Эрозия почв
МИНОБРАНАУКИ РОССИИ ФГБОУ ВПО
Тюменский государственный архитектурно-строительный университет
Инженерно-экономический институт
Кафедра землеустройства и кадастра
Курсовая работа по дисциплине
«Экономика, организация и основы технологии
сельскохозяйственного производства»
(раздел «Основы
технологии
Тема: «Эрозия почв»
Вариант 5
Тюмень 2012
Содержание
Введение…………………………………………………………
- Почвозащитные севообороты……………………...........
.............................. ..4 - Агроландшафт. Агроэкологическая группировка земель…………………..7
3. Учет смыва почвы
по объему водороин. Определение
объема смытой почвы на
Выводы …...……………………………………………………………………
Список использованной литературы…………………………………………...
Введение
Земля всегда занимала главенствующее место в перечне национальных богатств любого государства. Но, к сожалению, она имеет тенденцию к сокращению. Так, площадь сельскохозяйственных угодий каждый год сокращается в значительной мере, несмотря на ежегодное вовлечение в оборот новых земель. Одной из причин уменьшения площади сельхозугодий является проявление эрозии почв. Уже издавна она была и все еще остается бедой для земледельца.
Слово “эрозия” происходит от латинского erosio, что означает “разъедать”, “выгладывать” или “выгрызать”. В зависимости от факторов, обусловливающих развитие эрозии, выделяют два основных ее типа - водную и ветровую. В свою очередь, водная эрозия подразделяется на поверхностную (плоскостную) и линейную (овражную) - размыв почвы и подпочвы.
Скорость эрозии превышает скорость естественного формирования и восстановления почвы.
Современной науке удалось в определенной мере установить закономерности возникновения этого грозного явления, наметить и осуществить ряд практических мер по борьбе с ним.
В данной курсовой работе
будут рассмотрены один из методов борьбы с эрозией - это применение почвозащитных севооборотов
и агроэкологическая группировка земель.
1. Почвозащитные севообороты
Развитие
Эту задачу решают подбором культур в севооборотах и размещением их на основе карт категорий эрозионноопасных земель, составленных с учетом картограмм эрозии почв хозяйства.
На пашне выделяют пять категорий земель. Пахотные земли, на которых опасность проявления процессов эрозии отсутствует или слабая, отнесены к I, II категориям, средняя — к III, сильная и очень сильная— соответственно к IV и V.
Следует отметить, что при одной и той же структуре посевных площадей и дифференцированном размещении севооборотов в соответствии с категориями эрозионной опасности земель снижается возможность смыва почвы на склоновых землях. Севообороты с озимыми, яровыми зерновыми культурами сплошного сева можно размещать на склоновых землях III, IV категорий эрозионной опасности.
По составу культур и их назначению севообороты, проектируемые на землях IV и V категорий, должны быть почвозащитными, которые не только защищают почву от дальнейшего разрушения, но и восстанавливают плодородие эродированных земель.
Почвозащитными называют севообороты, которые, во-первых, размещены на более эродированных частях склонов; во-вторых, значительно насыщены почвозащитными культурами; в-третьих, связаны с усиленным применением на их территории всех необходимых средств и приемов противоэрозионной защиты.
Структура почвозащитных севооборотов определяется степенью эродированности земель, а также эрозионной опасностью территории и ее важнейшим показателем — интенсивностью ежегодного смыва почвы. С увеличением этих показателей должен возрастать удельный вес почвозащитных культур.
При подборе сельскохозяйственных
культур для почвозащитных
Почвозащитное влияние севооборотов определяется в основном составом культур, их чередованием и агротехникой возделывания. В почвозащитных севооборотах исключают пропашные культуры, так как они способствуют смыву почвы, особенно весной и в начале лета. Увеличением посевов многолетних трап обеспечивается защита почв от эрозии; они хорошо защищают почву от разрушения в эрозионно опасные периоды и являются одним из лучших факторов окультуривания эродированных почв, особенно смеси бобовых и злаковых многолетних трав.
В почвозащитных севооборотах южных областей Нечерноземья рекомендуется под многолетние травы занимать 50...70% площадей. Этим будет обеспечено покрытие почвы в весенний эрозионно опасный период и восстановление водопрочной структуры.
На землях III и частично II категорий со слабо - и среднесмытыми почвами, где опасность проявления эрозии увеличивается, предпочтение в севооборотах отдают многолетним травам и однолетним культурам сплошного сева. По возможности отказываются от возделывания пропашных культур, чистые пары полностью меняют на занятые. Здесь, как правило, вводят зернотравяные севообороты с 7...9-летней ротацией.
