Кравченко М.С., Царенко О.М., Міщенко Ю.Г. та ін. Практикум із землеробства

Подождите немного. Документ загружается.

3.3.3

Модернізовані методи êільêісноãо обліêó

втрат ´рóнтó від водної ерозії

Загальні положення. Ерозія ґрунту — це процес, який вклю-

чає руйнування, переміщення і відкладання частинок ґрунту і

породи (седиментів) під дією крапель дощу та стікаючих по зем-

ній поверхні водних потоків. З лат. erosio означає роз’їдання.

Тобто вона виникає лише у разі перевищення ерозійних втрат

ґрунту над швидкістю ґрунтоутворення. Нормативом

прояву

ерозії є кількість втраченого ґрунту від ерозії за рік, що стано-

вить 0,1 % від потужності верхнього гумусового генетичного го-

ризонту

повнопрофільного (нееродованого) ґрунту (Г. Булигін,

1992). Наприклад, чорнозем типовий має потужність горизонту

42 см:

= 0,1% · 42 см = 0,42 мм = 4,2 м

/га = 4,2 т/га.

Безпосередню кількісну оцінку втрат ґрунту після ерозійної

ситуації (прояву ерозійних процесів під час одного танення снігу

чи однієї зливи) визначають:

1. Методом “витрата — каламутність води” і замірами водорі-

вчаків.

2. Вимірюванням змиву ґрунту методом “витрата — каламут-

ність води”.

3. Вимірюванням стоку седиментів протягом усього терміну

формування стоку шляхом відбору одиничних проб води на ка-

ламутність з одночасним фіксуванням витрати води (Герасиме-

нко, 1989).

4. Об’єм проби має становити не менш як 0,5 л. Місце відбору

проби води визначають відповідно до типу гідрометричного об-

ладнання. При застосуванні водоскидів проби відбирають вище

зони акумуляції седиментів, тобто за межами підпору, що спри-

чинюється щитом водоскиду. Для обліку седиментів, що перемі-

щуються по поверхні ґрунту, треба визначати кількість седимен-

тів, які відкладаються перед щитом водоскиду. Додатково при

кожному відборі проб на верхньому б’єфі відбирають проби води

на каламутність з-під струменя, що переходить через поріг водо-

скиду. На об’єктах, обладнаних гідрометричними лотоками, про-

би відбирають тільки з-під струменя, що витікає з лотока.

При використанні трикутних тонкостінних водоскидів інтен-

сивність рідинного стоку залежить від рівня (напору) води на

водоскиді:

= 1/331(tg α)

0,996

2,97

, м

/с,

де

= 1/2 α; α — кут водоскиду;

— напір води, м.

Гідрометричні лотоки застосовують для вимірювання рідин-

ного стоку на територіях площею від кількох десятків тисяч гек-

тарів. Тому на кожен лотік видається паспорт тарування для

вимірювання втрат води.

5. При таненні снігу похибка розрахунку середньодобової ви-

трати переносу седиментів визначається кількістю проб води на

каламутність: при інтервалі відбору

= 20 хв вона становить

3 %; 2 год — 16 %.

6. При каламутності менше 0,1 г/л проби води беруть тричі

протягом доби між 11-ю та 17-ю год.

7. Під час дощів період між відборами проб скорочується до

10 – 12 хв.

8. Витрати седиментів

, г/с, за кожний строк відбору проби

води обчислюють як добуток каламутності

, г/л, і витрати води

, л/с:

.QpQ=

9. Добовий змив ґрунту

, кг, визначають за даними термі-

нових вимірювань витрат седиментів

, г/с, з урахуванням аку-

муляції седиментів на гідрометричному обладнанні

, кг, за

формулою Гідрометричного інституту (ГГІ):

ââ

â0112

10 ...

dT dT

−



=++





ââ

... Ï ,

−







де

Q — витрати седиментів в 0 і 24-й год доби, г/с;

−

— проміжні значення витрат седиментів, що обчис-

люються як п. 8, г/с;

dТ

, ...,

dТ

— інтервали часу, с.

