Романенко А.І. Розробка ресурсозберігаючих меліорацій земель для приватизованих господарств гумідної зони лівобережного лісостепу

Краткое содержание

У вступі дається коротка характеристика роботи, її мета і завдання, актуальність, наукова новизна і практична цінність.

ОБГРУНТУВАННЯ ВИБРАНОГО НАПРЯМКУ

            В сучасний період для розвитку і впровадження в життя ідеї регулювання водно-повітряного режиму і додаткового зволоження осушуваних земель багато зробили А.М.Костяков, А.І.Івіцкий, Ф.Р.Зайдельман, Б.С.Маслов, О.В.Скрипник, А.М.Янголь, З.О.Забочина, А.Ю.Дірсе і інші. Необхідність у додатковому зволоженні виникає протягом вегетаційного періоду. Це призводить до періодичного дефіциту вологи на надмірно зволожених землях з одностороннім регулюванням водного режиму, що суттєво впливає на урожай сільськогосподарських культур.

            В Україні посушливі періоди повторюються через кожні 3-4 роки і спостерігаються декілька років підряд.

            Щоб отримати максимальну окупність урожаєм кожного кубічного метра води в процесі водорегулювання необхідно обгрунтовано призначити строк і норми поливів з урахуванням біологічних особливостей культур, грунтових умов, антропогенних факторів.

            Суттєве значення має глибина зволоження грунту вегетаційними поливами. При поливі дощувальними установками глибина зволоження грунту досягає 0,5-0,7 м. В останні роки в науковій літературі зустрічаються пропозиції зменшити розрахунковий шар зволожуваного грунту до 0,3 м і висловлюється думка, що поливи малими нормами сприяють підвищенню врожаю озимої пшениці.

            На початку і в кінці вегетації більшість культур не потребує великих запасів вологи і без втрат для врожаю переносять короткочасні зменшення вологості грунту нижче оптимальних значень. В  критичні періоди рослини особливо чутливі до нестачі вологи, тому поливи культур рекомендується проводити при оптимальній вологості грунту.

            Під методом мобілізації біологічних ресурсів рослин (В.А.Писаренко, Ю.Н.Роговий) розуміють здатність окремих культур, що мають потужну кореневу систему, використовувати воду з глибинних прошарків грунту при дефіциті її в верхніх шарах для формування високого врожаю. Цей метод найбільш підходить до люцерни.

            Застосовуючи вище описані методи, тобто раціональний поливний режим, а також регулювання фітокліматів посівів, правильний підбір сортів окремих культур в сівозміні можна забезпечити отримання високих урожаїв зекономивши водні ресурси.

            Процеси водорегулювання на майбутніх системах мають базуватися в основному на перерозподілі і максимальній акумуляції надлишкових вод в межах меліорованих масивів, а водозбереження і енергозбереження повинні бути основними концептуальними підходами при їх розробці.

            Незадовільний стан в гідромеліоративній галузі і в використанні осушених земель потребують пошуку нових форм сільськогосподарського виробництва на цих землях. В першу чергу виникає необхідність вдосконалення існуючих конструкцій меліоративних систем для вирішення проблем їх експлуатації з урахуванням нових форм господарської діяльності. На меліорованих землях розвиваються фермерські господарства. На початок 1999 року осушені землі мають 1923 фермерські господарства, що становить 7,9% від їх загальної площі. В перспективі передбачається як розукрупнення державних, так і утворення нових фермерських господарств, для яких необхідно розробити раціональні заходи меліорації земель в нових економічних умовах.

                    ХАРАКТЕРИСТИКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБ¢ЄКТУ

ТА МЕТОДИКА ВИКОНАНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

            Меліоровані землі  КСП “Маяк” (с.Ведмеже Роменського району) розташовані в умовах помірно-континентального клімату з теплим літом і відносно холодною зимою.

            Середня тривалість вегетаційного періоду 198 днів. Тривалість безморозного періоду 163 дні, з температурою вище 10^оС – 160 днів.