На землях IV, V и частично III категорий эрозионной опасности со средне- и силъносмытыми почвами суглинистого грануло-метрического состава, имеющих кислую реакцию, чаще проектируют травопольные шестипольные почвозащитные севообороты, и которых четыре поля отводят под многолетние травы (преимущественно клевер с тимофеевкой). Два поля занимают озимыми и яровыми зерновыми, на которых при достаточном внесении органических и минеральных удобрений получают высокие урожаи, и они защищают почву от эрозии и повышают ее плодородие.
При холмисто-моренном рельефе на эродированных почвах со слабокислой или нейтральной реакцией целесообразно вводить почвозащитные севообороты, в которых 40...50 % Составляют зерновые культуры и 50...60 % — люцерна, причем около 50 % должна занимать озимая рожь и 50 % —ячмень.
На дерново-подзолистых почвах легкого гранулометрического состава, слабо - и среднеподверженных эрозии, вводят сидеральные севообороты. Сидераты высокоэффективны как подсевные и пожнивные культуры при использовании на зеленое удобрение.
В основу организации территории, например в областях Урана, должно быть положено деление земель на категории эрозионной опасности; кроме того, следует учитывать подразделение территории на водораздельное плато, склоны, поймы рек, степень эродированности земель. На водоразделах и на близких к ним по условиям северных склонах I, II и частично Ш категорий целесообразно размещать наиболее интенсивные полевые севообороты с пропашными культурами.
Южные, западные и юго-западные
в большинстве случаев
2. Агроландшафт. Агроэкологическая группировка
земель
Агроландшафт - природно-территориальный комплекс, естественная растительность которого на подавляющей его части заменена агроценозами. Он характеризуется экологической неустойчивостью. Равновесное состояние агроландшафта поддерживается системой агрономических, мелиоративных и экологических мероприятий. При анализе состояния агроландшафтов необходимо учитывать крутизну, длину, форму и экспозицию склонов, размер контуров, гидрологический режим, тип, разновидность и степень смытости почвы, удаленность от хозяйственных центров и водоисточников, влияние несельскохозяйственных угодий, наличие мелиоративных систем и подъездных путей.
Многообразие и сложность почвенного покрова, его особое место в природе и агропромышленном комплексе требуют комплексной агроэкологической оценки и группировки для рационального использования земель.
Агроэкологическая группировка земель - условное объединение земель в категории, группы, отражающие их свойства и качество, для конкретного совместного пользования с учетом природно-экологических и социально-экономических условий.
Принципиальность выделения перечисленных категорий земель позволяет конструировать агроландшафты в системе оптимального природопользования.
Земли последней категории объединяют в агроэкологические группы по общности агрогенетических показателей, уровню плодородия и характеру сельскохозяйственного использования.
Группы земель должны обеспечивать:
- полное и эффективное использование почв в соответствии с их природными свойствами;
- производство качественной продукции растениеводства при полном воспроизводстве плодородия почвы;
- прекращение эрозионных и других деградационных процессов почв и ландшафтов;
- эффективное применение удобрений и мелиорантов; высокопроизводительное использование машин, орудий и агрегатов.
На основе материалов специальных обследований и изысканий (почвенных, геоботанических, гидрогеологических, агрохимических и др.), земельно-учетных и земельно-оценочных данных, фактического использования каждого участка все земли объединяют в группы. При этом руководствуются двумя принципами: множество почвенных разновидностей должно быть сведено в возможно меньшее число внутренне однородных групп; эти группы должны существенно различаться между собой в агрономическом отношении.
В основу агроэкологической группировки земель положены условия расположения почв по рельефу; энергетическая близость объединяемых почв; однородность геоморфологических и гидрологических условий; сходство по гранулометрическому составу; однородность водных, воздушных и тепловых режимов; близость показателей, определяющих питательный режим; однородность физико-химических свойств; сходство показателей, определяющих особенности обработки почв.
Выделение агроэкологических групп земель
осуществляется по ведущим агроэкологическим факторам, определяющим направление их сельскохозяйственного использования. Агроэкологические группы земель разделяются на подгруппы по интенсивности проявления лимитирующих факторов. При этом имеется в виду, что различия между подгруппами земель в степени проявления этих факторов настолько велики, что для их использования требуются различные системы земледелия.
