Способ противоэрозионного дренажа склоновых земель

Классификация по МПК: A01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2440457
Дата публикации: 
Пятница, Январь 20, 2012
Начало действия патента: 
Четверг, Июль 15, 2010

Изобретение относится к области сельского хозяйства и мелиорации. Способ включает обработку почвы поперек склона с образованием свалов и разъемных борозд и последующим выращиванием сельскохозяйственных культур в системе севооборота, посредством которых осуществляют задержание стока поверхностных вод. Сток избыточных поверхностных вод дополнительно отводят закрытыми собирателями, установленными в одной вертикальной плоскости с ложбинами и впадающими в закрытый коллектор, размещенный вдоль склона. При этом расстояние Е между водоразделом и первым закрытым собирателем и последующими собирателями, при котором среднегодовой смыв почвы, средневзвешенный по севообороту, на верхней бровке траншеи шириной 1,0 м нижнего по склону закрытого собирателя не превышает средневзвешенной по севообороту нормы водной плоскостной эрозии почвы, определяют по формуле: lnE=1/cln(10a+1,0 Hd/3KJb), где a, b, c - коэффициенты, учитывающие севооборот: набор сельскохозяйственных культур, их чередование и систему обработки почвы; гранулометрический состав и генезис почвы, географическое расположение и ориентацию склона; J - уклон поверхности склона; Н и d - соответственно средневзвешенные по севообороту и склону среднемноголетняя скорость почвообразования, мм/год, и плотность скелета почвы - объемная масса, т/м3 ; K - коэффициент, равный отношению содержания гумуса в приводораздельной равновесной почве с нормальным полноразвитым несмытым профилем к содержанию гумуса в почве склона. Способ позволяет воспроизводить плодородие почвы и повысить урожайность сельскохозяйственных культур на склоновых землях. 1 ил.



Изобретение относится к комплексной мелиорации агроландшафта и может быть применено при противоэрозионном обустройстве склоновых земель и их сельскохозяйственном использовании.

Известен способ снижения водной плоскостной эрозии почв склоновых земель сельскохозяйственного назначения, включающий обработку почвы поперек склона с образованием свалов и разъемных борозд и последующим выращиванием сельскохозяйственных культур в системе севооборота, посредством которых осуществляется задержание стока поверхностных вод (Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации / А.А.Богушевский, А.И.Голованов, В.А.Кутергин и др.; Под ред. Е.С.Маркова. - М.: Колос, 1981. - С.369; прототип).

Исследования и опыт использования склоновых земель показывают, что, как правило, емкость рельефа, создаваемого путем поперечной обработки таких земель, и выращиваемые растения оказываются недостаточными для задержания в полном объеме стока талых и дождевых вод. Ускоренная водная плоскостная эрозия почв продолжает иметь место. При этом степень ее развития зависит от длины и уклона склона.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в повышении эффективности противоэрозионных мер на склоновых землях.

Технический результат, полученный от решения поставленной задачи, заключается в обеспечении условий, при которых водная плоскостная эрозия почвы - ее среднегодовой смыв не превысит нормы, соответствующей среднегодовому темпу почвообразования, средневзвешенному по севообороту и, как следствие, в обеспечении расширенного воспроизводства плодородия почвы и повышении урожайности сельскохозяйственных культур на склоне.

Поставленная в изобретении задача решена тем, что в способе противоэрозионного дренажа склоновых земель, включающем обработку почвы поперек склона с образованием свальных и разъемных борозд и последующим выращиванием сельскохозяйственных культур в системе севооборота, посредством которых осуществляют задержание стока поверхностных вод, дополнительно сток избыточных поверхностных вод отводят закрытыми собирателями, установленными в одной вертикальной плоскости с ложбинами и впадающими в закрытый коллектор, размещенный вдоль склона, при этом расстояние Е между водоразделом и первым закрытым собирателем и между последующими закрытыми собирателями, при котором среднегодовой смыв почвы, средневзвешенный по севообороту, на верхней бровке траншеи шириной 1,0 м нижнего по склону закрытого собирателя не превышает средневзвешенной по севообороту нормы водной плоскостной эрозии почвы, определяют по формуле:

lnE=1/cln(10a+1,0Hd/3KJ b),

где a, b, с - коэффициенты, учитывающие севооборот (набор сельскохозяйственных культур, их чередование и систему обработки почвы), гранулометрический состав и генезис почвы, географическое расположение и ориентацию склона;

J - уклон поверхности склона;

Н и d - соответственно средневзвешенные по севообороту и склону, для которого определяется Е, среднемноголетняя скорость (темп) почвообразования, мм/год, и плотность скелета почвы (объемная масса), т/м3;

K - коэффициент, равный отношению содержания гумуса в приводораздельной равновесной почве с нормальным полноразвитым не смытым профилем к содержанию гумуса в почве склона, для которого определяется Е.