            Сумарне випаровування з водяної поверхні за період з квітня по листопад 650 мм, середньорічна вологість повітря – 78%.

            Меліорована ділянка за фізико-географічним районуванням України знаходиться в Полтавській і Роменській областях лівобережної лісостепової провінції.

            Схематичний план розташування дослідних ділянок на території земель КСП “Маяк” зображено на рис.1.

            Грунтоутворюючими породами дослідної ділянки є четвертинні відклади, які представлені легкими лесовидними суглинками і супісками.

            Дослідна ділянка відноситься до північно-західного лівобережного лісостепу. Грунти, що сформувалися на ділянці, створили по дерновому типу грунтоутворюючого процесу.

            Методика досліджень полягала в виборці, узагальненні і аналізі всіх матеріалів, що проводились в гумідній зоні по водорегулюючих засобах на торф’яно-болотних землях, організації та здійсненні власних експериментальних польових досліджень.

            Для цього на надзаплавній ділянці господарства було закладено кротовий дренаж по розробленій нами технології машиною КН-1200 на тязі трактора ДТ-75 чотирма послідовно з¢єднаними дренерами діаметром 5, 8, 10 та 12 см при русі трактора на 1-2 швидкості, залежно від грунтового опору. Довжина дрен становила 200-250, глибина 0,6-0,8, а відстань між ними 5 м.

            Середній час, що витрачався на закладання однієї дрени, включаючи холостий хід, становив 7 хв. На кожний гектар дренованої площі припадало

10 дрен. Таким чином, витрачений час на закладання дренажу становив

1 годину 10 хвилин на гектар меліорованої площі. Витрати пального при цьому склали 19 кг/год. Загальні витрати господарства при цьому склали 14 грн. на гектар.

            При закладанні дрен рівень грунтових вод був на глибині нижче глибини дрен для забезпечення їх стійкості в процесі експлуатації. На площі було влаштовано некріплені водомірні колодязі на відстані 50, 100, 150, 200 м, по яких систематично (один раз в 5 днів) в повеневі і дощові періоди проводилось спостереження за рівнем грунтових вод.

            Крім того, один раз в 10 днів вимірювались вологість одного шару грунту в ці ж періоди. Вивчення деформації і стійкості дрен виконували шляхом їх розробок після дворічної експлуатації. Під час розкопок в кожній точці замірялась глибина дрен, розміри її порожнини в горизонтальному і вертикальному напрямках і ступінь замулення або пошкодження. Після закінчення роботи всі розрізи порожнини розкопаних дрен було занівеліровано, а деякі характерні – сфотографовано.

                                        Рис. 1. Схематичний план дослідних ділянок

            1 – кротовий дренаж, 157 га;

      2, 4 – зрошувані ділянки, 127 га;

            3 – водосховище;

            5 – насосна установка;

            6 – заплавні землі, 250 га.

Загальна площа землекористування – 1300 га, в т.ч. меліорованих 534 га.

            Технологія водорегулювання вивчалась шляхом циклічного зрошення земель на чотирьох дослідних ділянках господарства дощувальною машиною “Волжанка”. Всі експериментальні ділянки було обладнано водомірними колодязями та фіксованими точками відбору зразків грунту для визначення їх водно-фізичних властивостей та динаміки вологості грунту під час і після поливів.    Відбір зразків здійснювався з глибини 0-10,  10-20,   20-30,  30-40, 

40-50 см від поверхні.

            Для проведення дослідів було використано слідуючи сільськогосподарські культури: конюшина, люцерна, озима пшениця та ячмінь.

