Освоение и окультуривание нарушенных земель

Оценка естественного зарастания нарушенных земель, видов и объ-емов культуртехнических работ проводится на основании почвенно-мелиоративных, геоботанических и культуртехнических обследований объектов освоения, материалы которых затем используют для хозяй-ственной оценки земель и выбора оптимальных технологий для проведения культуртехнических работ.

Залесенность земель характеризуется плотностью древостоя по количеству стволов на 1 га, породному составу и среднему диаметру стволов на уровне около 1,5 м от поверхности.

Закустаренность земель оценивают по высоте, диаметру (у корне-вой шейки) и плотности покрытия проекциями крон, а также по количеству стволов на 1 га.

По технологическим свойствам древесно-кустарниковые породы подразделяют на одноствольные, у которых корневая система стерж-невая или слаборазветвленная (береза, осина, дуб, кедр, ель и др.), и гнездовые, имеющие разветвленные корни и нередко корневые кочки-колбы (ива, орешник, черемуха, крушина, шиповник, ольха серая и др.).

Пни характеризуют по размерам, давности рубки и породному составу.

Размеры пней определяют по диаметру: мелкие – 12–23, крупные – 23–40, очень крупные – более 40 см.

По давности рубки леса (возрасту) пни различают: свежей рубки – 1–2 года, средней давности рубки – 3–4 года, давней рубки – 5–8 лет.

По характеру корневой системы в зависимости от породы дерева и почвенных условий пни подразделяют на следующие группы:

– с глубоким стержневым корнем и глубокими боковыми корнями (дуб, сосна);

– с глубоким стержневым корнем и неглубокими боковыми корнями (береза и др.);

– с боковыми горизонтально разветвленными корнями – стелю-щейся корневой системой (ель, серая ольха, сосна на болотах и др.).

Засоренность почвы погребенной древесиной встречается на торфя-никах. Ее оценивают методом зондирования торфа на глубину до 50 см.

Каменистость почвы определяют по наличию камней (покрытие почвы) и их объемам.

По размерам (среднему диаметру) камни подразделяют на глыбы – более 1 м; крупные – 0,6–1; средние – 0,3–0,6; небольшие – 0,1–0,3; мелкие – 0,05–0,1 м; гальку и щебень – 0,01–0,05 м.

Размер (объем) камня (V, м³) определяют по его среднему диаметру d, м по формуле V = 0,7 d ³, где коэффициент 0,7 учитывает форму камня. Средний диаметр d определяют путем измерения длины, ширины и высоты камня (сумму трех величин делят на три).

Кочки по происхождению подразделяют на земляные (землистые) и растительные. К земляным относят скотобойные, муравейниковые, кротовинные, а также кочки-глыбы, образовавшиеся при вспашке; к растительным – осоковые, пушицевые, щучковые и моховые.

Закочкаренность площади определяют по количеству кочек, прихо-дящихся на 1 га: редкие кочки – менее 5 тыс. шт., средние – 5–15, густые – более 15 тыс. шт.

По высоте различают низкие (карликовые) кочки – менее 25 см, средние – 25–40, крупные – 40–55 и огромные (очень крупные) – 55– 70 см и более.

Другие неровности рельефа (ямы, старые канавы, западины, моча-жины, бугры и пр.) оценивают также по размерам и количеству на 1 га.

Дернина – это поверхностный слой почвы с многолетней травянис-той растительностью, отличающийся значительной связанностью частиц почвы корнями растений и наличием органического вещества. Дернина различается по виду растительности (бобово-злаковая, осоковая, торфяно-моховая и др.), происхождению (сеяная, дикорас-тущая), плотности и связи с почвой (рыхлая и связная). По толщине (мощности) ее разделяют на слабую – до 6 см, среднюю – 7–12 и мощную – 13–20 см и более.

Результаты обследований заносят в почвенно-мелиоративную характеристику земельного участка, на основании этих результатов для наглядности с площадью условных обозначений составляется почвенно-мелиоративная карта рекультивируемых земель.

