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 ґрунту.
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 ґрунту, внаслідок чого на поверхню виклинюються малородючі його шари чи ґрунтоутворююча порода. Крім того, встановлено, що чим ширше полотно тераси, тим менша кількість гумусу в ґрунті 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 ґрунтами.
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 ґрунтів та усереднених показників їх властивостей проведено оцінку агровиробничих груп ґрунтів, що дозволило концентрувати ґрунтозахисні заходи.
Під час ерозійно небезпечного зимово-весняного періоду грудочкуватість (вміст агрегатів розміром понад 1 мм) всіх ґрунтів республіки нижча порога вітростійкості. Тому абсолютно стійких проти ерозії ґрунтів 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 ґрунтів у ерозійно небезпечні періоди становить 20 -- 35 % і лише в липні - серпні воно досягає задовільного рівня (70--80 %).
Щоб системи землеробства на Україні були ґрунтозахисними, 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 ґрунтів, що зумовлюють продуктивний розвиток рослин, особливо в екстремальних умовах (посухи, суховії, перезволоження тощо);
створювати цілорічне проективне покриття, не менше 70--80 %, ґрунтів 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 ґрунту вміст вітростійких агрегатів, а також формують різні нерівності з самого ґрунту (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 ґрунтів.
Ефективність кожного з перерахованих методів захисту ґрунтів 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 ґрунту. 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 ґрунту. 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 ґрунту не перевищує допустимих меж. Менш стійка поверхня ґрунту 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 ґрунтозахисною 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°.
Ґрунтозахисна здатність післяжнивних решток залежить від їх кількості та положення. Для захисту ґрунтів 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 ґрунту 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 ґрунтів від водної ерозії. Смуги розміщують упоперек стоку, тобто близько до горизонталей, водотоки залужують.
Для захисту ґрунтів 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 ҐРУНТІВ ВІД ЕРОЗІЇ
Сільськогосподарською наукою і практикою нагромаджений значний досвід запобігання вітровій ерозії, поверхневому стоку води, змиву ґрунту, 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 ґрунтів шляхом зменшення швидкості вітру у приземному шарі, максимального затримання поверхневого стоку і переведення його у внутрішньогрунтовий;
для забезпечення високої ефективності захисту ґрунтового 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 ґрунтів за основними генетичними типами і підтипами; площі ґрунтів за крутістю схилів; площі ґрунтів 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 ґрунтів;
відбирання ґрунтових зразків для наступного визначення вмісту в них гумусу;
виділення контурів змитих ґрунтів та їх комплексів;
збирання відомостей про використання земель і агровиробничі властивості ґрунтів;
оформлення польової ґрунтової 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 ґрунтові 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 ґрунтів, й ті, що підвищують ерозійну стійкість поверхні ґрунту.
До прийомів, що механічно затримують воду, відносять лункування, борознування, обвалування, мікролимани, тобто такі, за допомогою яких на поверхні ґрунту утворюються різні ємкості, що заповнюються водою, їх рекомендовано проводити у всіх зонах по зябу [6].
Інфільтраційна здатність ґрунтів погіршується у результаті багаторазових проходів тракторів і сільськогосподарських знарядь, а також зменшення потужності розпушеного шару ґрунту 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 ґрунтів, 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 ґрунту у 1,5--2 рази. Дотримання вимог поперечної оранки можливе тільки на основі правильної організації території.
Щілювання ґрунтів -- один з найперспективніших заходів боротьби із стоком води і змивом ґрунту. Особливо позитивна його дія на сільськогосподарських угіддях з підвищеною щільністю ґрунтів (озимі, багаторічні трави природні кормові угіддя тощо). Прорізування ґрунту на глибину 60 см і більше сприяє переведенню талих і дощових вод у глибші, менш зволожені та менш промерзлі шари ґрунту. При цьому значно зростає поверхня контакту ґрунту 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 ґрунту, 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 ґрунту 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 ґрунтів 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 ґрунтів 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 ґрунту 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.
