Сельскохозяйственная мелиорация: цели и способы проведения

Всего 13% земель в России пригодны для выращивания сельскохозяйственных культур, и только 7% из них отмечены высокой плодородностью. Оставшаяся часть угодий страдает от эрозии, повышенной влажности, заболачивания или засухи. Около 90% земель нуждается в защите от негативных воздействий и мелиорации. 

В условиях экстремального климата, неоднородности почв и сложного рельефа мелиорация адаптирует земли к нуждам агропромышленного комплекса, создавая благоприятные условия для роста культур и развития животноводства. 

Мелиорация: что это такое? 

Что такое мелиорация земель? Это комплекс мероприятий, направленных на формирование и поддержание оптимального состояния земель. Мелиорация – это простыми словами обработка почвы для улучшения условий её использования и борьбы с неблагоприятными почвенными и гидрологическими условиями. 

К мелиоративным работам относят: 

• обустройство дренажных систем для отвода избыточной влаги, поддержание оптимального воздушного баланса в грунте, предотвращение накопления солей; 

• ирригацию – поддержание необходимых значений уровня влажности с помощью искусственного орошения; 

• мелиоративные доработки – изменение направления рельефа, создание водоёмов или изменение уровня склона земель; 

• обработка грунта – культивация, вспашка, рыхление. Механическая обработка улучшает структуру почвы, обеспечивает доступ кислорода, влаги и питательных веществ к корням растений; 

• посадка – высадка растений, которые укрепляют почву, повышают её плодородность и предотвращают эрозию.

Цели мелиорации земель сельскохозяйственного назначения

Мелиорация земель – это фундаментальный процесс, призванный повысить плодородность и качество грунта. Этот комплекс направлен на решение конкретных проблем от химического дисбаланса почвы до неблагоприятных водных условий. 

Какие цели преследует мелиорация земель? 

1. Повышение плодородности грунта. Улучшение качества и структуры почвы повышают продуктивность земледелия, позволяя увеличить объёмы производства сельскохозяйственной продукции животного и растительного происхождения. 

2. Освоение новых земель. После комплекса по оптимизации почвы увеличивается количество новых малопродуктивных или неиспользуемых территории. Это повышает удельный вес получаемой продукции.

3. Сокращение неиспользуемых площадей. Формируется рациональная структура используемых наделов и увеличивается объём обрабатываемых территорий. 

4. Оптимизация системы орошения. Поиск дополнительных источников водоснабжения и орошения земель и пастбищ.

5. Предупреждение заболачивания и засоления орошаемых земель. 

6. Улучшение климатических условий. Борьба с суховеями, селевыми потоками, затоплениями, паводками, ветрами, движущимися песками. 

Эффективность мер зависит от выбора методов, соблюдения технологий, правил использования земель, учёта особенностей территории, а также используемых технических средств. 

Риски, связанные с мелиорацией земель

Грамотно продуманная мелиоративная система в руках неподготовленного или незаинтересованного землевладельца может оказаться нерентабельной или малоэффективной. 

Основные риски, связанные с мелиорацией земель: 

• деградация почвы: чрезмерное осушение или орошение нарушают природный баланс воды в грунте. Это приводит к засолению, эрозии земли и снижению плодородия; 

• осушение водоёмов: постоянный отвод воды из местных водоёмов для орошения снижает уровень воды в озёрах и реках, нарушая экосистему.  Выброс дренажных вод в водоёмы без предварительной очистки приводит к загрязнению водных ресурсов химическими веществами и солями; 

• негативное изменение микроклимата: осушение водоёмов снижает влажность воздуха и усиливает засуху в окружающих районах. Использование дренажных систем влияет на естественное распределение влаги. Это приводит к изменению погодных условий на локальном уровне, повышая риск засух и опустынивания участков.

Сельскохозяйственная мелиорация: виды

По способам осуществления мер выделяют 5 видов мелиорации. 

Гидромелиорация

Наиболее популярный метод, используемый для улучшения водного баланса на территориях, а также регуляции температурного и питательного режима. Применяется землевладельцами и фермерами для избавления от избыточной влаги, истощения почвы, засушливости, эрозии, паводков и оползней. Такая обработка повышает плодородность почвы и предотвращает появление заболеваний у культур.

