Главная Статьи Прямой посев - дорога в будущее Управление дождевой водой
Статьи

Управление дождевой водой

Эрозия и необходимость охраны почвы являются проблемами, с которыми человек сталкивается с самого возникновения сельского хозяйства. По мере развития механизации и расширения посевных площадей пропорционально возрастал ущерб, наносимый природе. Одной из наиболее серьезных проблем, с которой сталкиваются сельхозпроизводители, является отвод с полей избыточных дождевых вод. Дождевая эрозия приводит к потере наиболее плодородного слоя и к загрязнению почвы. Управление дождевой водой, включая впитывание, абсорбцию и медленное высвобождение избыточной воды с как можно меньшим содержанием солей и взвешенных частиц, является стратегией, необходимой для устойчивого развития агроэкосистем.

Примерно 3/4 земной поверхности покрыто водой, и лишь 2,95% из нее является пресной. Причем из общего количества пресной воды 95% находится в форме льда. В многочисленных документах, изданных в рамках программы ООН по охране окружающей среда, отмечается, что одной из наибольших проблем, с которой человечество столкнется в ближайшем будущем, будет кризис питьевой воды. Многие сельхозпроизводители строят артезианские колодцы для получения воды хорошего качества, которая используется для внесения фитосанитарных продуктов, и строят изгороди на границах рек и канав, чтобы их животные не пили оттуда воду, опасаясь их отравления или гибели. Данные факты красноречиво говорят о качестве поверхностных вод. Необходимость восстановления качества воды является одной из насущных задач правительств и требованием общества. Эрозия почв на полях и городские отходы - главные загрязнители рек. ПП выполняет важную функцию по сохранению почв и медленного высвобождения избыточных вод с полей.

Вода является наиважнейшим и наиболее потребляемым компонентом при производстве продуктов питания. Исследования показывают, что количество воды для выращивания растений и производства молока и мяса, необходимого для дневного питания человека, эквивалентно 17157 л. Некоторые предлагающиеся на рынке продукты, такие как шелушенный рис или бобы, требуют для своего производства Более 2 тыс. литров воды НА 1 КГ произведенного продукта. Для производства 1 кг мяса КРС  (при выпасе скота на пастбищах) требуется 43 тыс. литров воды. Потребление воды при производстве некоторых других продуктов приведено в Таблице I. Эти данные демонстрируют необходимость такого управления естественными ресурсами,  которое обеспечило бы наиболее эффективное использование и сохранность воды в агроэкосистемах.
 

Таблица 1. Оценка потребления воды для производства некоторых продуктов питания (источник:Schulbach, Aldrieh, 1978 г.)
Продукт   
Литров воды / кг
продукта   
Продукт     Литров воды /
кг продукта
Салат -латук
192
Рис
2377
Яблоки 409
Картофель
200
Маргарин 24 737 Мясо КРС 43 537
Арбуз 409
Мясо кур 6805
Кукуруза 1360
Мясо свиное 13 610
Kaпуста 326
Лук 134
Томаты 192
Морковь
276
Пшеница 1019
Бобы
2722
Виноград
584
Молоко 1086
Апельсины
543

Традиционные акценты при управлении сохранностью почв должны быть изменены на «управление дождевой водой» в агроэкосистемах. Вода, которая не впитывается в почву, начинает стекать и образует бурные потоки на плантациях. На естественных полях и в лесах избыток дождевой воды высвобождается более медленно и с меньшим вымыванием почвы.

На плантациях следует применять методы, направленные на увеличение абсорбциии задержания дождевой воды. Утекающая избыточная вода должна уносить как можно меньше солей (питательных веществ) и взвешенных частиц. ПП, предполагающий наличие на полях большою количества корней, повышенную биологическую активность в подземном слое почвы и присутствие пожнивных остатков на поверхности почвы, является наиболее адекватной стратегией для уменьшения влияния падающих дождевых капель, увеличения абсорции и снижения скорости потерь избыточной дождевой воды.

Плотность и пористость почвы являются важными факторами для развития корней, аэрации, абсорбции воды и биологической активности в почве. Bcпашкa, боронование и движение машин способствуют уплотнению слоя почвы на глубине oт 6 до 15 см от поверхности для глинистых почв и от 10 до 25 см - для песчаных почв (Рисунок 3). При ТП плотность почвы увеличивается, а пористость уменьшается, тогда как при ПП данные характеристики остаются на примерно уровне, отмечающемся на естественных полях и лесах (Рисунок 4). Меньшая пористость приводит к снижению способности почвы к абсорбции воды, провоцируя образование водных потоков на поверхности и наводнений.

Уплотнение (давление /дм)



Рисунок 3. Показания пенетрометра для естественных почв и типичное уплотнение почвы на плантации под традиционным посевом (источник:UMATHR-GO).