При выделении экологически однородных групп должны выполняться следующие условия: группа должна включать однородные почвы, близкие по гранулометрическому составу и плодородию; группа должна объединять земли склонов, близкие по экспозиции и величинам уклона местности; в группу должны входить участки, имеющие одинаковую степень мелиоративного состояния и величины водного баланса и увлажнения почв; в одну группу нельзя объединять почвы, имеющие разные природу и степень деградации и загрязнения.
I группа. Плоские дренированные равнины с автоморфными зональными почвами. При разделении подзональной провинции на экологические группы земель по условиям формирования ландшафтных систем земледелия исходной позицией является выделение группы плакорных земель, наиболее соответствующих зонально-провинциальным условиям, т.е. равнинных территорий, представленных преимущественно автоморфными зональными почвами на четвертичных отложениях с ограниченным перераспределением осадков и других агроклиматических ресурсов по отношению к средним многолетним характеристикам. На таких землях, с которых начиналось сельскохозяйственное освоение территорий, сложились традиционные системы земледелия с соответствующим набором культур и агротехникой, которую впоследствии стали называть зональной.
II группа. Эрозионные ландшафты различной сложности на четвертичных отложениях с отдельными выходами на поверхность более древних пород.
К таковым следует отнести территории с коэффициентом расчленения свыше 0,5. Они характеризуются прежде всего значительным перераспределением влаги вследствие поверхностного стока со склонов. В результате потери влаги проявляются почвенные засухи, и тем сильнее, чем больше расчленен рельеф. Кроме того, количество осадков, приходящееся на единицу площади, уменьшается в связи в увеличением земной поверхности.
С усилением стока развивается водная эрозия почвы, которая наносит большой ущерб земледелию. С увеличением расчлененности территории (густоты и глубины расчленения) усложняется ее дифференциация, а отсюда и разнообразие экологических условий, требующих различного подхода к выделению и использованию земельных угодий.
По степени расчлененности территории возможно выделение следующих подгрупп земель:
1) с коэффициентом расчленения 0,5-—1,0;
2} с коэффициентом расчленения 1,0—2,0;
3) с коэффициентом расчленения 2,0—3,0;
4) с коэффициентом расчленения более 3,0.
Значения коэффициентов расчленения территории должны уточняться для различных природных зон и литолого-геоморфологических условий. При этом используются также показатели среднего расстояния между тальвегами. Степень горизонтального расчленения по этому показателю может иметь следующие градации: более 5 км— очень слабое; 4,9—2,0 — слабое; 1,9—1,Очередное; 0,9—0,5 — значительное; менее 0,5 — сильное.
При выделении подгрупп земель по интенсивности проявления стока и эрозии в пределах данной агроэкологической группы следует учитывать генетическую связь между ними, обусловленную структурно-функциональной иерархией ландшафтов и соответственно потоков вещества и энергии, ибо проявление эрозионных процессов на землях одних подгрупп будет зависеть от использования других.
III группа. Переувлажненные земли. Столь обширная группа разнообразных земель имеет одну общую характеристику — экологическое переувлажнение, или экологически избыточное увлажнение почв, в которых анаэробный период, обусловленный длительным застоем влаги, столь продолжителен, что затрудняет или исключает рост и развитие сельскохозяйственных культур.
Степень экологического переувлажнения, или заболоченности — это эколого-гидрологическое состояние почвы, определяющее необходимость применения осушения при возделывании различных групп районированных сельскохозяйственных культур. Поэтому в агрономическом и мелиоративном смысле почва не заболочена, если эколого-гидрологические условия благоприятны для ведения сельскохозяйственного производства без осушения независимо от того, обладает или не обладает ее профиль морфологическими признаками гидроморфизма. Почва может нести четкие признаки гидроморфизма и вместе с тем ее эколого-гидрологические условия будут благоприятными для роста и развития культур. Такие почвы в засушливых зонах, обладающие повышенным плодородием за счет дополнительного поверхностного и грунтового увлажнения, должны выделяться в особые агроэкологические группы.
Переувлажненные земли разделяются на подгруппы по степени экологического переувлажнения и соответственно характеру их использования.
К первой подгруппе следует относить земли, на которых наблюдается угнетение наиболее чувствительных к избыточному увлажнению культур в годы с превышением нормы осадков. Улучшение их достигается путем выравнивания микрорельефа планировкой, применением глубокого рыхления почвы. Осушение проводится только под плодовые культуры.