Способы гидромелиорации: 

• орошение: используется на засушливых участках или на территориях с неустойчивым уровнем влажности.  Для этого строятся дренажные системы, которые подают и распределяют воду по зонам; 

• осушение: использование осушительных сооружений. Применяется для болот или переувлажнённых участков; 

• обводнение: создание оазисов в маловодных местах (степи, пустыни); 

• регулирование стока рек: управление вводными источниками (например, проектирование водохранилищ).

Агролесомелиорация

Агролесомелиорация – мероприятия, направленные на улучшение качества грунта и защиты его от эрозии с помощью водорегулирующих, почвозащитных лесных насаждений на проблемных территориях (по берегам рек, у оврагов, балок).

Виды агролесомелиорации: 

• полезащитная: насаждения лесных массивов по границам земель для защиты от техногенных, антропогенных и природных явлений;

• противоэрозионная: высадка деревьев на берегах рек, песках, в оврагах для защиты почвы от эрозии; 

• пастбищная: защитные насаждения для предотвращения деградации пастбищ. 

Такой подход обработки земли не только улучшает её качество, но и становится средой обитания новых диких животных, повышает плодородность прилегающих участков, улучшает качество воздуха.

Главный недостаток агролесомелиорации – длительный срок посадки и окупаемости лесных насаждений. Молодым растениям требуется несколько лет, чтобы вырасти до тех размеров, которые обеспечат полноценную защиту от ветра и стабилизируют микроклимат. Кроме того, агролесомелиорация требует дополнительных ресурсов для посадки и ухода за деревьями, а также земельных площадей.

Культуртехническая мелиорация

Культуртехническая мелиорация – меры для повышения качества почвенного грунта и его восстановления для увеличения плодородия, уменьшения влияния климата на производственные масштабы, роста производительности. Для этого используются аэрация земель, насыщение их влагой, инфильтрация. 

Этапы культуртехнической мелиорации: 

• предварительная подготовка: расчистка территории от кочек, мха, камней, корней деревьев и кустарников вручную или с помощью культиваторов и измельчителей; 

• мелиоративная обработка солонцов;

• первичная обработка территории: рыхление, почкование, землевание, плантаж; 

• проведение иных культуртехнических работ. 

Минус этого метода в значительных расходах на подготовку почвы и строительства дренажных систем. При проведении работ на больших площадях увеличивается риск повреждения корневых систем и почвенного покрова. Это может снизить уровень объём получаемой продукции. 

Химическая мелиорация

Химическая мелиорация – мероприятия по улучшению физических и химических свойств почвы за счёт добавления фосфора и гипса и других удобрений. При этом методе из земли удаляют вредные соли, снижают содержание алюминия и водорода (в кислых почвах) или натрия (в солонцах).

Известные способы химической мелиорации:

• известкование: использование известковых удобрений для нормализации уровня pH и снижения кислотности почвы; 

• гипсование: использование гипса, который содержит кальций и заменяет в грунте натрий для снижения в грунте количества щёлочи; 

• кислование – подкисление земли дисульфатом натрия или серы. 

При положительном эффекте использования химической обработки земли её злоупотребление чревато негативными последствиями – снижением продуктивности почв или отрицательным балансом природных компонентов. Это в перспективе может отрицательно повлиять на здоровье людей и состояние окружающей среды. 

Тепловая мелиорация

Тепловая мелиорация направлена на создание, регулировку оптимального температурного режима почвы, уменьшение способности верхних слоев почвы удерживать тепло, накопление снега для снижения теплопотерь почвы, охлаждение светлых почв и растительности, а также осушения или полива.

Тепловая мелиорация проводится до наступления морозов, осенью. Защита корней от холода сохраняет естественный уровень плодородия сельскохозяйственных культур и способствует их активному росту. 

