Введение к работе
Актуальность исследования. Развитие человеческого общества стремительно увеличивает масштабы н темпы воздействия человека на природу, вовлекая в интенсивное сельскохозяйственное производство земельные ресурсы во все более возрастающих размерах.
Технический прогресс в сельском хозяйстве раскрывает новые перспективы повышения эффективности всех его отраслей. Вместе с тем возрастающая из года в год интенсивность использования земель и природной среды в целом повышает эрозионную опасность почв и возможность проявления экологических кризисных ситуаций. Возникает необходимость непрерывного совершенствования методов использования природных ресурсов.
Ф. Энгельс указывал, что каждая победа над природой без предвидения и учета последствий вначале приведет к тому, что человек достигает результаты, к которым стремился, «но во вторую и третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, ^которые оченьчасто уничтожают значение первых». (Соч., т. 20, стр. 495).
В СССР рациональное использование природных ресур
сов стало одной из важнейших общегосударственных задач.
При этом предметом первостепенной заботы является про
блема защиты почв от эрозии. Коммунистическая партия и
Советское правительство, проводя стройную систему мер по
рациональному использованию земельных ресурсов страны,
приняло ряд важнейших решений по борьбе с эрозиен. Ос
новные направления сформулированы в постановлении ЦК
КПСС и Совета Министров СССР «О неотложных мерах по
защите почв от ветровой и водной эрозии» (1967 г.), в законе
«Об основах земельного законодательства» (1968 г.), а так
же в постановлениях по вопросам широкой мелиорации
земель, '- -
После принятия ЦК КПСС и Советом Министров СССР постановления «О неотложных мерах по защите почв or вет-роїюіі н подпои эро::нн» значительно возросли масштабы про-типоэрознонных работ. Однако проблема зашиты почв or эрозии продолжает оставаться далеко нерешенной. По данным ВНИИЗПЭ площадь эродированной н потенциально эрознонпоопасной пашни применительно к водной эрозии в стране составляет 1 19,3 млн. гектаров. Кроме того, подвержено ветровой эрозии 81,3 млн. гектаров. Л приемы противо-мрозношюн агротехники, например, применяются лишь на 'Л этих земель.
В «Основных направлениях экономического н социального развития СССР на іi>81 —1985 годы и на период до 1990 го да», принятых XXVI съездом КПСС, вновь указывается из усиление работы но сохранности сельскохозяйственных угодий и борьОы с эрозиен почв. Важной вехой в развитии агропромышленного комплекса Центрально-Черноземного региона является постановление ЦК КПСС н Совета Министров СССР «О дальнейшем развитии сельского хозяйства Центрально-Черноземного района РСФСР». В постановлении в ч игле первоочередных задач указывается на необходимость разработки и внедрения комплексной программы повышения плодородия земли и системы мер по защите ПОЧВ от вод-нон ,[ ветровой эрозии.
В Центрально-Черноземной зоне, на материалах которой выполнено исследование, смытой и потенциально эрознонпоопасной. пашнн насчитывается 68,8%. Основной ущерб приносит водная эрозия. Несмотря на то, что в зоне наблюдается пересеченный рельеф, преобладает «равнинное» земледелие, не обеспечивающее защиту почв ог эрозии.
В связи с неослабевающей опасностью дальнейшего развития эропгониых процессов н прогрессирующей экологической напряженностью, а также в связи с новыми формами организации сельскохозяйственного производства к развивающейся специализацией и концентра пней его, возникает необходимость разработки новых, более действенных методов протптюэрозиоииой организации территории колхозов и
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование закономерностей организации территории в условиях научно-технического прогресса, разработка новых," более совершенных методов ее проведения 11 путей повышения почвозащитной и экономической эффектна-
ііостіі земледелия и уровня хозяйственного использовании земельных ресурсов в районах подпой эрозии ночи. В работе поставлены задачи;
раскрыть теоретическое содержание к закономерности иротнвоэрознонной организации территории с учетом интенсификации земледелия, показать нуги дальнейшего совершенствования методов прогнвоэрознонного проектирования и их экономическую эффективность;
изучить вопросы типологии склонов и класснфакнипн земель по эрозионной опасности как методологической основы для противоэрозионпого проектирования;
выявить влияние протнвоэрознонной мелиорации на структуру сельскохозяйственных угоди»;
исследовать вопросы организации и размещения севооборот» в условиях интенсивного проявления водной эрозии; дать экономическое обоснование размещения сельскохозяйственных культур и зависимости ог рельсфл; показать новые аспекты в организации севооборотов;
разработать научные основы контурной организации территории на сложных склонах, обеспечивающих повышение почвозащитной н экономической эффективности использования земель;
изучить пути совершенствования устройства территории севооборотов, разработать методические приемы почвозащитной н экономической оценки организации территории;
развить научные основы территориальной организации полосного земледелия, разработать практические предложения но проектированию полосных посевов на основе контурно-параллельной организации территории и показать экономическую эффективность;
разработать для внедрения к производств» типичные схемы организации территории склонов, показать их экономическую эффективность н изучить организационно-хозяйственные* вопросы подготовки полей для нротнвоэрозпонноп обработки.