Ко второй подгруппе целесообразно отнести земли, которые требуют устройства дренажа для большинства полевых культур, а без него могут использоваться только как естественные или улучшенные сенокосы и пастбища (например, дерново-подзолистые глеевые, а также глееватые, которые приурочены к слабоводопроницаемым породам, на которых во влажные и средние по осадкам годы наблюдается вымокание всех полевых культур).
К наиболее сложным подгруппам относятся торфяные болота, освоение которых достигается путем трудоемких гидротехнических мелиорации (системой каналов и т.д.).
Особую подгруппу представляют пойменные земли, увлажняемые и заболоченные намывными русловыми (поверхностными) водами.
В отдельные подгруппы могут быть выделены земли, представленные различными комбинациями полугидроморфных, гидроморфных и автоморфных почв.
В гумидных регионах с большой долей или преобладанием переувлажненных земель выделение различных их категорий может осуществляться на уровне агроэкологических групп, как это сделано для таежно-лесной зоны. В этой зоне выделено четыре группы переувлажненных земель: полугидроморфно-зональные, полугидроморфно-эрозионные, полугидроморфные, гидроморфные.
Полугидроморфно-зональные разделены на две подгруппы:
1) слабополущдроморфно-зональные, представленные комбинациями дерново-подзолистых (дерново-карбонатных) почв с участием дерново-подзолистых слабоглееватых и глееватых менее 50 %, в том числе глееватых менее 10 %;
2) среднеполугидроморфно-
применением местного дренажа.
Группа полугидроморфных земель разделена на три подгруппы:
1) полугидроморфные депрессий, представленные комбинациями слабоглеевых, глееватых и глеевых дерново-подзолистых почв;
2) полугидроморфные пойменные, представленные комбинациями аллювиальных почв, с различной степенью оглеения;
3) осушенные минеральные, представленные мелиорированными дерново-подзолистыми и другими минеральными почвами, подвергавшимися ранее заболачиванию.
Группа гидроморфных земель представлена тремя подгруппами:
1) гидроморфные депрессий с торфяно-болотными почвами (низинные болота);
2) гидроморфные пойменные с аллювиальными болотными почвами;
3) осушенные болотные.
IV группа. Литогенные земли. Специфика земель этой агроэкологической группы связана с неблагоприятными свойствами почв, сформированных на древних почвообразующих породах или их дериватах (продуктах размыва и переотложения).
В зависимости от генезиса почвообразующих пород и причин, определяющих неблагоприятные свойства сформированных на них почв, выделяются подгруппы литогенных земель, например:
1) земли, сформированные на древних каолиновых корах выветривания и их дериватах. Обогащенные каолинитом почвы на этих породах отличаются очень низкой емкостью обмена, пылеватостыо, бесструкгурностью, повышенным уплотнением и в конечном итоге весьма ограниченными возможностями их сельскохозяйственного использования;
2) земли на третичных морских монтмориллонитовых глинах, характеризующиеся комплексом неблагоприятных свойств, связанных с избытком монтмориллонита (высокая набухаемость и связность почв, низкая водопроницаемость, глыбистость, трещиноватость).
Подобно приведенным примерам выделяются и другие подгруппы земель (на известняках, элювии коренных пород и т.д.).
V группа. Солонцовые земли. К данной группе следует относить почвенные комплексы с участием солонцов более 10 %, которые требуют определенных мелиоративных мероприятий и различных систем их использования.
Разделение этих земель на подгруппы целесообразно производить по условиям комплексности и гидрологического режима.
К первой подгруппе могут быть отнесены комплексы зональных почв с солонцами степными и лугово-степными 10—25 %, которые можно использовать в пашне в специальной системе земледелия при выборочной мелиорации пятен солонцов.
Вторая подгруппа зональных и полугидроморфных почв с участием степных и лугово-степных солонцов 25—50 %, ограниченно пригодных для использования в пашне на фоне мелиоративных мероприятий при подборе солонцеустойчивых полевых культур.
Третья подгруппа — комплексы луговых почв с солонцами, используемые под сенокосы и пастбища.
Четвертая подгруппа — комплексы солонцов с зональными солонцеватыми и полугидроморфными почвами.
Пятая подгруппа — комплексы сильно засоленных солонцов и солончаков.