Загальний змив за ерозійну ситуацію дорівнює сумі його до-

бових значень, що обчислюються, як у п. 9.

Метод обліку змиву ґрунту за обмірюваннями водорівчаків.

Метод використовується у польових умовах при визначенні еро-

зійних втрат ґрунту і передбачає облік на конкретному об’єкті

усіх без винятку водорівчаків.

Обстеження об’єктів з метою визначення кількості і розмірів

водорівчаків проводиться безпосередньо після закінчення еро-

зійної ситуації.

Точки початку ширини і глибини водорівчаків в конкретному

створі визначаються за позначками максимального рівня води в

рівчаках (рівень при проходженні руслоформуючого потоку).

Для визначення площ питомих перерізів рівчаків з похибкою

4 – 9 % заміри глибин русла роблять: при ширині перерізу рів-

чака менш як 0,3 м — через 0,03 м; більш як 2 м — 0,4 м.

Площа перерізу рівчака

ce p

,WLh

де

— ширина рівчака, м;

сер

—

середня глибина, м.

Похибки при визначенні об’єму рівчака залежно від кількості

створів (довжина створу, який прокладається вздовж горизонта-

лей, має дорівнювати не менш як 100 м), визначають за даними

табл. 26.

Таблиця 26.

Точність визначення об’ємів рівчаків

залежно від кількості створів

Похибка (%) визначення об’ємів рівчаків

при кількості створів

Довжина

рівчака, м

Агрофон

3 5 10 20 30

До 300 Ущільнена рілля 32 23 15 8 4

300 – 1000 Те саме 26 22 10 8 6

До 300 Зяб, пар 42 30 22 10 8

300 – 1000 Те саме 38 27 17 10 7

Для визначення змиву ґрунту методом водорівчаків з точністю

8 % (похибка вимірювань сучасного гідрометричного обладнання)

слід враховувати усі без винятку рівчаки при кількості створів не

менше 20 на ущільненій ріллі (озимина, багаторічні трави, по-

жнивні рештки) і 30 на зябу, пару і просапних культурах.

Об’єм окремого ерозійного рівчака визначають за формулою

−

=+++

12 23

12 23 1.

... ,

22 2

WW WW

Vdl dl dl

де

, ...,

— площі перерізу рівчака в 1, ..., k створі, м

;

, ...,

–1

— відстані між створами, м.

Змив ґрунту

з усього об’єкта дорівнює сумі об’ємів окремих

рівчаків.

Об’єм акумуляції седиментів дорівнює добуткові середньої йо-

го потужності на площу.

Скорочений метод обліку змиву ґрунту за розмірами ерозій-

них рівчаків. Використовується в науково-виробничих і вироб-

ничих умовах, наприклад, у дослідженнях ефективності проти-

ерозійних заходів.

Похибка скороченого методу змиву ґрунту становить близько

10 %.

Визначають профілі замірів на схилах уздовж горизонталей

через 15 – 20 м.

Загальний об’єм втраченого внаслідок ерозії ґрунту (м

/га) з

облікової площі визначають за формулою

∑

PWl

де

— сума площ перерізів рівчаків у профілі, м

;

— кіль-

кість рівчаків у профілі;

— відстані між профілями замірів, м.

Оцінка інтенсивності змиву ґрунту. Картографування за інте-

нсивністю ерозійних процесів здійснюється залежно від інтенси-

вності змиву ґрунту, яку визначають за формулою

=−

,MPFF

де

— змив ґрунту, т/га або м

/га;

— загальна площа об’єкта,

га;

— площа нульового змиву, га.

Площу

уточнюють під час стоку повеневих вод у процесі

спостережень за снігомірними трансектами щодня. При зливовій

ерозії

дорівнює нулеві.

Небезпеку від ерозії ґрунтів

визначають за формулою

де

— потужність генетичного горизонту ґрунту, т/га;

— змив

ґрунту за рік, т/га.

