Спосіб контурно-смугастого обробітку ґрунту

Винахід відноситься до сільського господарства, а саме для проектування контурно-меліоративних агроландшафтів, для захисту гр унтів від водної та механічної ерозії, пилових і суховійних вітрів, а також для накопичення продуктивної вологи у зоні недостатнього зволоження. Відомо спосіб боротьби з ерозією ґрунту, який передбачає створення на схилах дворядних стокорегулюючи х лісосмуг уздовж горизонталей місцевості, спорудження у міжряддях цих лісосмуг валів-канав з перемичками і заповнення валів-канав органічним матеріалом з метою зменшення втрат ґрунту при спільному проявленні водної та вітрової ерозії за рахунок покращення умов вирощування насаджень у лісосмугах завдяки підвищенню їх вологозабезпеченості [1]. Найбільш близьким до запропонованого за технічною сутністю є спосіб вирощування сільськогосподарських культур на схила х, який передбачає контурно-смугову обробку ґрунту, де закріплення смуг пропонується однорядними лісосмугами. Такі смуги розташовують зигзагоподібне уздовж схилу, шириною 60-120м [2]. Але відомо, що на схилах зі значним нахилом існує велика мережа мікроулоговин. Якщо перегородити ці мікроулоговини однорядною лісосмугою, тоді усі водні потоки концентруються у одну мікроулоговину, що йде поперек схилу і в екстремальні періоди року швидко наповнюється талими або зливовими водами, що може привести до неконтрольованого прориву стокорегулюючої смуги і активного ерозійного розмиру ґрунту. Щоб не допустити таких руйнівних явищ. повинні існувати певні обмеження: де саме, на схилах з яким нахилом можна застосовувати цей спосіб. Відомо також, що на розораних схилови х ґрунта х присутні процеси механічної ерозії. Ці явища можна порівняти зі своєрідним поступовим "сповзанням" ґрунту. Так, при розташуванні лісосмуг близько до ліній горизонталей рельєфу, з часом, як правило утворюється наораний вал уздовж смуги. Тоді вся міжсмугова ділянка поля розподіляється на виорану (зменшення гумусового горизонту під дією агротехніки та гравітаційних сил, які переміщують грунт вниз по схилу), та наорану (де грунт накопичується та акумулюється) [6]. Висота виораного та відповідно наораного горизонтів залежить від відстані між лісосмугами та нахилу (у відсотках) схилу. Чим більший нахил і відстань між лісосмугами, тим більше виорюється ґрунтовий горизонт, що негативно відбивається на властивостях ґр унту та його родючості. Особливо це актуально для середньо- і сильно-еродованих ґрунтів, тобто для ґрунтів зі значним укороченим ґрунтовим профілем. Так, за умов необхідності проектування стокорегулюючи х лісосмуг на схилі, скажімо у 4%, за ширину ділянки поля беремо мінімальну величину - 60м [2]. На схилах, де мають місце еродовані ґрунти, при цьому може бути повністю виораний профіль такого ґрунту у вер хній частині міжсмугової ділянки. Враховуючи ви щезазначене, далеко не завжди можна обмежитися шириною міжсмугового простору - 60м. Та і сама ширина у 60 м досить суперечна в плані економічної ефективності, адже вона вимагає значного відчуження ораних земель під лісосмуги (до 10%!) Разом з тим при необхідності зменшити цю відстань (наприклад, щоб не допустити значного виорювання сильнозмитого ґрунтового горизонту), існує загроза затінення с/г культур кронами дерев. Крім того зони кореневого живлення лісосмуг можуть зімкнутися на міжсмуговому просторі і вести боротьбу з сільськогосподарськими культурами за поживні речовини і ґрунтову вологу, що негативно відображатиметься на врожайності. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу контурно-смугастого обробітку грун ту шля хом зниження впливу на агроландшафти негативни х кліматичних факторів: пилових бур, суховіїв, злив, які призводять до змиву та видування грунту, до зниження врожайності с/г культур. Разом з тим, створення своєрідних "замкнених" міжсмугових терас надасть можливість безпечно накопичувати вологу, наприклад, у вигляді снігу, внаслідок чого збільшиться період вегетації с/г культур, подовжиться дія мінеральних добрив у часі і просторі та відпаде потреба у додаткових затратах на застосування спеціальної зрошувальної техніки. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомому способі, де використовується контурносмугастий обробіток ґрунту, закріплення смуг виконують шляхом посадки високостовбурних сільськогосподарських рослин, наприклад, кукурудзи, топінамбуру, гірчиці, тощо, причому відстань між смугами знаходиться до 30 метрів. Як механічну перешкоду пиловим, суховійним та хуртовиннимвітрам застосовують полезахисні куліси із високостовбурних с/г рослин, як на рівнинних так і на схилових гр унта х на відстані між ними у 12 висот (зона "затишку") [3]. Так, наприклад, між 4-рядними кулісами із кукурудзи, висотою 2м, оптимальна відстань (2х12)-24м. А, скажімо така культура, як топінамбур, висотою до 2,5м. може дати відстань відповідно до 30м. При цьому, для обробки таких ділянок передбачається застосування малопотужної агротехніки з невеликим радіусом розвороту. На рівнинних ділянках куліси бажано розташовувати впоперек" переважаючих напрямків пилових, суховійних