Технология и механизация культуртехнических работ. При удале-нии кустарника и мелколесья кусторезом перед началом работы участок осматривается и разбивается на загоны по одной схем работы кустореза: спирально-челночной, загонной и всвал. Пни старой рубки диаметром 15 см и более удаляются отдельно. Полосы разворота кусторезом следует очищать от древесной растительности. На зарослях с редким кустарником применение кусторезов неце-лесообразно. Срезка лучше выполняется в условиях промерзания почв: минеральных – на 10–15 см, торфяно-болотных – на 20 см. Тонкоствольный гибкий кустарник (ивняк) лучше срезать при наличии снежного покрова (30–50 см), обеспечивая этим сопротивление изгибу стволов.

Очистка обрабатываемой площади от пней и корней, оставшихся после удаления наземной части древесной растительности, производится навесными корчевальными боронами в два перекрестных следа с разрывом 3–5 дней челночным или спирально-челночным способом. Сгребание выкорчеванных пней осуществляется корчевателями-собирателями с перетряхиванием через 7–15 дней. Во всех случаях эти операции нельзя проводить в дождливую погоду, когда на корнях остается мокрая земля.

Фрезерование кустарника и погребенной древесины выполняется на торфяно-болотных почвах машинами типа МТП-42, которые фрезеруют верхний слой торфяной залежи вместе с кустарником, мелкими пнями, погребенной древесиной, кочками и моховым очесом. Работа этих машин заменяет срезку, корчевку, уборку кустарника и погребенной древесины, первичную обработку почвы, а также выравнивание поверхности.

Данный метод обеспечивает ввод неликвидной древесины в баланс органического вещества. Перед началом работ с участка необходимо удалить деревья диаметром 12 см и более, пни диаметром более 20 см. При покрытии участка густым кустарником и наличии погребенной древесины предварительно рекомендуется произвести его срезку и сгребание в валы, а затем глубокое фрезерование площади. Для качественного выполнения работ необходимо, чтобы зазор между кромкой отбойной плиты и ножами фрезы составлял не более 5 мм, а ножи были острыми. По мере затупления рабочей кромки ножей их следует поворачивать на 120^о. Фрезерование торфяников, заросших кустарником, лучше выполнять в зимнее время при промерзании торфа на глубину до 15 см. При покрытии площадей средним и редким кустарником и отсутствии в верхнем слое залежи погребенной древесины (менее 1 %) целесообразно проводить мелкое фрезерование на глубину 15–20 см в сочетании со вспашкой на глубину 30–35 см в летний период с последующим дискованием и прикатыванием. Обязательной операцией является прикатывание торфяников тяжелыми катками.

Очистка торфяной залежи от погребенной древесины. Помимо фрезерования удаление погребенной древесины из верхнего слоя торфяной залежи производится корчевкой. При пнистости до 0,5 % – корчевальной бороной; от 0,5 до 1,5 % – роторным корчевателем МТП-81 в два следа; от 1,5 до 3 % – в три следа; от 3 до 5 % – в четыре следа.

Древесина, извлеченная на поверхность корчевальной бороной, сгребается в валы (до 50 м) для последующей вывозки к месту складирования, а извлеченная машиной МТП-81 поступает сразу в специальный бункер-накопитель с последующей разгрузкой на прицепы-самосвалы (МТП-24) или в кучи для последующей вывозки к месту складирования.

Уничтожение кочек и мохового очеса. Кочки по происхожденю и свойствам бывают растительные, земляные, приствольные, пневые, привалуненные, а по высоте – карликовые (до 15 см), низкие (15–5 см), средние (25–30 см) и высокие (более 30 см). Карликовые не препятствуют пахоте и специально не уничтожаются. Растительные кочки высотой 15–25 см уничтожаются машиной ФБН-2 в один след с последующим прикатыванием, а земляные кочки – дискованием в два следа в перекрестном направлении также с последующим прика-тыванием.

С учетом того что глубина обработки фрезмашиной ФБН составляет 2–25 см, высокие кочки (30 см и более) предварительно необходимо прикатать водоналивными катками в два-три следа, а фрезерование выполнять в два следа. Ликвидировать кочки можно и путем срезки с последующей вывозкой их за пределы участка. Приствольные, пневые и привалунные кочки удаляются корчева-телями в процессе корчевки пней и камней.