    ДОСЛІДЖЕННЯ ДОЦІЛЬНОСТІ ДОДАТКОВОГО ЗВОЛОЖЕННЯ

ЗАПЛАВНИХ ТОРФОВО-БОЛОТНИХ ГРУНТІВ

            Заплавних торфоболотних земель господарство налічує 250 га. Для здійснення водорегулювання було побудовано класичну систему двобічного регулювання, що складається з магістрального каналу р.Роменка, бічних збирачів та відкритих водорегулюючих каналів, розташованих через 100-150 м. Система армована русловим шлюзом-регулятором з клапанним затвором, який знаходиться на землях Сульського дослідного поля. Згідно проекту русловий шлюз має підвищувати рівень води в магістральному каналі з тим, щоб у посушливі періоди самопливом подавати воду в бічну відкриту мережу каналів і зволожувати меліоровані землі. Але через те, що дренажна система заплавних земель Сульського дослідного поля вийшла з ладу і не забезпечує скид зайвої води навіть на початку червня, ми не маємо змоги здійснювати попереджувальне зволоження заплавних земель самопливом. В цьому випадку для подачі води в осушувальну мережу необхідно встановити пересувну насосну установку, що обумовить значні витрати.

            Ми детально проаналізували результати досліджень, що виконувались на заплаві Сульського дослідного поля науковими співробітниками Інституту гідротехніки і меліорації (ІГМ) Удовченком І.П., Герасименком М.П., Яковенком І.М., Гераськом А.М., Кузмичем П.К. та Максименко В.С.

            Дослідження зазначених наукових співробітників ІГМ та Сульського дослідного поля в даному регіоні переконливо показують, що додаткове зволоження заплавних торфових грунтів р.Роменка абсолютно недоцільне. Воно не лише обумовлює додаткові витрати, а й призводить до зниження врожаю кормових та овочевих культур. Щоб переконатися в правомірності зазначеного положення ми виконали ретельний аналіз впливу штучного підвищення рівнів грунтових вод на врожайність сільськогосподарських культур в умовах західного Полісся на основі багаторічних даних Сарненської дослідної станції в дослідах її працівників Проскури М.С., Гордійчука А.С., Загорулько А.М., Кузмича П.К., Гниди Е.С. протягом 1957-1983 рр. Як показав виконаний аналіз ці дані підтверджують також відсутність потреби в додатковому зволоженні заплавних торфових грунтів і в Поліській зоні.

 РЕСУРСОЗБЕРІГАЮЧІ ЗАСОБИ МЕЛІОРАЦІЇ

МІНЕРАЛЬНИХ НАДМІРНО ЗВОЛОЖЕНИХ ЗЕМЕЛЬ

            При осушенні мінеральних грунтів, підзолисті і ілювіальні горизонти яких мають щільну дрібнозернисту структуру, керамічний дренаж не забезпечує швидке скидання надлишкових поверхневих вод, що часто призводить до вимочок і втрати сільськогосподарської продукції.

            Останнє підтверджується результатами дії керамічного дренажу на меліорованих землях колективного сільськогосподарського підприємства “Маяк” Роменського району Сумської області, де на надмірно зволожених дерново-підзолистих та дерново-лучних грунтах важкого механічного складу він був побудований близько 15 років тому. Нині цей дренаж не забезпечує належної водорегулюючої дії, що призволить до систематичного перезволоження земель і суттєвих втрат урожаю сільськогосподарської продукції.

            Оскільки прокладання керамічного дренажу вимагає значних коштів (близько 3 тис.грн. на 1 га), яких господарство не має, нами здійснено спробу замість матеріального закласти кротовий дренаж, вартість якого значно нижча, а сам процес закладання може бути здійснений силами господарства.

            Закладка за існуючими технологіями, де застосовувався один дренер діаметром 12-15 см виявилась невдалою. Трос, а іноді  і дренажний ніж не витримували навантажень у  важких грунтах. В  запропонованій ними технології ми використали не один, а три дренери різних діаметрів.

            По запропонованій технології кротовий дренаж забезпечив у найвологіший період зниження рівня грунтових вод на ділянці до норми осушення 0,5-0,6 м в той час, як на недренованій (контрольній) ділянці рівень води  знаходився значно вище і складав 0,2-0,4 м.