та хуртовинних вітрів. У разі, якщо і напрямки цих вітрів не співпадають, куліси доцільно розташовувати у вигляді хвилясти х см уг, з таким розрахунком, щоб "хвилі" поряд розташованих куліс умовно перекривали одна-одну, не створюючи прямого просвіту для вітрового "коридору". Завдяки цьому у всі пори року, всі напрямки суховійних і пилових вітрів зустрінуть на своєму шляху надійну перешкоду, а снігові намети на полях, крім додаткового вологонакопичення, виступатимуть ще й у ролі захисного "чохла" від вимерзання озимих [4]. У зоні недостатнього зволоження, наприклад зоні Степу України, такі снігозатримання можуть давати до 150мм і більше додаткової вологи, що можна порівняти з лиманним зрошенням [3]. Важливо, що таке "зрошення" є природним, тобто воно властиве тим умовам, за яких і були протягом століть генетично-сформовані чорноземи України. Тоді у ролі накопичування вологи та її збереження виступала суцільна "ковдра" цілинного типчаково-ковилового різнотрав'я. В умовах сучасного інтенсивного ведення сільського господарства, ґрунти розораних степів України значно менше отримують продуктивної вологи, що негативно відзначається на подальшому ґрунтотворному процесі та врожайності зернових і технічних культур. Тому у зоні з недостатнім зволоженням є нагальна необхідність у збільшенні продуктивної вологості ґрунту, наприклад, за допомогою мережі полезахисних куліс, що призведе до покращення родючості ґрунтів та підвищення врожайності. На схилових ґр унта х, де кожного року є прояви водної ерозії (зона Північного Степу), хвилясті смуги куліс доцільно розташовувати уздовж схилу, враховуючи всі особливості мікрорельєфу [5]. Для формування безпечного (ґрунтозахисного) стокорегулюючого мікрорельєфу необхідно проектувати схил з нахилом не більше 0,5%. При високих водовіддачах (зливи, бурхливе сніготанення) неможливо затримати весь поверхневий стік, тому постає необхідність у його найбільш безпечному скиданні у гідроморфологічну мережу без ерозійного руйнування ґрунтів [3]. При ґрунтозахисному облаштуванні схилових ділянок поля за допомогою науковообгрунтованого способу полезахисних куліс, атмосферні опади матимуть довший і "спокійніший" час для проникнення в грунт. поповнюючи його продуктивну вологість. Наприклад, схил у 4%, довжиною 300м, за допомогою хвилястих к уліс, з шириною "хвилі" - 25м, перетвориться у схил до 0,5%, довжиною до 700м. У екстремальні роки, з великою інтенсивністю опадів, водні потоки, які не встигли проникнути в гр унт, будуть спокійно, без розмиву "сп ущені" по хвилясти х міжкулісних просторах полів, змінюючи напрямки руху вліво-вправо, у гідрологічну мережу регіону. Довгострокові спостереження виявили, що через кожен 1м схил у 1% знижується на 1см, схил у 2% відповідно знижується на 2см і т. інш. Тоді. наприклад, схил у 1%, довжиною 10м зменшиться на 10см, відносно рівної горизонталі, а довжиною 100м зменшиться на 100см (малюнок 1). Вирівнювання (терасування) проектного контурно-смугового схилу буде відбуватися за рахунок механічного виорювання відповідної висоти ґрунтового горизонту у верхній частині міжсмугової ділянки і поступового переміщення його вниз по схилу. Цю закономірність покладено в основу визначення висоти зменшення профілю ґрунту при контурно-смуговому проектуванні агроландшафтів, яка розраховується за запропонованою формулою: Нвг=1/2[Lx(J-j)], де Нвг - висота виораного горизонту (см); L - довжина міжсмугової ділянки поля (м); J - схил поля природній (%); j - схил поля проектний (%); 1/2 - коефіцієнт одержано із розрахунку того, що проектний схил "врівноважиться" рівною кількістю виораного (Нвг) і відповідно наораного горизонтів (Ннг). Тобто кількість виораного ґрунту поступово переміститься з верхньої міжсмугової ділянки у нижню, вже у вигляді наораного, до рівня ерозійно-безпечної тераси (малюнок 2). При використанні міжлісосмугової ділянки за прототипом зі схилом у 4%, завширшки 60м одержуємо висоту виораного горизонту Н вг=1/2[60х(4-0,5)]=105см. У даному випадку, цю відстань не рекомендується застосовувати на середньо- та сильно-еродованих ґрунтах, так як при висоті зменшення ґрунтового профілю до 105 см може бути виораний весь профіль у верхній частині міжсмугової ділянки і оголитися ґрунтова порода, а при використанні пропонуємого способу при ширині міжкулісної ділянки 25м, висота зменшення ґрунтового профілю буде відповідно: Нвг=1/2[25(4-0,5)]=43см, що майже у 2,5 рази менше, ніж за прототипом. При проектуванні за запропонованим способом для закріплення смуг використовувались 4-рядні насадження кукурудзи з шириною міжкулісної ділянки 25м. Для обробки міжсмугових ділянок застосовувалась малопотужна агротехніка з тракторами першого-другого тяглового класу, в якої невеликий радіус розвороту дозволяє виконувати технологічні операції без огріхів. Так, наприклад, на міжсмугових ділянках поля, де було застосовано запропонований спосіб озима пшениця після зимівлі 2002-2003 роки збереглась фактично 100-відсотково, в той час коли на інших, поряд розташованих, але незахищених кулісами полях такі посіви були дуже пошкоджені, багато з яких загинули.