Очистка рекультивируемых земель от камней. До начала работ осматривается участок и разбивается на загоны с отметкой вешками малозаметных и полускрытых валунов, а также намечаются оптимальные маршруты вывозки камней к местам складирования, указанным в плане.

Перед началом камнеуборочных работ производится извлечение скрытых в почве на глубине 0,5 м средних и крупных камней плоскорезом МП-9 (К-62). При работе плоскореза происходит интен-сивное безотвальное рыхление почвы, способствующее сохранению ее естественного плодородия. Схема движения плоскореза челночная с разворотом в конце гона. При каменистости более 50 м³/га вычесывание производится в два следа во взаимно перпендикулярных направлениях. Уборка извлеченных камней, находящихся на поверхности, может производиться двумя способами: сгребание корчевателями-собирателями средних и крупных (диаметром 30 см и более) камней в кучи с последующей погрузкой на лыжи и пены; уборка машиной УКП-0,6 при отсутствии камней диаметром более 65 см, или ПСК-1,0 (МТК-2,5), убирающей камни диаметром 0,3–1,0 м. Обе машины работают по спиральной схеме. Дальность вывозки машин ПСК-1 и УКП-0,6 составляет 1,0 км на вновь осваиваемых землях и до 3,5 км – на старопахотных. Производительность УКП-0,6 – 4,5 м³/ч, ПСК-1 – 10 м³/ч.

После уборки крупных и средних камней бульдозером засыпаются ямы и выполняется планировка площадей, если она предусмотрена проектом. Перед очисткой почвы от мелких камней участок в обрабатываемом слое должен быть освобожден от камней диаметром более 30 см, вспахан и продискован. От мелких камней (диаметром от 5 до 30 см) на глубину до 25 см при влажности почвы до 20 % он очищается машиной МКП-1,5А. Ее производительность – 0,11 га/ч  (с трактором класса 6 т). Возможна уборка машиной УКП-0,6. Отличие последней от МКП-1,5А состоит в том, что она убирает камни диаметром 12–65 см с прочесыванием почвы на глубину 10 см. Камни диаметром 6–40 см убираются с поверхности и пахотного горизонта машинами КУМ-1,2.

Первичная вспашка. При выполнении этой операции требуется полная заделка дернины, древесных остатков, кочек и крупных болотных трав на заданную глубину. На поверхности пашни и в местах стыка пластов не должно оставаться травянистой или древесной растительности, способной к отрастанию. Дернина под свальными гребнями пропахивается. Глубина вспашки на осваиваемом участке равна заданной глубине (отклонение + 6 см) на мощность гумусового горизонта. При пропашке на поверхность подзолистого горизонта обязательно необходимо вносить органические удобрения.

 

Оборот пласта характеризуется наклоном его к горизонту. Полный оборот соответствует 180^о. Пласты с наклоном к горизонту менее 145^о считаются недоваленными, что недопустимо. Хороший (требуемый) оборот пласта, особенно на задернелых площадях, может быть обеспечен лишь при условии, если на плуг установить удлинитель отвала. Если пласт недовален, при дисковании вся дернина окажется на поверхности и ничем ее невозможно будет заделать. Вспашка должна быть прямолинейной, без огрехов и недорезов отваливаемых пластов. Требуемое качество вспашки невозможно обеспечить, если плуг не оборудован соответствующими ножами. Дисковый нож устанавливается при работе на торфяниках с дерновым и моховым покровом при наличии крупных древесных остатков. Черенковый нож применяется на минеральных почвах. По техническим требованиям нож плуга должен не разрывать, а хорошо разрезать дернину, кочки, моховой очес и все корни диаметром до 10–12 см. Для обеспечения высокого качества вспашки обязательным приемом является предварительная разделка дернины болотной фрезой ФБН-2 в один след, а на каменистых площадях – дискование в два следа боронами БДТ-3, БДТ-7. После вспашки земель, расчищенных от древесно-кустарниковой растительности, предусматривается подбор древесных остатков. При этом количество остатков древесины длиной от 20 до 30 см и диаметром от 4 до 7 см на участке 5×5 м не должно превышать 8 шт. Наиболее благоприятна влажность почвы при обработке не более 60–65 % полной влагоемкости.

