Устройство территории севооборотов

УСТРОЙСТВО ТЕРРИТОРИИ СЕВООБОРОТОВ

9.1. ЗАДАЧИ И СОДЕРЖАНИЕ УСТРОЙСТВА ТЕРРИТОРИИ СЕВООБОРОТОВ

Внутреннее устройство территории севооборотов имеет решающее значение в повышении эффективности земледелия, так как пахотные земли являются основными и наиболее производительными угодьями в сельскохозяйственных предприятиях.

Устройство территории севооборотов включает следующие элементы проекта: размещение полей севооборотов и рабочих участков; размещение полезащитных лесных полос; размещение полевых дорог; размещение полевых станов, источников полевого водоснабжения и других объектов инфраструктуры, обслуживающих производственные процессы в полеводстве (тарные площадки, площадки для приготовления растворов и хранения ядохимикатов, вертолетные площадки и др.).

Перечисленные элементы тесно взаимосвязаны. В условиях водной эрозии почв и необходимости проведения мелиоративных мероприятий на территории севооборотов проектируют гидротехнические сооружения (валы-канавы, осушительные и оросительные каналы и др.).

В современных условиях к устройству территории севооборотов предъявляют следующие требования:

создание на территории каждого севооборота не только основы для правильного чередования сельскохозяйственных культур в пространстве за счет обоснованного размещения полей, но и условий для повышения плодородия почв, защиты земель от эрозии, выполнения природоохранных и экологических требований;

наличие передовой культуры земледелия, обеспечивающей получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур за счет внедрения агротехнических приемов обработки почв, ухода за растениями, применения систем удобрений, защиты растений. Поэтому при устройстве территории севооборотов создают условия для привязки (адаптации) технологий возделывания сельскохозяйственных культур к конкретным полям севооборотов и рабочим участкам;

проведение в границах полей и рабочих участков определенных производственных процессов, операций: вспашка, сев, уход за

посевами, уборка урожая, где применяют различную сельскохозяйственную технику. При проектировании границы полей и рабочих участков лесополосы и дороги размешают так, чтобы обеспечить высокопроизводительное использование машинно-тракторного парка и, как следствие, снизил» затраты на полевые механизированные работы и провести их в оптимальные агротехнические сроки;

размещение отдельных элементов (полевых станов, источников полевого водоснабжения, лесополос) при устройстве территории севооборотов требует затрат капитальных вложений; они должны быть минимально необходимыми.

При устройстве территории севооборотов в соответствии с указанными выше требованиями:

создают условия для обеспечения устойчивости агроландшаф- тов, повышения плодородия почв, предотвращения и прекращения процессов эрозии, выполнения природоохранных и экологических требований;

устанавливают оптимальные пространственные условия для применения различных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, высокопроизводительного использования сельскохозяйственной техники и транспортных средств, рациональной организации производственных процессов в земледелии;

обеспечивают наименьшие капитальные вложения и годовые издержки производства, зависящие от устройства территории севооборотов;

разрабатывают систему земельно-оценочных нормативов по полям и рабочим участкам, необходимых для решения оперативных вопросов планирования и проведения полевых работ (дифференциации норм выработки, расхода топливно-смазочных материалов, норм высева, внесения удобрений и т. д.).

Для правильного понимания методики комплексного проектирования при устройстве территории севооборотов необходимо знать основные требования, предъявляемые к размещению каждого отдельного элемента данной составной части проекта.

9.2. РАЗМЕЩЕНИЕ ПОЛЕЙ СЕВООБОРОТОВ И РАБОЧИХ УЧАСТКОВ

Поля  севооборота — это более или менее равновеликие его части, предназначенные для поочередного возделывания на них сельскохозяйственных культур и выполнения связанных с этим полевых работ.

Поля севооборота могут состоять из одного или нескольких рабочих участков.

Рабочий участок — это участок пашни, однородный по своим агроэкологическим (агропроизводственным) свойствам, ограниченный в натуре линейными элементами организации территории (дорогами, лесополосами, буферными, кулисными насажде

ниями или полосами, каналами и др.) или границами живых урочищ и предназначенный для возделывания сельскохозяйственных культур по единым (одинаковым) технологиям.