Величина

вказує, за скільки років горизонт

буде втрачений.

Нормування ерозійної небезпеки ґрунтів здійснюють за дани-

ми табл. 27.

Таблиця 27.

Нормування ерозійної небезпеки

Значен-

ня

років

Ступінь

небезпе-

ки ерозії

ґрунту

Характеристика ступеня небезпеки від ерозії

> 1000 1 Небезпека від ерозії ґрунту відсутня

600 2 Виявлено початок еродування ґрунту

300 3 Передкризовий стан ґрунту. Ерозійні процеси реа-

льно загрожують збереженню ґрунту

150 4 Кризовий стан ґрунту. Відбувається прискорене

зменшення потужності ґрунту

< 150 5 Катастрофічний стан ґрунту. Склалися умови для

втрати ґрунту на очах одного покоління

Прогнозна оцінка змиву ґрунту. У разі якщо не проводилися

прямі заміри ерозійних втрат ґрунту, інтенсивність ерозійних

процесів оцінюють методом математичного прогнозу на базі ма-

тематичної моделі ерозії.

Гідрометричну модель ерозії, формулу якої запропонував Ц.Е.

Мірцхулава (1970), є основною робочою моделлю для обробки

прогнозних оцінок змиву ґрунту.

При прогнозуванні ерозії ґрунту визначають: параметри, що

зумовлюють початок ерозії, особливо дані швидкості, за яких

відриваються ґрунтові окремості (частинки й агрегати); інтенси-

вність ерозії; кількість ґрунту, який змивається за певний про-

міжок часу; прогноз поясу відсутності і прояву ерозії на схилах.

При вирішенні цих питань не враховується низка другоряд-

них факторів і приймаються деякі припущення, а саме:

³ ґрунти на конкретній ділянці схилу мають однакові влас-

тивості, їх обробіток здійснюється за однією технологією, що зу-

мовлює одноманітність рослинності і нанорельєфу; геологічні й

кліматичні фактори залишаються незмінними як упродовж

усього схилу, так і в часі; інфільтраційна здатність не змінюєть-

ся й дорівнює середній на дільниці і в інтервалі часу;

³ на визначеній площі випадає однакова кількість опадів; ін-

тенсивність опадів приймається незмінною;

³ на схилах без рослинного покриву, довжина яких більше 10

м, переміщення ґрунтових частинок і агрегатів при “розбриз-

куванні” під дією крапель (у якості агента пересування) не вра-

ховується;

³ змив ґрунту при таненні снігу прогнозується на шар пове-

невого стоку з імовірністю перебільшення, яка дорівнює 10 %, і

максимальною інтенсивністю за годину — 1 % ймовірності пере-

більшення;

³ схил визначеної дільниці незмінний і дорівнює середньому;

³ кінетична енергія дощових крапель повністю витрачається

на відривання агрегатів і частинок від маси ґрунту.

Прогноз змиву (

), т/га) визначають за формулою

∆



=ω +





0,6 0,6 0,7 16

308

0/ 011

TJimX

gX T d

∆





−





3,32

1,16 3, 32

0, 000013

JT m n X

де

— щільність ґрунту, т/м

; ω — середня частота коливань

швидкості, с

–1

(при відсутності результатів спеціальних дослі-

джень її величина дорівнює 10 с

–1

); ρ — середній діаметр окремо-

стей, які відриваються від ґрунту, м;

— середня інтенсивність

опадів, м/с;

— коефіцієнт стоку (для злив);

— уклон поверхні

(tg

α);

— коефіцієнт, який враховує відхилення рідинного

стоку на схилі;

— середньозважений діаметр водотривких аг-

регатів;

— довжина схилу, м;

∆ дод

— нерозмиваюча (допус-

тима) швидкість на висоті виступів шорсткості

∆, яка визначаєть-

ся за показником розмиваючої денної швидкості

()

∆∆ ∆

ρ=

дод

//1,4;VV V

— тривалість випадання опадів, с;

—

коефіцієнт шорсткості, який визначають за формулою

1/ 6

(0 , 7 )

22, 2

n =

Алгоритм прогнозу ерозії ґрунтів.