Содержание воды в поверхностном слое почвы на полях под ТП ниже, чем в случае ПП (Рисунок 5). Оно может колебаться в зависимости от наличия органического материала, пористости и популяций микроорганизмов. Внесение азота в почвы с высоким содержанием органического материала стимулирует развитие микроорганизмов и, как следствие, повышает способность почвы впитывать и задерживать воду (Рисунок 18).


Рисунок 4.Плотность (масса/объем) и макропористость (%) глинистой почвы в лесу или на естественных полях и на плантациях под прямым посевом (ПП) и под традиционным посевом (ТП), регион Санту-Анжелу, штат Риу-Гранли-ду-Сул (источник:Machado, 1976 г.)

В регионах с нерегулярным или концентрированным распределением дождей, главнейшей задачей является повышение способности почвы к абсорбции воды посредством изменения структуры и увеличения пористости почвы. Инфильтрация воды на естественных полях и в лесах более высокая по сравнению с плантациями под ТП (Рисунки 6,7,8,9). Практика ПП, после ее применения в течение нескольких лет, приводит к частичному восстановлению способности к инфильтрации (Рисунки 6,7,8,9). Не сомнений, что ТП, применение которой может способствовать наводнениям и образованиям водных потоков па полях, является неадекватной практикой управления водой. Необходимо сочетать факторы покрытия почвы, ротацию культур с оптимальными методами уборки и сева для улучшения пористости и инфильтрации, а также уменьшения уплотнения поверхностного слоя почвы.


Рисунок 5.Содержание воды в слоях почвы на участках под прямым посевом и с традиционнойобработкой почвы, с внесением азота (Источник:KentuckyAg. Res. Farm.)


Рисунок 6. Инфильтрация воды в естественном лесу, на плантации под прямым посевом и на плантации с традиционной подготовкой почвы (Источник:UFRGS)
1 - етественный лес; 2 - ПП в течение 4 лет; 3 - ТП в течение 20 лет


Рисунок7.Средняя инфильтрация воды в течение 9 часов в глинистой почве естественного леса или поля, на плантации под прямым посевом (ПП) и на плантации с традиционной обработкой почвы (ТП), регион Санту-Анжелу, штатРиу-Гранди-ду-Сул (источник:Machado, 1976 г.)
1 - естественный лec; 2 - прямой посев; 3 - естественное поле; 4 - традиционная подготовка почвы.

Рисунок 8. Абсорбция воды на естественном поле, на плантациях под прямым посевом (ПП) и при традиционной подготовке почвы (ТП), при выращивании пшеницы (П), сои (С) и кукурузы (К).
1 - естественное поле; 2 - ПП-ПК; 3 - ПП-ПС; 4 - ТП-ПК; 5 - ТП-ПС.

Рисунок 9. Последовательная инфильтрация воды в глинистой почве естественного леса или поля, на плантации под прямым посевом (ПП) и на плантации с традиционной обработкой почвы (ТП). pегионСанту-Анжелу, штат Риу-Гранди-ду-Сул (источник: Machado, 1976 г.)

Потери почвы и воды на плантациях под ТП (см. Рисунок 10) не могут не вызывать тревогу у сельхозпроизводителей, агрономов и представителей других сегментов общества. Результаты экспериментов демонстрируют влияние интенсивности дождей на деградацию непокрытых почв (Рисунок 11). Потери на плантациях под ТП и при культивации в 8-10 раз превышают соответствующие показатели для ПП (Рисунок 12). Согласно самым консервативным оценкам результатов проведенных экспериментов, потери за последние 25 лет на плантациях (ГП) сои и пшеницы превышали 24 т/га в год. При этом годовое производство пшеницы и сои вместе взятых и течение указанного периода не превышало 3 т/га.

Если бы цена потерь почвы из-за эрозии включалась в стоимостъ производства зерна, то технология ПП была бы внедрена значительно раньше и на гораздо более обширных площадях.


Рисунок 10.Потери почвы и воды при прямом посеве (ПП), при традиционной подготовке почвы (ТП), на непокрытой почве (н), при выращивании пшеницы (п) и сои (с) (Источник:Sidiras, 1984 г.)

Рисунок 11.Деградация почвыприпрямом посеве и при традиционной обработкепочвы, при различных уровнях осадков (Источник:Sidiras и др.1984 г.)

Рисунок 12. Потери почвы при различных методах подготовки почвы.

Управление и отвод дождевой воды должно всегда планироваться с учетом водосборных бассейнов. Планирование особенно важно на участках небольших хозяйств, где площади были разделены на «колонии» (по 25 га), почти всегда идущие узкими полосами с выходом к рекам или водосборным канавам. Вода всегда была важным фактором при оценке стоимости участка, так как доступ к ней необходим для выпаса домашних животных. Ввиду этой формы разбивки участков, было создано множество разделителей с дорогами, способствующих эрозии.