Поля севооборота и  отдельно обрабатываемые рабочие участки по составу почв, условиям рельефа, увлажнения, микроклимата должны быть пригодны для размещения имеющихся в севообороте культур и проведения мероприятий по воспроизводству плодородия почв, а по площади, конфигурации и расположению — удобны для агротехнически правильного и производительного выполнения полевых механизированных работ, обслуживания м ашинно-тракторных агрегатов и перевозки грузов.

Для этого при размещении полей и рабочих участков учитывают рельеф местности; почвенные условия; площади, размеры сторон и форму полей и рабочих участков; требования обеспечения равновеликости полей; существующее расположение дорог, лесных полос, границ производственных подразделений и хозяйственных центров, предшественников сельскохозяйственных культур; требования к правильному размещению других элементов устройства территории севооборотов (лесных полос, дорог). Варианты размещения полей севооборотов по отношению к хозяйственным центрам показаны на рисунке 19.

Учет рельефа местности. Основное правило при проектировании—размещение рабочих участков (полей) длинной стороной поперек склона. В этом случае основные работы, которые проводят по направлению длинной стороны поля, будут вестись в направлении горизонталей. Тем самым предотвращаются процессы водной эрозии почв, так как поверхностный сток задерживается обработанной почвой, лучше впитывается, что оказывает также положительное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур, особенно в засушливых областях за счет дополнительной влаги.

При обработке поперек  склона производительность сельскохозяйственной техники увеличивается, так как в этом случае она не затрачивает дополнительных усилий на преодоление сопротивления.

Например, если при уклонах  до 3^е производительность техники и расход топлива принять за единицу, то при уклонах свыше Т они изменятся соответственно до 0,84 и 1,1. [ При сложном рельефе выделяют следующие типы устройства 'территории севооборотов: контурное, контурно-полосное и кон- турно-мелиоративное.

Контурное устройство территории — это проектирование границ полей севооборотов и рабочих участков в направлении горизонталей. Оно обеспечивает регулирование поверхностного стока в основном агроприемами. В свою очередь, контурную организацию территории подразделяют на контурное (криволинейное), контурно-параллельное и прямолинейно-контурное размещение линейных элементов (рис. 20, б, в, г). Прямолинейную организацию территории поперек склона можно применять лишь при прямых односкатных склонах (рис. 20, а).

Контурно-полосное устройство территории обеспечивает регулирование поверхностного стока путем фитомелиоративных (аг- рофон) и агротехнических мероприятий. При этом обработку проводят вдоль горизонталей по полосам, которые чередуют с полосами, покрытыми растительностью.

Контурно-мелиоративное  устройство территории проектируют в условиях очень высокой эрозионной опасности в тех случаях, когда агроприемами и фитомелиоративными мероприятиями не удается достигнуть полной ликвидации поверхностного стока. Она предусматривает создание системы гидротехнических сооружений линейного типа для задержания или безопасного отвода избыточного стока. В основе контурно-мелиоративной организации территории лежит единая противоэрозионно-регулирующая сеть, которая создает постоянно закрепленные на местности полосы-контуры с помощью водозадерживающих валов, валов-канав, водонаправляющих валов-ложбин, совмещенных с дорожной сетью, лесополосами, границами полей и рабочих участков, а внутри таких контуров — создание пологих ложбин — перераспределителей стока, проходимых для сельскохозяйственной техники.

При контурной обработке  почвы рабочие участки проектируют в виде полос, ограниченных по возможности параллельными кривыми границами, максимально приближенными к горизонталям (рис. 21, а, б).

При проектировании допустимые параметры границ рабочих участков на склонах определяют по нормативам, полученным учеными Воронежского государственного аграрного университета (табл. 81).

Например, если скорость потока воды на склоне с черноземными почвами составляет 0,20 м/с, то на посевах зерновых культур при рабочем уклоне 3° допустимое расстояние сечения горизонталей 4о_П, при прямолинейной обработке не должно превышать 225 м. Если это расстояние больше, то прямолинейную обработку заменяют контурной,

В условиях Нечерноземной  зоны, где не нужно полностью задерживать талые и дождевые воды, длинные стороны рабочих участков и направление обработки почвы проектируют не строго поперек склона или по горизонталям, а под небольшим углом к ним, обеспечивающим безопасный отвод лишнего стока, который не может впитаться в почву. При этом уклон местности вдоль длинной стороны не должен превышать 1...2° (рис. 21, в).