К способам тепловой мелиорации относят: 

• уменьшение теплоёмкости почвы: добавление в грунт мелких камней (шлак, гравий, галька, щебень) с меньшей теплопроводностью. Днём камни постепенно нагреваются, а ночью медленно остывают, прогревая промёрзлые участки почвы. Оптимизация теплового режима обеспечивается также грядованием, глубоким рыхлением и гребневанием; 

• снегозадержание: снег удерживает температуру почвы в оптимальных значениях, защищает её и растения от сильных морозов, пополняет запасы влаги и создает хорошие условия для высокой урожайности. Чтобы снег оставался на месте и его не сдувало ветром, используют методы снегозадержания, а для увеличения высоты снежного покрова — снегонакопление; 

• мульчирование: способ, при котором поверхность грунта покрывают специальным слоем, например, торфом, перепревшим навозом, компостом, древесными опилками, опавшими листьями, измельченной соломой, хвоей или синтетической пленкой. Это создает особый микроклимат, защищающий корни растений от перегрева летом и от замерзания зимой. Мульча удерживает стабильную температуру в верхнем слое грунта, поэтому растения меньше страдают от резких температурных перепадов; 

• использование тепловых отходов: в перспективе для обработки земель можно использовать тепловые отходы промышленных предприятий, энергетической отрасли, коммунального хозяйства или утилизации природных источников тепла.

Для проведения тепловой мелиорации необходимы затраты на материалы и их постоянное обновление. При неправильном использовании мульчи или синтетических покрытий произойдёт осушение почвы, а если используемые материалы недостаточно устойчивы к разложению или токсичны, это ухудшит экологические показатели. 

Как выбрать метод мелиоративных работ

Задача комплексных мелиоративных работ не заканчивается только освоением участков и улучшением их почвенных и гидрологических свойств. В эти мероприятия также входит и подбор способов обработки грунта, выбор сортов семян, расчёт графика посевов сельскохозяйственных культур и другие факторы земледелия, влияющие на продуктивность работ и урожайности. 

Выбор конкретного метода мелиорации зависит от нескольких факторов:

• состояние почвы: какие конкретные потребности закрывает обработка почвы поля? Необходимо ли осушение почвы, орошение участка, изменение химического баланса или восстановление? Например, известкование или окисление почвы проводится в случаях крайней необходимости, так как эти методы могут негативно повлиять на состав грунта; 

• тип выращиваемых культур: какой тип растительности будет выращиваться на этих полях? Разные культуры требуют разного уровня питательных и других веществ и структуры почвы. Одни могут быть более чувствительны к влаге, а другие предпочитают определённую температуру для оптимального роста; 

• доступность ресурсов: насколько доступны сырьё и вода, которые необходимы для выбранного способа? Недостаток ресурсов или специфических материалов в определённых районах могут снизить эффективность мелиорации. В этом случае можно выбрать альтернативы защиты и обработки, которые требуют меньше ресурсов. 

Один из востребованных методов мелиоративных работ – гидромелиорация. Большая часть земель страдает от постоянных засух и становится непригодной ни для животноводства, ни для сельского хозяйства. 

Этапы проведения мелиорация почв

Чтобы провести мелиорационные работы, необходимо составить проект. Он разрабатывается с опорой на технико-экономические показатели и строгим соблюдением строительных, санитарных, экологических правил и норм. 

Проекты утверждаются в соответствии с правилами, установленными федеральным органом, ответственным за государственную политику и регулирование в сфере агропромышленного комплекса.

План осуществления мелиорация земель хозяйственного назначения: 

1. проведение геоморфологических и гидрогеологических исследований для изучения особенностей территории и специфики водного режима почвы;

2. создание плана по улучшению и оптимизации сельскохозяйственных земель на основе этих исследований и нужд предприятия. Согласование его с государственными органами; 

3. строительство систем для мелиорации (водохранилища, дренажные каналы); 

4. запуск построенных систем в работу и дальнейшее их обслуживание.

Техника для проведения мелиоративных работ

Оптимизация мелиоративных работ невозможна без использования спецтехники. Выбор конкретной машины зависит от типа работы: 

• для уборки и расчистки территорий используют кусторезы, корчеватели; 

• для орошения применяют дождевальные или поливные машины; 

• для строительства дамб необходимы бетоноукладчики; 

• для укладки труб для дренажной системы используют трубоукладчики. 

К полному списку спецтехники для мелиорации относят фрезерные, дренопромывочные, землеройные машины, кустарниковые грабли, земснаряды, рыхрытели, экскаваторы-каналокопатели, дреноочистители. 

Для бесперебойной работы техники и сокращения её простоя важно вовремя проходить техобслуживание, своевременно менять запчасти сельхозтехники и следить за её правильной эксплуатацией.