Данная последовательность расположения групп земель по сложности их освоения и характеру использования соответствует их пространственным связям и геохимической сопряженности ландшафтов. Рассоление и рассолонцевание более высоких по рельефу территорий в процессе их мелиоративного освоения, усиливая естественные тренды этих процессов в автоморфных и полугидроморфных почвах, способствуют более интенсивному засолению территории с луговыми солонцовыми комплексами.
В соответствии с оценками интенсивности геохимических потоков в сопряженных ландшафтах следует разрабатывать мелиоративные прогнозы, планировать размещение мелиоративных мероприятий и интенсивность систем земледелия.
Перечень агроэкологических групп земель можно продолжить
(засоленные земли, мерзлотные земли и т.п.), так же как и перечень составляющих их подгрупп. Соответствующие им адаптивно-ландшафтные системы земледелия могут быть пространственно-сплошными, рассредоточенными, локальными, оазисными (в пустыне) или очаговыми (в районах Крайнего Севера).
3. Учет смыва почвы по объему водороин. Определение объема смытой почвы на учетных профилях
Данные для выполнения практического задания
Параметры водороин на двух учетных профилях
№ п/п |
Показатель |
Вариант | |||||||
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1. |
Первый учетный профиль: |
||||||||
|
|
ширина водороин, см |
12 |
10 |
11 |
15 |
8 |
7 |
14 |
13 |
|
|
глубина водороин, см |
5 |
8 |
6 |
7 |
9 |
8 |
7 |
9 |
|
|
длина водороин, м |
45 |
47 |
52 |
50 |
46 |
51 |
53 |
44 |
2. |
Второй учетный профиль: |
||||||||
|
|
ширина водороин, см |
13 |
11 |
12 |
14 |
15 |
12 |
14 |
13 |
|
|
глубина водороин, см |
5 |
7 |
6 |
7 |
5 |
7 |
8 |
6 |
|
|
длина водороин, см |
44 |
46 |
50 |
52 |
54 |
43 |
51 |
45 |
3. |
Расстояние между профилями, см |
30 |
35 |
40 |
30 |
35 |
40 |
30 |
30 |
Методика расчетов
Объем смытой почвы (Vп1,2, см3) соответственно на первом и втором учетном профиле определяется по формуле:
Vп1,2 = Ш*h/2 * l, где
Ш – ширина водороины, см;
h – глубина водороины, см;
l – длина глубины, см.
Объем смытой почвы (Vмn, см3) между профилями определяется по формуле:
Vмn = Vn1 + Vn2/2 * L, где
Vn1 – объем смытой почвы на первом профиле, см3;
Vn2 - объем смытой почвы на втором профиле, см3;
L – расстояние между первым и вторым учетными профилями, см.
Решение задачи
№ п/п |
Показатель |
Величина |
см3 | ||
|
1. |
Объем смытой почвы на первом уровне |
1428 |
2. |
Объем смытой почвы на втором уровне |
1806 |
3. |
Объем смытой почвы между профилями |
64680 |
Выводы
В ходе данной курсовой работы была рассмотрена тема «Эрозия почв». Были исследован один из методов борьбы с ней. Это почвозащитные севообороты. Рассмотрена их характеристика, а также их структура.
Также в данной теме были рассмотрены агроландшафт и агроэкологическая группировка земель. Существует 5 групп, выделение которых осуществляется по ведущим агроэкологическим факторам, определяющим направление их сельскохозяйственного использования (влагообеспеченность, эрозионноопасность, переувлажнение, периодическое затопление, засоление, солонцеватость, почвенный литогенез и т.д.). Агроэкологические группы земель разделяются на подгруппы по интенсивности проявления лимитирующих факторов. При этом имеется в виду, что различия между подгруппами земель в степени проявления этих факторов настолько велики, что для их использования требуются различные системы земледелия.
В данной работе был определен учет смыва почвы по объему водороин, объем смытой почвы на учетных профилях.
Список использованной литературы
- Ганжара Н.Ф. Почвоведение. - М.: Агроконсалт, 2001. - 392 с.
- Земледелие/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др.; Под ред. А.И. Пупонина. - М: КолоС, 2004. - 552 с.
- Кирюшин В. И. Экологические основы земледелия. — М.: Колос, 1996. — 367 с: ил. — (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).
- Панников Д.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. - М: Колос, 1977.-416 с.
- Танасиенко А. А. и др. Экологические аспекты эрозионных процессов - Новосибирск: ГПНТБ СО РАН, 1999. - (Экология; Вып. 55). -89с.
- Тышлер В. Сельскохозяйственная экология. - М., 1971.