В целях равномерного поспевания почвы, одновременного созревания растений, обеспечения одинакового радиационного и температурного режимов, проектирования однотипных проти- воэрозионных мер каждый рабочий участок (поле) размещают на склонах одной экспозиции и формы. Допускается включение в состав рабочего участка, в частности при контурной обработке, склонов близких экспозиций — одной либо двух смежных: например, ЮЗ, 3, СЗ. При этом, по данным профессора Н. Н. Бу- рихина, предельно допустимая крутизна склона противоположных склонов для культур длинной световой стадии (овса, ячменя, ржи, пшеницы, гороха) не должна превышать 1...2⁰, а для культур короткой световой стадии (сорго, кукурузы, подсолнечника, сои, клещевины) — 0,5... I^е.

В этих же целях рабочие  участки должны включать пашню с  близкими значениями уклонов местности  принятой градации (до 1, 1...2, 2...3, 3...5°  и т. п.). Так, по данным Н. Н. Бурихина, предел допустимых изменений крутизны склона в границах рабочего участка с культурами длиной световой стадии не должен превышать 1...2", с культурами короткой световой стадии — 0,5... Г.

При учете рельефа местности  длинные границы полей и рабочих участков проектируют по водоразделам, тальвегам, на перегибах профиля склонов, поперек склонов, а короткие границы — вдоль склона, перпендикулярно направлению горизонталей. Нежелательное размещение любых границ — под углом 45° к горизонталям, что приводит к максимальной концентрации стока вдоль этих границ.

Ширину рабочих участков в условиях выраженного рельефа  местности рассчитывают по допустимой длине линии стока, которая зависит от крутизны склона, типа почв, интенсивности осадков.

На склонах до 4° допустимая длина линии стока не должна превышать  на серых лесных почвах и оподзоленных черноземах 350 м, на выщелоченных, типичных, обыкновенных и южных черноземах — 400, темно-каштановых почвах — 300 м (рис. 21, г).

Оценка размещения полей  и рабочих участков в отношении  рельефа. Для оценки правильности размещения рабочих участков в отношении рельефа рассчитывают средний продольный уклон в рабочем направлении при вспашке (рабочий уклон) /_р. Вариант проекта с меньшими рабочими уклонами принимают за основу. При проектировании необходимо стремиться, чтобы рабочие уклоны не превышали 0,5...Г, в противном случае прямолинейную обработку почвы заменяют контурной. На некоторых участках при прямолинейной обработке почвы рабочие уклоны могут превышать установленные. Для определения допустимых параметров этого превышения пользуются данными таблицы 82. Например, если при допустимой скорости потока 0,20 м/с на пару расстояние с максимальным рабочим уклоном не превышает 110 м, то уклон в этом направлении может составлять 3*.

Рабочий уклон, %,

■ I

PiKi

где I — превышение; D — горизонтальное положение.

Значение L, выражают, как правило, в процентах: j|- h-100//)% или в градусах: I град = | %/1,75; | % 11,75 /_р град.

Данную формулу используют при прямых несложных склонах. При  выраженном рельефе для определения  средних рабочих уклонов применяют палетку с параллельными линиями по способу, предложенному профессором Г. В. Чешихиным.

На рабочий участок, изображенный на рисунке 22, накладывают палетку так, чтобы ее линии совпадали с направлением основной обработки почвы, т. е. были параллельны длинной стороне рабочего участка. Средний рабочий уклон, %,

. Ah-m

% U) '

где А — сумма целых (отрезков между горизонталями) и неполных заложений на всех линиях палетки, попавших в границу поля или участка; h — высота сечения рельефа местности, м; ZD—длина всех параллельных линий палетки, попавших в границу поля или участка (сумма горизонтальных проложений), м.

Для приведенного выше примера: >4= 12,5 (8 + 4,5), где 8 — число целых  заложений, 4,5 — число неполных заложений; ID = 2400 м (800 • 3 = 2400 м) при h = 5 м:

• ip = 12,5 • 5 • 100:2400 = 2,6 % = 1,5^е.