При складанні прогнозу

ерозії застосовують тільки ймовірнісний підхід. В гідромеханіч-

ній моделі ерозії ґрунту конкретної ділянки дискретне значення

мають геоморфологічні параметри: довжина схилу, його уклон,

значення коефіцієнта

. Енергетичні параметри злив і повене-

вих вод, ґрунтові параметри мають значну просторову варіабе-

льність і часову динамічність. Тому їх треба оцінювати за ймові-

рними критеріями. Прогноз ерозійної небезпеки здійснюється

щонайменше з 10 %-м рівнем імовірності перебільшення факти-

чних значень над розрахунковими (теоретичними). Параметри

зливи 10 %-ї забезпеченості опрацьовані А.Б. Лавровським (1985).

Припускається, що така злива випадає щороку, але тільки один

раз. Коефіцієнт стоку 10 %-ї забезпеченості становить 0,4. Шар

стоку повеневих вод 10 %-ї забезпеченості для Полісся і Лісостепу

дорівнює 60 мм, Північного Степу – 30 мм; інтенсивність танення

снігу 1 %-ї забезпеченості — відповідно 5 мм/год і 4 мм/год.

Прогноз змиву роблять для чистого пару, тобто для поля без

рослинного покриву або рослинних решток, на якому не прово-

дилися ніякі протиерозійні агротехнічні заходи. Змив з конкрет-

ного агрофону дорівнює частці від ділення змиву чистого пару на

коефіцієнт протиерозійної ефективності агрофону. При застосу-

ванні двох і більше протиерозійних заходів їх інтегральна ефек-

тивність дорівнює сумі коефіцієнтів протиерозійної ефектив-

ності.

3.3.4

Метод фотоãрафóвання

Фотозйомку улоговинних схилів проводять тоді, коли сніговий

покрив майже зійшов і залишились тільки вузькі ділянки снігу

на затінених сторонах схилу. Кращий час для зйомок о 6 – 8-й

год ранку. Відстань до схилу, який фотографується, 500 – 1000 м.

Розчленованість ділянки улоговинами визначають так (рис.

16). Відстань від точки зйомки до схилу

можна визначити за

топографічним планом або виміряти; фокусна відстань

зазна-

чена в паспорті фотоапарата. Відстань між крайніми улоговина-

ми

на місцевості і на фотогра-

фії

визначають, виходячи з

подібності трикутників

АОВ

аОb

C Ф

звідси

DС

Можна прийняти таку кла-

сифікацію розчленованості схи-

лів улоговинною ерозією: слаб-

ка, коли на 100 м схилу припа-

дає 1 – 3 улоговини; середня 3 –

10; сильна — більш як 10 уло-

говин.

Рис. 16. Схема визначення розчле-

нованості ґрунту улоговинами фо-

тометричним методом

3.3.5

Метод В.М. Павлова

і Г.П. Сóрмача

При застосуванні цього методу в якості дощувача використо-

вують вентиляторний обприскувач ОВТ-1, оснащений щілинним

і конічним розпилювачами. Перед роботою обприскувача зніма-

ють лопаті вентилятора, виймають із розпилювачів осердя і

вставляють на їх місце шайби з калібрувальними отворами діа-

метром 1,5, 2 і 3 мм. Інтенсивність обприскування регулюють

зміною тиску води в магістралі, а розмір крапель і висоту їх па-

діння — змінними шайбами та нахилом розпилювального меха-

нізму.

Кількість опадів, які випали на майданчик, визначають за

допомогою циліндрів-дощомірів, а масу змитого ґрунту — мето-

дом В.П. Козлова.

Розділ 4

БУР’ЯНИ І ЗАХОДИ

БОРОТЬБИ 3 НИМИ

Загальні положення.