Перечисленные задачи в диссертации исследуются в орга
низационно-хозяйственном и экономическом аспекте. Часті)
выводов получена через исследование вопросов технологиче
ского порядка, связанных с постановкой нолелых эксперимен
тов н проведением соответствующих наблюдений. Такой под
ход обусловлен необходимость» повышения достоверности
экономических выводов по рекомендуемым приемам органи
зации территории, ,
Объект исследования. Исследования выполнены в расчете на черноземную полосу Европейской части СССР с развитой водной эрозией почв. Теоретические разработки, поле-лые наблюдения за эффективностью способов организации территории н экспериментальные исследования выполнялись главным образом па примере районов Ценгрально-Чернозом-uoi'i зоны. Стационарные наблюдения проводились в характерних хозяйствах Воронежской области, экспедиционные — преимущественно в Воронежской, Белгородской, Курской, Липецкой областях. Практические рекомендации по проектированию элементов организации территории разрабатывались на конкретных склонах большого ряда колхозов н совхозов.
Методика исследования. Методологической основой работы являлись марксистский диалектический метод, труды классиков марксизма-ленинизма, решения съездов партии и пленумов Ш\ КПСС постановления партийных и государственных органов СССР по вопросам сельского хозяйства, рациональному исполыованию природных ресурсов и охране земель.
В работе автор опирался на исследования основателя научного комплексного изучения природы и почвоведения Б. В. Докучаева, а также на работы современных ученых Харьковского, Львовского, Целиноградского, Омского СХИ, Государственного института земельных ресурсов, Всесоюзного научно-исследовательского института земледелия и защиты ночи от эрозии, Московского государственного университета, научно-исследовательского института сельского хозяйства ЦЧП им. В. В. Докучаева, Украинского и Молдавского научно-исследовательских институтов почвоведения и агрохимии, Московской сельскохозяйственной академии им. Тимирязева, Московского института инженеров землеустройства н др.
Обобщен опыт землеустроительного проектирования проектного института «ЦЧОгнпрозем», отдельных филиалов «Укрземпроект».
В работе применялись методы исследования: статпетнко-экономическин, моїй» рафпческнй, расчетпо-конструктнвный, математического моделирования, сравнительного анализа н др.
Для диссертации характерно широкое применение экспериментального метода, Многие выводы » рекомендации базируются на этом методе, В течение ряда лет автором проводн-
лпсь производственные опыты по выработке мегоднчсскпч основ новых способов организации территории.
В процессе работы использовались материалы: внутрихозяйственного землеустройства проектных институтов, государственного учета земель, плановых и сельскохозяйственных органов, рекомендации союзных н зональных научно-исследовательских учреждении, главного управления землепользования и землеустройства РСФСР и'проектного института по землеустройству «Росземпроект», а также материалы исследовании, выполнявшихся автором в течение 15 лет. Научная новизна работы характеризуется следующими положениями.
В днесергашш разработано новое направление и методах ирогивоэрозионнон организации территории, обеспечивающее повышение экономической и почвозащитной эффективности земледелия. Новизна паправления работы характеризуется и теч, что она базируется па экоенстемном подходе к использованию земельных ресурсов.
Предложены новые теоретические аспекты органпзаипч территории с учетом научно-технического прогресса в земледелии ц экологической направленности ее. На основе исследовании советских ученых получила дальнейшее развитие типология склонов иод углом зрения землеустроительного проекгнрозання. Предлагается методика классификации земель но потенциальной опасности проявления эрозии, позволяющая более обоснованно планировать затраты труда л средства на борьбу с эрозией. Рассмотрены вопросы математического моделирования влияния прогнвоэрознонной мелиорации на структуру сельскохозяйственных угодий земельного фонда: с помощью полученных моделей можно прогнозировать структуру земельных угодий. Получены уравнения СВЯЗИ и новые' количественные показатели снижения урожайности и зависимости от степени смытостн. Исследовано влияние рельефа па размещение разных культур на склонах; предлагаются экономически обоснованные ареалы размещения раз-пых видов севооборотов на склонах. Раскрыты закономерности ч разработаны теоретические основы контурной организации территории, обеспечивающей повышение экономической и почвозащитной эффективности использования земель. Автором положено начало разработкам методики установления допустимых отклонений направления отрицательных форм линейного нанорельефа от горизонталей. Раскрыто влияние контурной организации территории па нропзводнтель-
пості, машин. Приложены новые методические приемы экономической опенки суммарного учета факторов при выборе «прнлнтои организации территории склонов, Изучено многообразие территориальной организации полосного земледелия на склонах и системе севооборотов, полеіі и рабочих участков, и результате чего сформулированы принципы организации территории применительно к контурно-полосному земледелию. Впервые разработаны типовые схемы организации территории склонов и показана их экономическая эффективность. Предложены порядок перехода от траднцнонного*рав-пннного» земледелия к «склоновому» земледелию в приемы подготовки полей со сложными склонами для прогнвоэрозн-опнон обработки.