Для оценки размещения полей  рабочий уклон сопоставляют также  со средним уклоном местности  поля или участка (/„). Средний уклон местности:

i_M = ch-№:P,

где с — длина всех горизонталей в границах участка, м; Л - высота сечения  рельефа, м; Р— площадь участка, м².

Например, на территории поля площадью 36 га длина горизонталей с сечением 5 м составляет 3,2 км. Тогда

/_м = 5 • 3200 • 100:360000 = 4,4 %. Как видно, продольный рабочий уклон участка на 1,8 % мень-

ше среднего уклона местности (4,4 — 2,6= 1,8), что указывает на снижение влияния рельефа местности на выполнение работ. г 9 Учет почвенных условий. С рельефом местности тесно связаны у почвенный покров —его воздушно-водный, тепловой режимы, условия почвообразовательного процесса, гранулометрический состав почв, а следовательно, также агротехнические, технологические свойства участка и плодородие почв.

Так же как и по условиям рельефа местности, рабочий участок  должен быть однороден по почвам, гранулометрическому  составу, мелиоративной устроенности территории. Это необходимо для того, чтобы на территории рабочего участка  были одинаковые условия для роста и развития растений, применения однотипных элементов системы земледелия (одних норм высева семян, норм полива и доз внесения удобрений, одинаковой системы обработки почвы и одинаковых машин), соответствующей регулировки рабочих органов сельскохозяйственной техники и др.

В этой связи на всей территории участок должен иметь: один тип, подтип, род, вид почв; одинаковый гранулометрический состав почв; одинаковое исходное значение составляющих элементов баланса почвенного плодородия (содержание гумуса, азота, фосфора, калия и др.);

одинаковую кислотность  почв;

однотипную степень мелиоративной  устроенности территории с включением только орошаемых (осушаемых, избыточно увлажненных, засоленных, загрязненных, зараженных и других) земель;

одинаковую степень смытости почв (несмытые, слабосмытые, среднесмытые, сильносмытые земли).

В проектах дают характеристику размещения полей и рабочих участков в отношении рельефа, почв и их эродированности (табл. 82).

При выделении рабочих  участков с учетом рельефа и почв оценивают также агротехнические  и другие условия (теплообес- печенность, заморозкоопасность, влагообеспеченность, ветровой режим, затененность, глубину залегания грунтовых вод и др.).

При оценке загрязнения учитывают  такие загрязнители, как промышленные и бытовые отходы, выбросы автотранспорта, тяжелые металлы, нефть и нефтепродукты, средства химизации сельского и лесного хозяйства, стоки животноводческих ферм и комплексов, радионуклиды.

Из всего перечня на каждом участке выделяют приоритетные загрязнители, оказывающие наиболее сильное отрицательное влияние  на почву и растительность.

Комплексный учет особенностей рельефа местности, почв, климата, хозяйственной  деятельности человека осуществляют при  оценке агроэкологических свойств  территории. Поэтому при

наличии агроэкологической классификации земель конкретного хозяйства рабочие участки проектируют агроэкологически однородными.

Учет площади, размеров сторон и формы полей и рабочих  участ- ков. Размеры полей, их сторон (длину и ширину) и форму устанавливают, исходя из требований правильной организации в них рабочих процессов и наиболее производительного использования сельскохозяйственной техники. При этом учитывают особенности территории (площадь и характер расположения пахотных массивов, почвы, рельеф, расчлененность пашни каналами, дорогами, урочищами, сложившиеся границы освоенных полей севооборотов).

В зонах, отличающихся пересеченной местностью и мелко- контурной ситуацией, на размеры полей оказывают влияние разновидности ландшафта. Первая разновидность: основной фон угодий — пашня с хаотично вкрапленными мелкими, разной формы и площади лесными и другими угодьями (рис. 23, а). Вторая разновидность: основной фон — несельскохозяйственные угодья с вкрапленными контурами пашни различной формы и площади (рис. 23, б). Третья разновидность — пашня расчленена другими угодьями и ярко выраженными линейными контурами (дороги, овраги, ручьи и пр.) на участки той или иной площади в сложившихся, не подлежащих изменению границах (рис. 23, в).

При первой разновидности  ландшафта размер поля принимают  таким же, как и в условиях равнинной  открытой местности, с расчетом придать полям правильную форму и рациональные параметры при последующем их проектировании. Обрабатывают такие поля по загонкам, выбираемым самими механизаторами с учетом наличия вкрапленных контуров и их взаиморасположения.