Избыточная поверхностная вода на склоне, которая не задерживается рельефом, создаваемым путем поперечной обработки склоновых земель, и выращиваемыми сельскохозяйственными культурами и может вызвать ускоренную водную эрозию почвы, перехватывается ложбинами и отводится закрытыми собирателями, устраиваемыми в таком месте поперек склона, в котором среднегодовой смыв почвы приближается к норме водной плоскостной эрозии почвы. Это устраняет возможность появления ускоренной водной плоскостной эрозии почвы, обеспечивает расширенное воспроизводство ее плодородия и повышение урожайности выращиваемых сельскохозяйственных культур.

Приведенная выше формула получена эмпирическим способом на основе данных полевых опытов.

Изобретение иллюстрируется чертежом, поясняющим предложенный способ.

На чертеже приведен поперечный разрез по склону в вертикальной плоскости: 1 - водораздел, 2 - закрытые собиратели, 3 - ложбины, 4 - разъемные борозды, 5 - свалы, 6 - растения.

Заявленный способ включает следующие операции:

- определение расстояния Е между водоразделом и первым закрытым собирателем и последующими закрытыми собирателями по приведенной выше формуле;

- устройство закрытого коллектора, закрытых собирателей и постоянных ложбин над ними;

- разметку возобновляемых при перепашке почвы свалов и разъемных борозд на площади между водоразделом и первым закрытым собирателем и последующими закрытыми собирателями;

- загонную вспашку указанных выше площадей;

- посев (посадку), выращивание растений и уход за ними с сохранением разъемных борозд.

Заявленный способ прошел производственную проверку при противоэрозионном обустройстве склоновых земель на объекте «Марьино» в Тверской области. Почва на объекте дерново-подзолистая, суглинистая на морене, уклон склона северной ориентации - 5%, почва используется в севообороте, насыщенном пропашными культурами.

Расстояние Е между местным водоразделом и закрытым собирателем определено по приведенной выше эмпирической формуле. Оно составило 30 м. Построены закрытый коллектор и закрытый собиратель. Над закрытым собирателем устроена ложбина, перехватывающая сток избыточных поверхностных вод. Зяблевая и весенняя вспашка площади между водоразделом и закрытым собирателем проводилась в три загона. При уходе за выращиваемыми растениями разъемные борозды сохранялись.

Наблюдения показали, что избыточные поверхностные воды не переливаются через ложбину, поглощаются и отводятся закрытым собирателем. Среднегодовой смыв почвы по верхней бровке траншеи шириной 1,0 м закрытого собирателя не превысил нормы водной плоскостной эрозии почвы, средневзвешенной для севооборота, насыщенного пропашными культурами. Это обеспечивало расширенное воспроизводство плодородия почвы и повышение урожайности сельскохозяйственных культур на 14%.

Следует отметить, что при использовании данного объекта мелиорации под сенокосно-пастбищный севооборот Е оказалось равным 170 м.


Формула изобретения


Способ противоэрозионного дренажа склоновых земель, включающий обработку почвы поперек склона с образованием свалов и разъемных борозд и последующим выращиванием сельскохозяйственных культур в системе севооборота, посредством которых осуществляют задержание стока поверхностных вод, отличающийся тем, что дополнительно сток избыточных поверхностных вод отводят закрытыми собирателями, установленными в одной вертикальной плоскости с ложбинами и впадающими в закрытый коллектор, размещенный вдоль склона, при этом расстояние Е между водоразделом и первым закрытым собирателем и между последующими закрытыми собирателями, при котором среднегодовой смыв почвы, средневзвешенный по севообороту, на верхней бровке траншеи шириной 1,0 м нижнего по склону закрытого собирателя не превышает средневзвешенной по севообороту нормы водной плоскостной эрозии почвы, определяют по формуле
lnE=1/cln(10a+1,0Hd/3KJb ),
где а, b, с - коэффициенты, учитывающие севооборот: набор сельскохозяйственных культур, их чередование и систему обработки почвы; гранулометрический состав и генезис почвы, географическое расположение и ориентацию склона;
J - уклон поверхности склона;
Н и d - соответственно средневзвешенные по севообороту и склону среднемноголетняя скорость (темп) почвообразования, мм/год, и плотность скелета почвы (объемная масса), т/м3 ;
K - коэффициент, равный отношению содержания гумуса в приводораздельной равновесной почве с нормальным полноразвитым несмытым профилем к содержанию гумуса в почве склона.