Реализация результатов исследования. Материалы диссертации получили реализацию в производстве п следующих формах:
-
разработки вошли и рекомендации «Система ведении сельского хозяйства в Центрально-Черноземной зоне*. 1975 г, и рекомендации «Система земледелия Воронежской области», 1981 г.;
-
разработано методическое пособие «Типовые схемы организации территории склонов». Пособие утверждено техническим советом института «ЦЧОгнпрозем» и используется в практике протлооэрозноппого проектирования. Пособие также принято для пользования институтом «Укрземпроект»;
-
принята к использованию в проектных работах в U43 методика установления категории эрозиопноонасных земель. Методика утверждена техническим советом института «ЦЧО-інпрозсм»;
-
результаты исследований организации территории вошли в проект рекомендаций по созданию водорегулирующих лесных полос па склоновых землях, одобренный ВЛСХНПЛ;
-
но договору с Липецким филиалом института «ЦЧО-гинрозем» с 1981 "г. автор выполняет тему «Разработка методов контурно-полосной организации территории» с одновременным внедрением результатов исследований.
В областных филиалах института «ЦЧОгннрозсм» проводились целевые семинары но внедрению результатов исследований. Методические разработки используются в учебном процессе Воронежского сельскохозяйственного института.
Материалы днсссріаинн получили следующую апробацию. Доложены и обсуждены на: Всесоюзном семинаре по методике проектирования нротпвоуроінопньїх мероприятии (Моек-
ва, ПІЗР, I960), конференции по рациональному использованию земельных ресурсов ЦЧЗ (Воронеж, ВГУ, 1974), второй всесоюзной межвузовской конференции по проблеме защиты почв ог эрозии (Москва, ЛіГУ, 197С), Всесоюзном совещании БЛСХІШЛ по совершенствованию мер борьбы с водной эао-зией (Курск, 1977), совещании специализированной группы но обмену опытом по разработке научно обоснованных мероприятий комплексного использования н охрани земельные ресурсов страны (Москва, ГИЗР, 1978), заседании технического Совета Центрально-Черноземного государственного проектного института по землеустройству (Воронеж, 1978), Всесоюзном семинаре по внедрению комплексов прогивоэрози-онных мероприятий, организованного министерством сельского хозяйства СССР (Москва, 1978), совещании научных учреждений ЦЧЗ по итогам исследований по повышению плодородия почв (НИИ сельского хозяйства ЦЧП им. В. В, Докучаева, 1978), ежегодных отчетных конференциях Воронежского СХИ им. К. Д. Глннкн (19G8—-1978), заседании Координационного Совета ВНИИЗПЭ но разработке комплексов по защите почв от эрозии (Одесса, 1978), межреспубликанской научно-производственной конференции по вопросам совершенствования землеустройства в условиях специализации и концентрации сельскохозяйственного производства (Ленинград, 1978).
Материалы проведенных исследований опубликованы и 3G печатных работах (26 п. л.), в том числе в монографии «Почвозащитная организация территории склонов».
Объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, выводов и-предложений, списка Использованной литературы, В работе 300 страшні текста, (39 таблиц, 70 формул и 80 рисунков. Библиографический список включает 277 наименований.
1, В диссертации организация территории рассматривается как важное средство управления взаимодействием между обществом н природой, обусловливаемым интенсивно развивающимся техническим пр'огрессом, возрастающим уровнем производства и потребления, новыми нагрузками на окружающую среду. Она рассматривается как один пз ведущих рычагов в осуществлении программы «Мониторинг», Таким образом, ее сущность в условиях проявления эрозии почв
, г
определяется не только социально-экономическими, но и экологическими закономерностями.
Пришиты оргаптацнн территории в условиях пронвле-ини волной эрозии нуждаются в дальнейшей углубленной проработке. В социально-экономическом аспекте в" принципах должно найти более полное отраженно постановление ЦК КПСС «О дальнейшем развитии специализации н концентрации сельскохозяйственного производства на базе межхозяйст-венпой кооперации и агропромышленной интеграции». Эрозионный потенциал является результатом формирующегося стока на всем водосборе, часто охватывающим смежные хозяйства. Поэтому в целях повышения эффективности иротнвоэрозн-онной медпоранил и рационального использования средств значительная часть нротнвоэрознонных мероприятий должна выполняться в порядке межхозяйственной кооперации. Меж-хоэяйственная н внутрихозяйственная специализация, отраслевая структура управления значительно расширяют возможности научно обоснованного соподчинения факторов производства н природной среды, позволяют полнее учесть требования почвозащитного земледелия.
Б диссертации выдвигается положение балансово-эко-снегемного подхода к организации территории. Эрозию почв мы рассматриваем как часть экологической проблемы. В условиях научно-технической революции и огромного воздействии человека на природу, как никогда ранее, успех в разработке более эффективных методов рационального использования земель зависит от того, насколько глубоко учитываются все взаимосвязи между отдельными природными и экономическим» факторами, влияющими на качественное состояние земель. Экономические задачи п использовании земель должны решаться обязательно с учетом ландшафтной экологии — научной отрасли о природном балансе, изучающей функциональные связи между компонентами территории. Это вытекает из специфики сельскохозяйственного производства, основанного на интенсивном использовании земельных, растительных и водных ресурсов. Под оптимальным сельскохозяйственным ландшафтом мы понимаем такой ландшафтным комплекс, соотношение природных и антропогенных компонентов в котором создает природное равновесие п обеспечивает условия для повышения их продуктивности п непрерывного роста производительности труда в сельском хозяйстве. Настало время, когда проектные организации, органи-
зуи территорию, должны полно учитывать требования ландшафтно» ^колотни, так как недостаточно правильно установленные проиоршш между отдельными компонентами приводят к отрицательным последствиям. С позиции ландшафтной экологии можно указать следующие пути совершенствования методов протнвоэрозноннон организации территории.