При второй разновидности  ландшафта размеры полей обусловливают возможностью сгруппировать пахотные участки по признакам однородности почвенного покрова, близости друг к другу (в радиусе не более 1...1,5 км) и доступности передвижения техники и транспортных средств с участка на участок.

При третьей разновидности  агроландшафта размеры полей подбирают с учетом площадей сложившихся пахотных участков. Это позволяет избежать их дробления на более мелкие и неудобные.

На размеры сторон и  форму полей влияют также особенности  проектирования в них отдельно обрабатываемых рабочих участков на склонах, требования к размещению их границ, а в степных и лесостепных районах — также и защитных лесных полос.

Все полевые работы проводят в границах рабочих участков. Наилучшим  решением считают такое, когда поле состоит целиком из одного агротехнически однородного рабочего участка. Однако ввиду неоднородности почв, рельефа местности, других условий поле может включать несколько рабочих участков.

Длина полей (рабочих участков) определяет длину рабочего хода тракторных агрегатов и относительные потери на холостые повороты и заезды при продольных работах. Чем больше длина поля, тем меньше потери на холостые повороты и заезды и выше производительность сельскохозяйственной техники (табл. 83).

Оптимальная длина полей (рабочих участков) следующая: в степных  районах 2000...2500 м, в лесостепных районах 1500...2000 м, в Нечерноземной полосе более 1000 м. Однако при наличии мелкоконтурности пашни механизаторы вынуждены обрабатывать участки длиной гона 150...200 м и менее.

Длину рабочего гона в прямоугольных  полях определяют, измеряя ее на плане, а неправильной конфигурации рассчитывают по формулам

А>=-|; В=(ЗН+ с + d):5\ Lp= 5Р:(3# + с+d),

где Р — площадь поля, м²; В—расчетная условная ширина поля, м; Я—высота геометрической фигуры участка, м; с и d—длина скошенных сторон трапеции (для участков неправильной формы с и d — длина линий, непараллельных направлению основной обработки), м.

Ширину полей (рабочих участков) определяют в соответствии с их площадью и установленной длиной. В равнинной местности ширину полей (рабочих участков) увязывают с расстояниями между основными лесополосами (400...600 м) и требованиями рациональной организации рабочих процессов в поле: разбивкой участка на рабочие загонки, способами работы и шириной захвата агрегатов.

При установлении ширины полей (рабочих участков), а также соотношения  сторон полей учитывают необходимость  проведения части работ в поперечном направлении (перекрестный сев, культивация пропашных, весеннее боронование озимых поперек рядков сева или под углом к ним, а иногда также и уборка полегших хлебов).

По данным профессора В. Я. Заплетина, оптимальную длину поля и его ширину, обеспечивающие минимальные затраты на холостые повороты и заезды сельскохозяйственной техники, можно вычислить по формулам [25]

где Р — площадь поля (рабочего участка), м²; ^ и К₂ — удельный вес всех механизированных работ соответственно в продольном и поперечном направлениях.

Например, если площадь поля составляет 100 га, удельный вес работ в продольном направлении — 80 %, а в поперечном — 20%, то

Zp = V80 1000000:20 = 2000 м; B=j20 1000000:80 = 500 м,

т. е. наилучшее соотношение  ширины к длине поля составит 1:4. Для обеспечения высокопроизводительного  и агротехнически ⁰ правильного выполнения полевых работ форму полей (рабочих участков) устанавливают, учитывая, что:

лучшая форма—прямоугольники (четырехугольники) с оптимальным соотношением сторон и квадраты, что позволяет правильно организовать работы как в продольном, так и в поперечном направлении без огрехов, остаточных треугольников и клиньев;

при проектировании необходимо обязательно соблюдать параллельность длинных сторон полей, вдоль которых устанавливают направление основной обработки почвы, и по возможности коротких сторон;

возможно проектирование полей в форме прямоугольников, трапеций, параллелограммов, отклонение углов которых от прямых не превышает 20...30^е, так как сильно скошенные боковые стороны значительно увеличивают потери времени на холостые повороты и заезды, снижают качество работ и создают неудобства при их выполнении;