Бур’яни —

це такі дикі або напівкуль-

турні рослини, які людина не вирощує і які екологічно та біоло-

гічно пристосовані до умов поля і росту разом з культурними ро-

слинами та завдають шкоди сільському господарству. Ботаніч-

ний склад їх дуже різноманітний (близько 1800 видів), але кіль-

кість видів на полях сівозмін значно менша. Від бур’янів слід

відрізняти

засмічувачі

, тобто культурні рослини інших видів і

сортів, які ростуть у посівах сільськогосподарських культур на

даному полі.

Розрізняють бур’яни

посівні

(сегетальні), тобто ті, що засмічу-

ють поля, городи, луки, пасовища, й

сміттєві

(рудеральні), які

ростуть на смітниках, біля будівель, огорож, на пришляхових

смугах, подвір’ях тощо. За походженням бур’яни поділяють на

антропохори й апофіти.

Антропохори

— типові бур’яни, які тра-

пляються виключно на полях разом з культурними рослинами і

розвиток яких залежить від господарської діяльності людини. В

природних (диких) рослинних асоціаціях — на луках, в лісах, на

болотах — антропохори практично не трапляються. Їх розвиток

збігається з розвитком культурних рослин. Серед цих бур’янів є

такі, що засмічують посіви тільки певних видів культурних рос-

лин. Це так звані

спеціалізовані бур’яни

, або

бур’яни-супутники

(наприклад, овес — вівсюг, пшениця — пажитниця п’янка, льон

— повитиця льонова, шпергель льоновий, просо — мишій, куря-

че просо тощо).

Апофіти

є членами природного угруповання (найчастіше лук і

пасовищ). Вони характеризуються великою відтворювальною

здатністю своїх підземних вегетативних органів (хвощ, молочай,

кульбаба тощо).

Антропохори переважають в посівах ярих однорічних куль-

тур, апофіти — в групі багаторічних рослин.

Для вивчення бур’янів і розробки ефективних заходів бороть-

би з ними виникла потреба об’єднати їх у групи за найважливі-

шими біологічними ознаками (час появи сходів, інтенсивність

росту, ритміка розвитку, тривалість життя, спосіб розмноження,

спеціалізація тощо), тобто класифікувати.

Бур’яни-непаразити

мають автотрофний тип живлення, тобто

мають розвинену кореневу систему, за якою засвоюють з ґрунту

вологу і мінеральні поживні елементи, а також зелене листя, за

допомогою якого можуть створювати органічні речовини в про-

цесі фотосинтезу. За тривалістю життя бур’яни-непаразити поді-

ляють на малорічні та багаторічні.

Малорічні

живуть не більше

двох років, розмножуються переважно тільки один раз (монока-

рпіки).

Багаторічні

бур’яни живуть протягом кількох років, роз-

множуються як насінням, так і вегетативно, плодоносять щороку

протягом життя (полікарпіки).

Бур’яни-паразити

— це переважно однорічні рослини. Оскі-

льки вони не мають зеленого листя (відсутній хлорофіл), то не

здатні асимілювати вуглекислоту й синтезувати органічні речо-

вини (гетеротрофний тип живлення). Вони мають спеціальні

присоски (гаусторії), за допомогою яких всмоктують з рослини-

живителя створювані нею готові пластичні речовини.

Бур’яни-напівпаразити

мають зелене листя і здатні до фото-

синтезу, але разом з тим мають гаусторії, за допомогою яких па-

разитують на інших рослинах.

4.1

МЕТОДИ ВИВЧЕННЯ БУР’ЯНІВ

ЗА ГЕРБАРІЄМ, НАСІННЯМ

І СХОДАМИ

Вивчення бур’янів за гербарієм. Для кращого запам’ято-

вування бур’яни поділяють на біологічні групи відповідно до

класифікації. Основна мета роботи з гербарієм полягає в тому,

щоб навчитися не тільки швидко й правильно розпізнавати

бур’яни, але і знати їх екологію та шкідливість. Розглядаючи ге-

рбарій, слід записати і засвоїти відомості про

кожний конкрет-

ний вид бур’янів, дотримуючись такої послідовності: