почв и их диагностика, 259
9.3.1. Признаки заболачивания почв грунтовыми и напорными водами, 261
9.3.2. Признаки заболачивания почв атмосферными и намывными склоновыми водами, 262
9.3.3. Признаки заболачивания почв намывными русловыми водами, 264
9.3.4. Признаки болотных почв, возникающих в результате зарастания водоемов, 265
9.3.5. Признаки биогенного заболачивания почв, 267
9.4. Почвообразовательные процессы, формирующие почвы гумидных ландшафтов, 268
9.4.1. Растительность как индикатор типа болот, 273
9.4.2. Классификация торфов, 275
9.4.3. Макроскопическое определение степени разложения торфа, 276
9.4.4. Диагностика сапропелей и их свойства, 280
9.5. Осушение заболоченных и болотных почв, 281
9.5.1. Принципы выбора объекта осушения, 281
9.5.2. Задачи осушения. Понятия о методе и способе осушения, 283
9.6. Осушительные системы, 284
9.6.1. Конструкции осушительных систем, 284
9.6.2. Виды осушительных систем, 288
9.6.3. Виды дренажа (осушителей), 293
9.6.3.1. Открытый дренаж, 293
9.6.3.2. Закрытый дренаж, 293
9.6.3.2.1. Материальный дренаж, 293
9.6.3.3. Земляной дренаж, 302
9.6.3.3.1. Кротовый дренаж, 302
9.6.3.3.2. Щелевой дренаж, 304
9.7. Время, норма, глубина осушения и междренные расстояния, 306
9.7.1. Время осушения, 306
9.7.2. Норма осушения, 307
9.7.3. Глубина осушения и междренные расстояния, 309
9.7.4. Осадка болотных почв при осушении, 310
9.7.5. Определение междренных расстояний, 311
9.7.5.1. Условия притока воды к осушителям, 312
9.7.5.2. Определение междренных (межканальных) расстояний на основе гидромеханических способов расчета, 313
9.7.5.3. Определение междренных расстояний по физическим свойства почв, 318
9.7.5.3.1. Определение междренных расстояний по гранулометрическому составу почв, 319
9.7.6. Оценка устойчивости кротовых дрен в почвах, 323
9.7.7. Закупорка дренажа гидроокисью железа и профилактические мероприятия по борьбе с закупоркой, 326
9.7.7.1. Общие положения, 326
9.7.7.2. Условия возникновения аккумуляции оксида железа в дренажных трубках и диагностика этого явления, 327
9.7.7.3. Промывка заиленных и заохренных дрен, 334
9.7.8. Осушение заболоченных почв и низкой водороницаемостью, 336
9.7.8.1. Проходимость сельскохозяйственной техники, 336
9.7.8.2. Гидротехнические мероприятия по ускорению поверхностного и дренажного стоков, 338
9.7.8.3. Агромелиоративные мероприятия по ускорению поверхностного стока, 338
9.7.8.4. Агромелиоративные мероприятия по ускорению внутрипочвенного стока (кротование, глубокое мелиоративное рыхление, чизелевание), 340
9.7.8.4.1. Альтернативные способы увеличение внутрипочвенного стока с помощью фитомелиорации, 348
9.7.8.5. Слиты почвы и их мелиорация, 349
9.7.8.5.1. Особенности генезис и свойства слитых почв, 350
9.7.8.5.2. Мелиорация слитых почв, 351
9.7.9. Осушение, освоение и охрана торфяных почв, 352
9.7.9.1. Общие положения, 352
9.7.9.2. Использование торфяных почв в разных культурах земледелия, 356
9.7.9.3. Пирогенная деградация осушенных торфяных почв, 362
9.7.9.3.1. Общие положения и понятия, 362
9.7.9.3.2. Пирогенные образования и пирогенно измененные почвы, 366
9.7.9.3.3. Профилактические и рекультивационные мероприятия по защите торфяных почв от пирогенной и гидротермической деградаций, 369
9.7.9.4. Рекультивация деградированных торфяных почв на выработанных торфяных месторождениях, 375
9.8. Двустороннее регулирование водного режима осушаемых почв. Виды шлюзования, 379
10. Дренаж заболоченных почв при ландшафтном и гражданском строительстве, 385
10.1. Осушение почв для садов и ягодников, 385
10.1.1. В каких случаях нужно осушать почвы для садов и ягодников, 385
10.1.2. Особенности осушения и окультуривания почв для сада, 386
10.2. Дренаж парков и лесопитомников, 390
10.2.1. Устойчивость древесных растений к переувлажнению, 390
10.2.2. Дренаж парков и лесопитомников, 392
10.3. Дренаж в оползневых районах, 392
10.4. Дренаж площадок для игр и отдыха, 393
10.5. Дренаж спортивных площадок, 394
11. Тепловые мелиорации, 395
12. Культуртехнические мелиорации и ботанико-культуртехнические изыскания, 398
13. Стадии мелиоративного проектирования. Задачи почвенно-мелиоративного обоснования проектов мелиорации, 400
13.1. Стадии мелиоративного проектирования и состав почвенно-мелиоративных изысканий, 400
13.1.1. «Обоснование инвестиций» в строительство объектов, 400
13.1.2. «Проект», 401
13.1.3. «Рабочий проект», 403
13.1.4. «Рабочая документация», 404
13.2. Содержание почвенно-мелиоративных карт для обоснования проектов мелиорации, 404
13.3. Районирование почв в мелиоративных целях, 405
14. Экологическая защита мелиорируемых почв и агроландшафтов, 408
Почвы как объект мелиорации и почвоведение как фундаментальная основа ее теории и практики (Заключение), 419