при вкрапливании и вклинивании в пахотные земли контуров других угодий (кустарники, пастбища, сенокосы и др.), расположении на территории блюдцеобразных микропонижений, небольших рытвин, промоин, мешающих правильному расположению полей, предусматривают проведение мелиоративных и куль- туртехнических работ с целью вовлечения неудобных контуров в пашню и планировку поверхности;

если мероприятия, перечисленные  выше, провести невозможно, границы полей проектируют, исходя из удобства обработки свободных от вкрапленных участков площадей пашни, избегая их дробления; при этом поля будут обрабатывать по частям, число которых необходимо свести к минимуму;

при проектировании полей  и рабочих участков правильной формы  допускается в их границах неоднородность почвы, рельефа и других факторов до 15 % площади;

для снижения затрат времени  и средств на холостые переезды сельскохозяйственной техники с участка на участок, включая время на подготовку к  переездам и переагрегатирование, стремятся, чтобы число рабочих участков в одном поле было минимальным, а поле располагалось одним компактным массивом;

при разном качестве земель в границах поля в проекте намечают мероприятия по выравниванию почвенного плодородия за счет внесения повышенных доз органических и минеральных удобрений, окультуривания земель и др.

Если поля имеют форму  треугольников, неправильных четырехугольников с непараллельными или криволинейными длинными сторонами, всегда остаются клинья, неудобные для обработки и с коротким гоном, что приводит к недопашкам, недосеву, дополнительным затратам времени и расходу топлива, ухудшению качества работ, повышенному износу машин. Примеры проектирования полей различных форм показаны на рисунке 24.

Соблюдение прямоугольности  полей (рабочих участков) и параллельности их длинных сторон особенно важно в овощных и прифермских севооборотах, насыщенных пропашными культурами. Эти поля, учитывая большие объемы работ в поперечном направлении, проектируют также прямоугольными, близкими к квадрату.

На расположение (ориентировку) границ полей севооборотов оказывают  влияние направление склонов, расположение и конфигурация пахотных массивов, размещение магистральных дорог, преобладающее направление господствующих ветров (суховеев, метелевых ветров), ориентировка рядков сева, учитывающая условия освещенности и обогрева растений. Пример прямоугольного устройства территории севооборотов в условиях сложного рельефа показан на рисунке 25.

Характеристика полей  и рабочих участков по компактности, размерам сторон и конфигурации дана в таблице 84. / Учет требований равновеликости полей. При одинаковых площадях полей в севообороте обеспечивается постоянство площадей посева одинаковых сельскохозяйственных культур по годам ротации севооборота, равномерный выход продукции отдельных культур, примерно одинаковый объем полевых и транспортных работ в различные годы.

Соблюдение этого требования возможно при проектировании равновеликих полей. Однако пространственные условия (крупность пахотных массивов, расчлененность и разобщенность земель) и производительные свойства пашни (различия в плодородии, рельефе, увлажнении) вызывают необходимость допускать отклонения фактических площадей полей, запроектированных на плане и выведенных в натуре, от средних.

Среднюю площадь поля получают, разделив общую площадь севооборота (Р_с) на число полей Д

SL&

Щ$ Ч

Однако ввиду того что  поля могут иметь разное плодородие, пользуются средней условной площадью поля:

р Яш ^Гус 100'

где Б—оценочный балл поля.

Равновеликость полей  с учетом качеств почв оценивают  по таблице 85.

Из таблицы видно, что  максимальное отклонение размеров полей  от среднего фактического значения составляет +20 % (по IV полю). Отклонения же условных размеров полей от среднего значения не превышают 6,2 %, что свидетельствует  об учете качества почв при проектировании.

В равнинной местности  при больших площадях пахотных массивов стремятся свести отклонения размеров полей от средних до минимума (не более 5... 10 %). В сложных условиях, особенно при мелкоконтурности и раздробленности угодий, допускают отклонения от средней площади поля в полевых севооборотах до 10... 12 %, а иногда и больше во избежание прирезок и отрезок в виде небольших участков, неудобных для ведения полевых работ.

В почвозащитных севооборотах, когда отдельные поля набирают из агротехнически однородных рабочих участков, чтобы не дробить последние, допускают максимальные отклонения до 20%.