Планирование отвода воды, сооружения дороги системы использования почвы должно проводиться в комплексе. Избыток воды обычно не абсорбируется на соседних плантациях, что приводит к образованию водных потоков.

Планирование производственных площадей производится с учетом водосборных бассейнов. Практика ПП является важным инструментом управления дождевой водой в регионах, разделенных на небольшиеучастки, и на пересеченной местности.

В крупных регионах планирование водосборных бассейнов упрощается, так как может осуществляться в комплексе для всей территории, либо для группы небольших хозяйств. В данном случае постройка дорог, осушительные сооружения и системы ротации культур могут планироваться с большей легкостью.

Сооружение террас является одной из основанных на инженерных принципах альтернатив решения агрономических задач по задержанию и отводу дождевой воды на площадях с традиционной подготовкой почвы. Террасы, пocтpoенные с помощью тяжелых тракторов, поднимающих землю на высоту более 1 м, свидетельствуют о доминировании гидравлических принципов управления водой и о незнании важности биологических процессов в почве, а также о круговороте воды в естественной среде.

Такие факторы, как структура почвы, ее способность к абсорбции или аккумулированию воды, проделывание галерей земляными червями и насекомыми обычно не принимались в качестве основных при определении стратегии управления избыточной водой.

Критерии устранения террас на плантациях под прямым посевом до сих пор не определены. Обычно, когда на поверхности почвы присутствуют пожнивные остатки, в почве имеются в изобилии корни, присутствуют галереи, проделанные земляными червями и насекомыми, а положение плантации относительно водосборного бассейна таково, что доступ к поверхностным водам отсутствует, то вероятность потерь от эрозии значительно ниже, чем в случае плантаций с традиционной подготовкой почвы с террасами.

Террасы могут быть частично ликвидированы, когда почва покрыта пожнивными и растительными остатками и имеет структуру, способную абсорбировать и задерживать от стекания воду, поступающую даже с очень сильными дождями. Наличие галерей, прорытых дождевыми червями и насекомыми, либо образованных вследствие роста корней, способствует большей абсорбции.

Есть плантации, где ликвидацию террас можно проводить без риска эрозии, но с приобретением преимуществ, связанных с упрощением сева, фитосанитарного контроля и уборки.

С другой стороны, на полях с нарушенной структурой почвы, с сильным наклоном к горизонту и расположенных и местах, получающих воду со стороны дорог или других плантаций, сохранение террас необходимо.

Для сельхозпроизводителей и агрономов, придерживающихся традиционных технологий производства, идеи и доводы о преимуществе выращивания без использования террас могут показаться странными и неприемлемыми. Это не удивительно, если учесть десятилетия усилий по сохранению почвы и поисков наилучшей формы постройки террас с целью задержания дождевой воды.

Упрощение проведения сева, уборки и внесения фитосанитарных продуктов, однородное прорастание растений и снижение финансовых и трудовых затрат являются основными преимуществами отсутствия террас. Наличие террас затрудняет сев на поворотах, ускоряет износ дисков и бороздников, приводит к увлечению размера борозд и затрудняет равномерное распределение семян, что, в свою очередь, негативно отражается на всхожести. Сев по прямой упрощает проведение данной операции, уменьшает износ сеялки и обеспечивает лучшую всхожесть.

Машинные операции в последнем случае выполняются более просто, при этом уменьшается потребление горючего и потребность в рабочей силе. Kpoмe того, это позволяет избежать уплотнений почвы по бокам cменной борозды, по которым начинает течь вода, способствующая развитию эрозии.

Сооружение террас в прошлом было широко распространено и являюсь необходимымдлявыращивания сельскохозяйственных культур с применением традиционной подготовкой почвы. Террасы необходимы для направления потоков и задержания дождевой воды на участках, расположенных вблизи дренажных канав у дорог или строящихся объектов, где избыток воды может вызвать формирование бурных водных потоков (это касается также плантаций под ПП).

Изменения, произошедшие вместе с развитием технологии прямого посева, наличиесомнений иестественноесопротивление нововведениям, делают использование террас объектом активной полемики. Сельхозпроизводители, имеющие опыт в ПП, рассматривают террасы как устаревшую технологию выращивания. Планирование террас на направления потоков и задержания воды должно осуществляться с учетом данных о максимальных осадках, отмечающихся в каждом конкретном случае, которые могут повторяться в критические периоды полевых работ.

 

 


Во исполнение требований Федерального закона «О персональных данных» № 152-ФЗ от 27.07.2006 г. Все персональные данные, полученные на этом сайте, не хранятся, не передаются третьим лицам, и используются только для отправки товара и исполнения заявки, полученной от покупателя. Все, лица, заполнившие форму заявки, подтверждают свое согласие на использование таких персональных данных, как имя, и телефон, указанные ими в форме заявки, для обработки и отправки заказа.
Хранение персональных данных не производится.