Основные способы первичной обработки вновь осваиваемых земель – вспашка плугом с оборотом пласта и безотвальное рыхление. На минеральных почвах с мощностью гумусового горизонта менее 18 см следует производить безотвальную обработку по схеме: фрезерование (дискование в два следа); планировка в один след, дискование в один след, уборка мелких камней, планировка в один след, прикатывание. Глубина безотвального рыхления устанавливается с учетом мощности гумусового горизонта и проводится глубже его: для супесчаных почв – на 6–7 см, суглинистых – на 5–6 и глинистых – на 4–5 см.

Разделка пласта. Для создания на вспаханной поверхности рыхлого слоя достаточной мощности и выравнивания поверхности поля необходима разделка пласта дисковыми боронами. Глубина разделки пласта должна составлять 1/2–1/3 его мощности и превышать 16–18 см. Разделывать пласт необходимо при оптимальной влажности слоя вслед за вспашкой на минеральных землях и через несколько дней (3–5) после вспашки на торфяниках. Увеличение разрыва между вспашкой и дискованием ведет к уменьшению степени крошения почвы. Во избежание огрехов разделка пласта выполняется с перекрытием смежных проходов на 10 % конструктивной ширины захвата дисковых борон. На дисковых батареях должны быть установлены почвоочистители, а лезвия дисков заточены. Для разделки пластов рациональым является диагонально-перекрестный способ движения, когда достигаются лучшее крошение пласта и выравнивание поверхности. На участках, где заделка дернины мелкая, дисковать в один-два следа необходимо вдоль пласта, чтобы исключить вынос дернины на поверхность, затем следует сделать один-два прохода под углом до 30^ок основному направлению пласта. Лучшее качество обеспечивают навесные дисковые бороны. Если вспашка глубокая, разделку пласта следует проводить под углом более 40^ок направлению вспашки, а иногда и поперек пласта диагональным и диагонально-перекрестным способами, что обеспечивает лучшее крошение пласта и выравнивание поверхности. Повышение качества разделки пласта обеспечивает не только направление дискования к пахоте, но и правильная установка угла атаки дисковых батарей (на минеральных землях – 13–14^о, на торфяных – 8–11^о).

После дискования поверхность почвы должна быть ровной, а верхний слой ее хорошо раскрошен. На обработанном участке не допускаются огрехи и пропуски, разъемные борозды должны быть заделаны, а поворотные полосы обработаны. При этом количество кусков дерна и грунта размером до 15 см на участке 5×5 м не должно превышать 5 шт.

Планировка поверхности мелиорируемых земель производится после осушения и вспашки в сочетании с дискованием почв. Планировочные работы включают: засыпку понижений глубиной до 25 см и шириной 20–30 м; ликвидацию микропонижений, возникаю-щих при обработке почвы; качественное выравнивание поверхности. При этом неровности после работы длиннобазовых планировщиков должны быть в пределах ±7 см от горизонтали. Влажность почвы для производства работ в процентах от абсолютно сухой рекомендуется в следующих пределах: 20–28 (для глинистых), 13–25 (суглинистых), 12–17 (супесчаных), 10–15 (песчаных), 50–70 (торфяных).

Для послойного срезания грунта с планировкой площади и его перемещением используются скреперы. Например, прицепной скрепер ДЗ-13А с гидравлическим приводом и принудительной разгрузкой ковша рекомендуется использовать для планирования грунтов и их транспортирования на расстояние до 5,4 км.

Максимальная срезка-насыпка грунта не должна превышать 4 см за один проход. Количество следов прохода планировщика зависит от механического состава почв, мощности гумусового горизонта, степени развития микрорельефа и составляет два следа для слабого микро-рельефа (более 20 понижений на 100 га площади). Наиболее эффек-тивно применяются в организациях длиннобазовые планировщики ПЛМ-4,6, которыми можно производить послойное срезание грунта тонкими стружками с дополнительным его рыхлением, заделку дернины, срезку корней растительности, транспортировку грунта с отсыпкой в понижения.

При проведении мелиоративных работ за счет нарушения верхнего плодородного слоя технологией их ведения естественное плодородие почв снижается. Для восстановления нарушенного плодородия необходимо предусматривать внесение органических удобрений.