Согласно ученню В. Ї1. Сукачева и биогеоценозах ведущая роль принадлежит фнтоиепозам, играющим огромную роль в формировании почвенного плодородия и предотвращении «родных процессов на земле. Они создают условия для выполнения важнейших законов земледелия — закона минимума, оптимума, максимума. Отсюда вытекает практическая задача организации территории — установление оптимального соотношения между полем, лугом, лесом it увязке с другими компонентами. В зонах, подверженных эрозии, наблюдается большое разнообразие рельефа, почв, микроклимата и т, д. Экологическая ситуация требует выполнения другого закона земледелия — соответствия растительного сообщества своему местообитанию и необходимости соблюдения принципа плодосмена, (Следовательно, на территории хозяйства должны выделиться ареалы размещения разных сельскохозяйственных культур, в наилучшей степени отвечающих требованиям почв. I fa ряду с введением системы севооборотов должны найти широкое применение полосные посевы сельскохозяйственных культур, сужающие отрицательное действие фактора однообразия среды и имитирующие естественные фитоцепозы.
В нротпвоэрозиоином комплексе ведущая роль должна принадлежать фптомелноранпн. Агротехнические протшюэро-знонные приемы, связанные с дополнительными обработками почвы, оправданные на современном этане развития науки н сельскохозяйственного производства, являются менее перспективными.
Одной из причин развития эрозионных процессов являлось шаблонное перенесение «равнинных» приемов земледелия п средств их механизации на склоновые земли. Применявшиеся методы организации территории слабо учитывали экологические условия. Исследованиями в нашей стране и за рубежом, а также отечественным и зарубежным опытом, доказана целесообразность применения на сложных склонах контурного земледелия. Такая организация территории в значительной мере «подражает» природе, «дублирует» исторически сложившиеся контуры и формы расположения ее
компонентов, согласуется с ними и, следовательно, создает условия для предотвращения эрозии почв п улучшения экологической обстановки. Наши исследования н освоенные экспериментальные проекты в отдельных хозяйствах страны свидетельствуют о перспективности контурного земледелия в решении экологических задач.
В диссертации раскрываются взаимосвязи между подразделениями протнвоэрозноиного комплекса («комплекс — звено — прием») и соответствующими территориальными единицами («водосбор — категория — рабочий участок»). Часть склонов, выделяемых с различной степенью эрозионной опасности н называемых категориями земель, вряд ли правомерно считать территориальными единицами протшюэрозноино-го комплекса. Об этом справедливо указывается r последних работах ряда исследователей. Обособленная разработка про-тпвоэрознонних мероприятий на каждую часть склона (категорию) методически не правомерна. Разрабатываемый комплекс должен охватывать весь водосбор (склон) от водораздела до основания. Таким образом, естественной территориальной единицей комплекса должен быть весь склоновый водосбор. Однако при этом не исключается необходимость разделения склона на категории земель по интенсивности проведения нротнпоэрознонных мероприятий. Но в данном случае категории будут различаться не комплексами, а звеньями комплекса, т. е. набором соответствующих приемов.
К принципиальным положениям, учитываемым нріг организации территории, считаем необходимым отнести локализацию частей склонов. Чтобы ослабить энергетическое действие стока, целесообразно создавать на склоне перехватывающие препятствия, расчленяя склон па части путем размещения различных линейных рубежей.
Для обоснования проектных решений в равной мер? должны применяться показатели экономические и экологические,
2. Закопомерпосгн организации территории в большой мере определяются формами земной поверхности. Однако они слабо изучены и недостаточно учитываются в производстве. Незнание влияния многообразия склонов па организацию территории и отсутствие типизированных землеустроительных решении сильно сдерживают дальнейшее повышение уровня прогнвоэрозпопного проектирования. Чтобы устранить этот пробел, автором решено изучить названные закономерности
fc учетом разнообразия склонов, С этой целью, опираясь на работы советских ученых (К. Л. Холупяка и др.). приводится типология склонов применительно к землеустройству. В основу ее положены требования рациональной организации производственных процессов и почвозащитного земледелия.
Все склоны подразделяются на 3 тина, 4 подтипа, 3 вида и 4 разновидности. II и III типы подразделяются на подтипы (1 не подразделяется). Каждый подтип состоит из 3 видов. По характеру поверхности склоны имеют разновидности: ровные, бугристые, микроложбиннстые и чакроложбпм истые. Всего в классификации содержится 14 подразделений, каждое пз которых имеет свои особенности организации территории и прогпвоэрознонных мероприятии. Классификация помогает проектировать научно обоснованные и экономически аффективные комплексы нротнвоэрозиоиных мероприятий. Она послужила методической основой при разработке типичных схем организации территории склонов.
