Мелиорация эродированных земель в степных ландшафтах Приволжской возвышенности

Актуальность темы

исследования. Проблема защиты почв от эрозии является важнейшей в аграрном секторе экономики РФ. По данным ВНИИ агролесомелиорации [ВНИАЛМИ, 2008], 65% пашни, 28% сенокосов и 50% пастбищ в России подвержены эрозии. Только в Саратовской области протяженность оврагов около 40 тыс. км с ежегодным приростом 2%. Проблема усугубилась в связи с резким сокращением в нашей стране противоэрозионных работ. В целях борьбы с эрозией и заилением Волгоградского водохранилища в 50−80-е гг. XX в. созданы сотни километров земляных валов и лесных полос, которые требуют ремонта и восстановления.

Комплекс противоэрозионных мелиораций включает в себя организацию территорий на контурной основе, arpo-, лесои гидромелиоративные мероприятиястроительство водозадерживающих валов с лесными полосами — противоэрозионных рубежей, создаваемых дифференцированно от водораздела до гидрографической сети включительно.

Степень разработанности темы. Существующая технология создания земляных противоэрозионных гидротехнических сооружений — водозадерживающих валов — не предусматривала строительство сдвоенных валов при превышении их высоты более 2 м, что приводило к разрушению валов. Основы теории и практики гидротехнических противоэрозионных мелиораций изложены в трудах В. В. Докучаева [Докучаев В. В., 1878], Г. Н. Высоцкого [Высоцкий Г. Н., 1938], В. М. Борт-кевича [Борткевич В. М., 1915], А. Н. Костякова [Костяков А. Н., 1960], И. А. Куз-ника [Кузник И. А., 1962, 1970]. Ц. Е. Мирцхулавы [Мирцхулава Ц. Е., 1970], Р. Е. Хортона [Хортон Р. Е. 1948], W. Н. Wishmeier, P. P. Smith [Wishmeier W. Н., Smith P. P., 1958] и др. с обоснованием изыскания, проектирования и строительства объектов защиты земель от эрозии.

Цель исследования — восстановление и мелиорация земель, разрушенных линейной и поверхностной эрозией, в степных агроландшафтах Приволжской возвышенности.

Задачи исследования:

— установление регрессионно-корреляционных зависимостей эрозии от параметров рельефа с обоснованием регрессионных уравнений расстояний между во-дозадерживающими валами с лесными полосами и щелями;

— прогноз повторных размывов почвогрунтов засыпанных оврагов, совершенствование технологических приемов по засыпке и выявление воздействия щеле-вания и лесных полос на эрозию;

— совершенствование технологических приемов по устранению разрушений валов с изучением водозадерживающей способности валов;

— изучение водопотребления трав пастбищных угодий под влиянием гидротехнических и лесных мелиораций;

— экономическая оценка мелиорации эродированных пастбищных угодий.

Научная новизна исследования:

— уточнены геоморфологические факторы роста оврагов с установлением регрессионно-корреляционных связей между длиной пояса отсутствия линейной эрозии (неразмываемых участков) и уклонами. Зависимости использовались при обосновании расстояний между противоэрозионными рубежами (валами, лесополосами). В межрубежных пространствах обосновано межщелевое расстояние с заполнением щелей сечкой соломы с целью борьбы с эрозией, заилением и льдистостью;

— обоснована протяженность неразмываемых участков при повторных размывах почвогрунта засыпанных оврагов с применением в регрессионных зависимостях экспериментальных данных интенсивности снеготаяния и инфильтрации мерзлой почвы;

— обосновано ограничение строительства водозадерживающих валов по рабочей высоте, при превышении которой более 2 м предусмотрено создание сдвоенных валов;

— водопотребление трав пастбищ вблизи валов и лесополос учитывало динамику формирования снежных шлейфов и наполнения водой прудов валов.

Теоретическая и практическая значимость. Теоретические разработки и экспериментальные исследования выявили регрессионные математические модели протяженности неразмываемых участков после засыпки оврагов, расстояний между водозадерживающими валами, совмещенными с лесополосами, и щелями с рекомендациями проектным и производственным организациям.

На основании проведенных исследований производству предложены технологические приемы по вовлечению эродированных земель в сельскохозяйственный оборот. Акт внедренных мероприятий согласно Госконтракту № 360 100 011 811 000 000−165 859−01 от 06.07.2011 г. приведен в диссертации. Материалы диссертации представлены в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ» тремя методическими указаниями.

Методология и методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием положений и методов классической гидротехнической мелиорации, стандартных и частных методик проведения экспериментов и методов их планирования. Полученные экспериментальные данные обработаны методами вариационной статистики на ЭВМ.

Положения, выносимые на защиту:

— зависимости эрозии от параметров рельефа с обоснованием регрессионных уравнений расстояний между валами с лесополосами и щелями;

— совершенствование технологических приемов восстановления эродированных пастбищ: засыпка оврагов и результаты прогноза повторных размывов поч-вогрунтов засыпанных оврагов;

— совершенствование технологических приемов по устранению разрушений водозадерживающих валов;

— зависимость водопотребления трав пастбищ от гидротехнических и лесных мелиораций.

Степень достоверности и апробации результатов подтверждается достаточным объемом экспериментального материала, обобщением исследований ученыхпредшественников, математической обработкой данных с использованием компьютерных программ.

Материалы диссертации докладывались на научно-практических конференциях различных уровней: ППС и аспирантов Саратовского ГАУ им. Н. И. Вавилова (2011, 2012) — «Вавиловские чтения-2010″ (Саратов, 2010) — „Молодые ученыеАПК России“ (Саратов, 2009) — „Инновации — молодой взгляд в будущее“ (Саратов, 2011)» «Научные исследования — основа модернизации сельскохозяйственного производства» (Тюмень, 2011) — «Актуальные проблемы развития АПК в научных исследованиях молодых ученых» (М., 2011) — «Инновационные процессы в АПК» (М., 2011).

По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ объемом 5,3 печ. л., в том числе 4 научные работы объемом 3,2 печ. л. в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.