При выполнении на одном и том же участке нескольких видов работ общая доза органических удобрений рассчитывается по формуле

 

                     Д = Д₁ + (Д₂ + _…+ Д _n) / (n – 1),                       (4.1)

 

где Д₁ – доза удобрений, связанная с работой, приводящей к наи-большей потере плодородия почвы, т/га;

 Д₂ и Д _n – дозы для других видов работ, т/га;

 n – количество видов работ.

Окультуривание рекультивируемых земель в первые годы их освоения предусматривает повышение уровня плодородия почв не ниже среднего. При этом мощность пахотного горизонта должна составлять не менее 18 см.

При дальнейшем сельскохозяйственном использовании рекуль-тивируемых минеральных земель показатели плодородия повышаются до уровня, обеспечивающего получение высоких и стабильных урожаев:

– мощность пахотного горизонта – 25–30 см;

– гумус – 2,5–3,0 %;

– рН для супесчаных почв – 5,5–6,2, суглинистых – 6,0–6,8;

– азот – 80–100, подвижные фосфор и калий – 25–30 мг/100 г почвы.

В процессе окультуривания различают три этапа повышения плодородия почвы:

– год сдачи объектов в эксплуатацию;

– период до получения проектной урожайности;

– период постоянной эксплуатации рекультивированных земель.

На первых двух этапах особенно важным является применение интенсивного комплекса мероприятий.

В последующем увеличение урожайности может быть достигнуто только повышением плодородия почв путем проведения научно обоснованной системы приемов по их окультуриванию.

Основными мероприятиями в комплексе работ по окультуриванию почв после рекультивации являются: известкование кислых почв, внесение органических и минеральных удобрений, использование сидератов и обработка почвы.

Известкованию подлежат минеральные почвы с рН в КС1 ниже 5,0–5,5. Нормы внесения известковых материалов зависят от рН, гранулометрического состава пахотного горизонта и содержания в почве гумуса. Для известкования используется преимущественно доломитовая мука.

Органические удобрения вносятся в таком количестве, чтобы восстановить почвенное плодородие и создать основу для получения запланированных урожаев сельскохозяйственных культур в этот период. В первые годы после сдачи мелиоративного объекта в эксплуатацию предусматривается ежегодное их внесение в зависимости от естественного плодородия почвы.

В качестве органических удобрений, кроме подстилочного навоза, эффективным является внесение компостов, состоящих из бесподстилочного навоза, соломы, торфа, зеленой массы сидератов, льнокостры и других отходов сельскохозяйственного производства.

Для учета внесенных видов органических удобрений используют коэффициенты перевода в условный навоз:

– подстилочный навоз, торфонавозный компост – 1,0;

– полужидкий бесподстилочный навоз – 0,5;

– жидкий навоз – 0,2;

– навозные стоки – 0,06;

– куриный помет – 1,7;

– солома зернобобовых культур и кукурузы – 3.

Одним из путей оптимизации свойств рекультивированных минеральных почв, повышения их плодородия является обогащение их органическим веществом за счет зеленой массы сидеральных культур, в качестве которых в почву запахивается зеленая масса однолетнего и многолетнего люпина, крестоцветных культур, а также их пожнивных и корневых остатков.

В системе удобрений при первичном окультуривании минеральных почв после рекультивации важную роль играют также минеральные удобрения, так как большинство осваиваемых земель содержит незна-чительное количество элементов питания.

Дозы минеральных удобрений необходимо ежегодно увеличивать примерно на 30 % относительно выноса фосфора и калия урожаем. При достижении же среднего уровня обеспеченности подвижными формами Р₂О₅ и К₂О можно ограничиться компенсацией выноса фосфора и калия планируемым урожаем.

На полях с мощностью гумусового слоя менее 15 см преду-сматривается углубление пахотного горизонта с внесением орга-нических удобрений, допускается замена вспашки с оборотом пласта рыхлением, выполненным плугами без отвалов или дисковыми боронами глубже пахотного горизонта на 3–5 см. Для ликвидации пестроты плодородия после рекультивации используется разноглубинная обработка почвы.