В разработке научных основ противоэрознонного проектирования важное место принадлежит классификации земель по эрозионной опасности. По этому вопросу проведены обширные исследования. Однако среди ученых ист единой точки зрения и ныне действующие методики нуждаются в серьезном совершенствовании. В диссертации предлагается методика, охватывающая, в отличие от других, значительно большую совокупность факторов эрозии. Она отличается от ныне действующих и тем, что базируется на расчетной основе с пс-пользопаппем количественных характеристик факторов, а поэтому является'более совершенной. Эродируемые земли классифицируются по интенсивности смыва с учетом факторов:,, объема склонового стока, крутизны склона, длины линии стока, профиля склона, экспозиции, степени смытости почв, со-лонпеватостн н карбонлтностп почв, степени увлажнения и промерзаемэсти почв, почвозащитного действия выращиваемых культур, механического состава почв.
По предлагаемой методике можно определить длину липни стока (она же определяет и границу категории), при которой величина смыва не будет превышать установленных пределов в соответствии с шкалой категории земель.
Апробация нашей методики по группе хозяйств показала, что экономия в затратах только на протнвоэрознонные агротехнические мероприятия на зяби составляет порядка 2—3 рубля на 1 гектар нашнп. Предлагаемый подход позво-
лис г подбнратЕ) экономически оптимальные звенья комплекса .мероприятий по борьбе с эрозией,
;*. В связи с предстоящим огромным объемом противо-эрозноншш мелиорации возникает необходимость установить степень ее влияния па структуру сельскохозяйственных угоднії. Прогноз влияния требуется при перспективном планировании отраслей сельскохозяйственного производства и проведении землеустройства.
В работе предлагается методика расчета площадей земельных угоднії на перспективу с учетом осуществления полного объема прогшю>ролюл!ш.\ мероприятий (таблица I). Величніш в_фор_мулах обозначают;
У], %, Уз, $*> Ь'і '— выравненные значения площадей угодий;
11896,51 и другие цифровые величины — параметры уравнений;
Х,і — порядковый номер года в полном ряду динамики; Хг| — порядковым номер года в ряду динамики определенного периода; Л — расчетная площадь посадки лесных насаждений на
пахотных землях, тыс. га; Л, — расчетная площадь посадки лесных насаждений за
счет пастбищ, тыс. га; В„ — фактическая площадь полезащитных лесных насаждений начального года базового периода, тыс, га; Вк — фактическая площадь полезащитных насаждений
конечного года базового периода, тыс. га; В'„—фактическая площадь прибавочных лесных насаждении начального год» базового периода, тыс. га; В 'к—фактическая площадь прнбалочных лесных насаждений базового периода, тыс. га; С — расчетная площадь пашни под гидротехнические
сооружения; С t — расчетная площадь пастбищ под гидротехнические
сооружения; п — число лег балового периода.
Выполненные по'лпм формулам расчеты свидетельствуют;) тенденциях сокращения площадей сельскохозяйственных угодий в годы осуществления полного объема мелнораинн. которые должны учитываться при планировании отраслей сельского хозяйства н объема производства. Тем не менее рас-чптанная экономическая эффективность на основе ныпе ден-
Формулы расчета степени влияния проти so зрої концом мелиорации на структуру сельскохозяйственных угодий в ЦЧЗ
Таблица І
Угодья
1978--1930 годи
ІМ1—1990 год»
После 1930 года
Пашмн
У„=11890,51 —* -434.25J.X,,
УИ=П735,31-
-Уи-11896^1-434.251вХ„ Цт-В.
!1
1П " л -rS.IffiJX.,
Многолетние насаждения
У;,—146,0)
Ум-140,0
У--М6.0
Сеігокоси
y11=eS9.09-7,60XI,
У„=5іа,91
Уя,=51?,91
Пастбища
У«=1371,4У+:И7,011ПХ11- У«, = 1329,49
jf^+ +117,011^,,-^(^--15,32>Х-
У(1 = 1371,49+ .А.+С, В',-В'„, ..., В\-В'и
10 +7,6G)XS1
-f-H7,GllnXij "І—Гг
Селикохизянствеїіііис ^1-^11+/51+^+ . ~ _
УГОЛЬ И , "!"<> 41 v ;| — і> ц-;"і> 'Л "Г" зіТ-> (і iv ;і— v irt"<> ii "Г * 3i~i <> 4,
ствуюшнх нормативов выглядит так: голово» дохол от пиротехнических и лесомелиоративных мероприятии превышает годовые потери от и іьятия угоднії и затраты на их осуществление примерно 40 тыс. рублен на одно хозяйство, т. е. и 2 раза.
