Під впливом погодних умов, а також обробітків поступово змінюється грудочкуватість верхнього шару ґрунту. Показник схильності вітростійких агрегатів до руйнування є відносною інтегральною характеристикою впливу властивостей ґрунтового покриву на утворення і збереження грудочкуватості.
У результаті аналізу частоти та інтенсивності прояву вітроерозійних процесів на ґрунтах з різними показниками руйнування виявлено тісну пряму взаємозалежність між ними. Така сполученість дає змогу використовувати її для діагностики ґрунтів 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 ґрунти 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 ґрунтів; 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 ґрунти 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 ґрунту і крутизни схилів). Якщо для сірих лісових ґрунтів 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 ґрунтів 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 ґрунтах 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. Ґрунтовий 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 ідеальних схилах 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 ґрунту 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 ґрунту 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 Ґрунтозахисні 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 ґрунтозахисну 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 ґрунту.
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 ґрунти, 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 ґрунти. Найбільш ефективним заходом закріплення цих ґрунтів 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 ґрунти, 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 ґрунтах, при дворічному використанні -- потрійну травосуміш з конюшини червоної, лядвинця рогатого і тимофіївки.
Непогані наслідки у боротьбі з вітровою ерозією супіщаних і суглинистих ґрунтів 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 ґрунті.
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 ґрунтів 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 ґрунтів. 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 ґрунтів у районах, що межують з еродованими.
2.1.5 Просапні культури на еродованих ґрунтах
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 ґрунту. 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 ґрунту, а це веде до швидкої мінералізації органічних речовин і руйнування їх структури, що також знижує протиерозійну стійкість ґрунту.
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 ґрунтах 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 ґрунтами, 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 ґрунтообробних і збиральних машин, а при розміщенні рядків уздовж схилів можливий розвиток значного розмиву і змиву ґрунтів 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].