Для решения локальных задач по определению расходт площадей под нротппоэрозионные земляные палы методами математической статистики получена формула, рекомендуемая для использования п практике'проектнрованни: Р 0.033-Рэ-«3м-'!1« где
Р — площадь иод земляными валами, га;
І — уклон при вершине оврага, %;
F—площадь водосбора вершины оврага, га,
4. Регионы с интенсивной водной эрозией, как правило, .характеризуются большим разнообразием эрозионной опасности земель и почв по плодородию. Экономически эффективное земледелие в этих условиях немыслимо без дифференцированного их использования. В диссертации развивается принцип дифференцированного подхода к организации севооборотов на эродированных землях в условиях технического прогресса н повышенной экологической опасности в сельском хозяйстве. Перспективность более широкого применения этого принципа и колхозах и совхозах вытекает из следующих посылок:
а) В связи с осуществлением организационно-экономиче
ских мероприятии in повышению эффективности сельскохозяй
ственного производства п сне і е- дальнейшего развития специа
лизации и концентрации сельскохозяйственного производст
ва на базе межхозяйсгвеннон кооперации и агропромышлен
ной интеграции по-новому решаются вопросы организации
севооборотов. Севообороты, отвечавшие задачам многоот
раслевого хозяйства, теперь не могут удовлетворять требова
ниям специализированного земледелия и жнпогиоводствл,
особенно с отраслевой структурой управления. И если преж
де введение дифференцированных севооборотов было сопря
жено с ухудшением условий использования техники, то те
перь тенденция организации севооборотов с короткой ротаци
ей и крупными полями создаст большие возможности НСПОЛЧ-
твать севообороты как средство борьбы с эрозией без суще
ственного снижения производительности машин.
б) В природе существует закон единства и взаимообуслов
ленности развития фитоценоза и его .местообитания (четвер
тый закон земледелия). У каждого вида растений или опре-
деленной совокупности их свои экологические требования.. Следовательно, при размещении сельскохозяйственных культур или их совокупности (севооборотов) необходимо всесторонне учитывать природные факторы, полно обеспечивающие их потенциальные биологические возможности развития. Эрудированность почв является одним из свойств среды обитания растений. Установлено, что степень снижении урожайности у разных культур в зависимости от смытостн почв различная. Поэтому целесообразна организация дифференцированных севооборотов с набором культур, по-разному реагирующих на эроднрованпость почв.
в) Наряду с экономическими задачами севообороты долж
ны решать мелиоративную функцию, заключающуюся в пре
дупреждении эрозии. ІІоскольку почвозащитное действие
культур различное, то принцип дифференцированного подхо
да позволит уменьшить дискретность системы нротивоэрозн-
ониых севооборотов «общий (единый) — почвозащитный» )[
обеспечить более полный учет непрерывности возрастающей
эрозионной опасности на склонах и условий выполнения про
изводственных механизированных процессов.
г) Наконец, следует отметить то обстоятельство, что в ус
ловиях сложного рельефа широкое распространение находит
контурная организация территории и соответствующая обра
ботка почв. Такая организация территории и обработка в
наиболее эродированных районах ЦЧЗ может занимать
ЗО—'Ш'І наший, а в отдаленной перспективе л более. Разу
меется, такая большая площадь не может быть занята поч
возащитными севооборотами, Следовательно, земли с кон
турной обработкой войдут и в полевые севообороты. Между
тем установлено, что возделывание пропашных культур пред
почтительнее прямолинейным способом, чем контурным, тем
более таких культур, как сахарной свеклы, кориандра, аниса.
Таким образом, и эта посылка обусловливает целесообраз
ность, где это необходимо, организации дифференцирован
ных нолевых севооборотов.
Для решения задачи дифференцированного размещения культур требуются достоверные отправные данные экономической эффективности возделывания культур на разных землях и возможности поперечного возделывании нх на склонах с разной крутизной.
Для черноземных почв на основе статистической обработки многочисленных опытных данных нами получены следую-
итне зависимости урожайности Kv.ii/rvp от смытостн земель (табл. 2).
На склоновых землях, как правило, рекомендуют севообороты с меньшим удельным весом пропашных культур, Пр*! этом на крутых склонах — без пропашных. Такие рекомендации обусловливаются не только требованиями зашиты почв от эрозии (поскольку у пропашных высокий коэффициент эрозионной опасности),"но и сложностью их возделывания на склонах в связи со смешением (сползанием) агрегатов при движении их поперек склона. И если при возделывании пропашных па склонах смыв ночи может предупреждать назначением более интенсивных нротнвоэрознонних комплексов, то для предотвращения сползания агрегатов вниз по склону надежных рекомендаций нот. Этим, и частности, объясняется тот факт, что пропашные культуры в колхозах и совхозах как в Цешрально-Черноземной зоне, так и в других районах страны с пересеченным рельефом, стремятсд возделывать вдоль склона.
Изучением влияния рельефа на технологию обработки занималось немало исследователей. Однако имеющихся сведений, необходимых ;і,іл нрогнвоарозиониого проектирования, все еще недостаточно. Почти не проводились соответствующие исследования в условиях Центрально-Черноземной зоны.
Нами проведена большая экспериментальная работа но изучению данного вопроса. Наиболее сложными по технол.»-пін поперечного возделывания являются пропашные культуры, особенно сахарная свекла. В наибольшей мере рельеф влияет на механизированную уборку.
Если руководствоваться допустимой величиной потерь 5. обусловленной техническими данными уборочных машин, то критическую крутизну при поперечном возделывании сахарной свеклы на склонах следует считать 3.5—Ґ. Возделывание возможно н на крутизне до 64 Однако здесь потери становятся значительными и требуются дополнительные затраты труда на повторную уборку.
Таким образом, па черноземных ночвах в севооборотах с посевом сахарной свеклы поля должны формироваться с достаточной плошадыо для размещения этой культуры — с крутизной не более 3,5—V.
Аналогичные исследования проведены и но другим культурам. Критическая крутизна для подсолнечника н кукурузы установлена 5,
Зависимость урожайности сел ьсмшмя бет венных культур or степени смытостн на черноземных почвах
Таблица 2
культуры
(У — урожайность, X—степені. смытостн]
Снижение урожайности на счмтмх
попран, % (it средиеч)
средие-счытмс
смитие
елаon-слитые
Оінчме
ЯрооЫс дср:)ояме (ячмень, овес)
Кукуруза на зерно
Кукуруза иа с і глос
I !<>дсо.11!сч:шк
Сахарная спекла Просо Міюіолеіше трапи
ІпУ ^4,fii —0,10Х
і' - 101,22-16,2.%
ІпУ ^4,62-0.2SX
ІпУ '> 4,04-0,29Х
У= 102.12—13,98 + + 5,91Ха — 2.27Х»
(nti даннич Харсмшсмнчі СХ1І)
У " 99,12-3,77Х-Г>,0ґ,Хг
У - 100,58 -3.27Х — 2.22Х2
С учетом почвозащитной и экономической эффективности поздел'ыиапня культур, а также технологии обработки их и диссертации обосношлваюгся и рекомендуются эрозионные ареалы севооборотов.
Анализ экономической эффективности организации диффе,-. ротированных севооборотов п завнемостн от эродированных земель показал следующее. Общие потерн продукции при размещении культур бе.! учета эродированное но Центрально-Черноземной зоне составили млн. рублей; потерн при дифференцированном размещении — 93,7 млн. рублей. Таким образом, разница it пользу организации дифференцированных севооборотов составляет 46,9 мли. рублен.
5. В диссертации показывается, что нынешняя научная база но организации территории склонов не перспективна, поскольку она недостаточно решает почвозащитную функцию и не имеет необходимой экологической направленности. В связи с этим н методы экономического обоснования нуждаются п совершенствовании. Нужна серьезная переориентация и научных методах организации территории.
В работе сделан вывод, что наиболее широкое распространение получат: прямолинейный с летальным учетом рельефа (преимущественно па простых склонах) и контурно-параллельный (на сложных склонах). В районах с сильно пересеченным рельефом, где преобладают сложные склони, будет преобладать контурно-параллельный способ. В настоящее время наиболее разработанным является первый способ и мало изученным — второй. Поэтому в нашей работе наибольшее внимание уделяется исследованию контурно-параллельного способа, являющегося основой для так называемого контурного земледелия. Нами разработаны теоретические основы этого способа.
В диссертации раскрываются принципы размещения контурних элементов п соответствующей обработки. Для исследования вопроса возникла необходимость пополнить арсенал понятий организации территории: постоянная и переменная кривизна, локальные элементы кривых, радиус кривизны контурного элемента; простые п сложные, сопряженные н однородные контурные элементы, критическая кривизна, корректирующая разворотная линия, направляющая лпипя обработки н др. Введение новых понятии помогло изучить обшиє свойства контурных линейных элементов и закономерности их размещения, а также технологию контурной обра-
боткн в том объеме, который необходимо учитывать при про-тивоэрознонном проектировании. В частности установлено следующее. Не следует проектировать однородные контурные линейные элементы. Обработка при движении агрегатов к центру кривых усложняется, а при движении от центра — упрошается. Так как сопряженные кривые ограничивают количество законов, удобных для механизированной обработки, то их следует избегать. Если избежать не удастся, то нужно увеличивать радиус кривизны контурных элементов с отклонением от горизонталей в допустимых пределах. При проектировании следует руководствоваться правилами: 1 правило— центры контурных линейных элементов должны выходить за пределы рабочего участка (ноля): 2 правило — кривизну рабочих проходов агрегата (загонов) не следует допускать с радиусом менее критического, И если такая кривизна образуется, то нужно обеспечить выход ее за пределы обрабатываемого (рабочего) участка. Создавать «корректирующие полосы» в севооборотах мы не рекомендуем. И наша методика, как правило, позволяет их избегать.
Расчеты показали, что при радиусе направления обработки больше 100 м средняя длина агрегатов практически совмещается с положением дуги (отрезка кривой). Следовательно, возможности образования огрехов при таком радиусе исключаются. Сказанное хорошо иллюстрируется уравнением регрессии:
Pi = 14.587 R*'"(Ii—а,)"-1 Уравнение отражает почти функциональную зависимость между кинематическими показателями положения агрегата па контурном проходе. Как пилим, величина огрехов (Р,) обратно пропорциональна радиусу кривизны рабочих проходов н прямо пропорциональна их*кривизне (h — а,}. С увеличением R и уменьшением 1| — аь т. е. с уменьшением "контур -ностн обработки, опасность образования огрехов уменьшается .
Однако, как показали полевые опыты, качественная обработка получалась и при радиусе менее 100 м. Объясняется зто тем, что при определенных радиусах длина агрегата не являлся единственным лимитирующим фактором качественней обработки. Здесь выступает фактор поведения центра поворота агрегата, который в работе при радиусе более 50 м перемещается по траектории, весьма близкой к заданной кривой, т. е. по пути, совпадающему с запроектированным на-
правлением контурной обработки. В диссертации высказанные положения иллюстрируются расчетами и чертежами.
Какова же критическая кривизна (контурность) обрабоь кн па склонах?
Положение линемкого элемента территории определяет рельеф и направление технологических процессов обработки. При **гом на сложном склоне кривизна рабочих ходоа агрегатов непрерывно изменяется и в некоторой точке полч может оказаться недопустимой для агрегатов. Следовательно, допустимая кривизна направления обработки являете! одним іі:і основных критериев организации территории. Поставленный вопрос и течение ряда лег исследовался экспериментальным методом в хозяйствах Воронежской области. Для экспериментов выбирались участки со сложными склонами. Изучение ирокодилось почти но всем механизированным процессам. Работа выполнялась гусеничными и колесными тракторами, а трестируемыми с разными орудиями. Опыты проводились в соответствии с методическими указч-ннямн но производственному испытанию приемов зашиты почв or ирозпп. Контролем являлась одновременно проводимая прямолинейная обработка,
Из проведенных опытов можно сделать следующие выводы:
а) Контурный посев кукурузы п подсолнечника технически
возможен с весьма малым радиусом кривизны рабочих про
ходов — 10—12 м, т. е. тройкой длины агрегата. Однако при
таких радиусах наблюдаются отрицательные показатели каче
ства сева (смещение почвы колесами трактора с образовани
ем гребней).
б) При контурном посеве при радиусах менее 60—65 м
наблюдается тенденция к выполажнванню (выпрямлению)
кривизны направлення обработки. При радиусе менее -10 ч
viiiiipcinte стыковых междурядий становится значительным и
составляет 16—23 см, с дальнейшим уменьшением радиуса
оно возрастает.
в) Ушнреине междурядий само но себе не сужает возмож
ности междурядной обработки, если проходы ее агрегатов
совмещаются с проходами посевного агрегата. Однако 'ли
ушнрення нежелательны, поскольку они, во-первых, неполно
стью захватываются рабочими органами агрегатов при меж
дурядном рыхлении и, следовательно, образуются мелкие
огрехи с сорняками; во-вторых, сокращают число растений
на единице плошали.
г) Ложбішность ноля не создает значительных ограниче
ний в применении контурной обработки. Механизированные
ПрОЦеССЫ МОгут ВЫПОЛНЯТЬСЯ ПОЧТИ ПрИ ТЄХ ЖЄ УСЛОВИЯХ, ЧТ'>
п на ровных склонах.
д) Контурная пахота технически возможна с радиусом
кривизны рабочих проходов до 20—25 м. Однако в vtom слу
чае обработка становится агротехнически некачественной --
появляются скрытые н открытые огрехи, гребни, разъемы її
стыках проходов; отсутствует слитность пахоты. Качествен
ная обработка наблюдалась с радиусом не менее 30—40 ч.
Общин вывод по всем экспериментам следующий. Наиболее сложным технологическим процессом, лимитирующим кривизну направления контурной обработки, является междурядная обработка пропашных. Кез нарушения агротехнических требовании она возможна с радиусом кривизны рабочих проходов не менее 60—70 м. Этот показатель может быть положен в основу при организации территории и освоении контурного земледелия.
6. Массовый анализ землеустройства прошлых лет показал, что значительная часть линейных элементов {в отдельных хозяйствах до 50%) не отвечает и должной мере требованиям зашиты почв. Немало старых лесных полос способствуют развитию оврагов.
Территория должна быть так устроена, чтобы каждый по
перечный линейный элемент не только сам располагался по
перек направления движения стока, но и «программировала
бы поперечную обработку в любой точке склона. В связи с
иепараллельностью горизонтален обеспечить поперечносгь
того и другого не представляется возможным. Возникает не
обходимость определения допустимых отклонений отрица
тельных форм линейного нанорельефа от горизонталей. Ве
личины этих отклонений зависят от уклона, противоэрознол-
пой устойчивости почв и пила агрофона. Опираясь па иссле
дования отечественных и зарубежных ученых, нами разрабо
тана методика определения допустимой протяженности ли
нейных рубежей вдоль склона или под углом к горизонта
лям (табл. 3). В работе приводится методика расчета нп
примере ЦЧЗ, которой можно воспользоваться для расчета
в любой природной зоне. ^
Для проектирования контурных линейных элементов 11 поперечной обработки разработана специальная палетка, позволяющая повысить качество проектных решений и повысить производительность труда в 5—7 раз.
Формулы расчета допустимой протяженности отрицательных форм линейного ианорельефа, применяемые при организации территории
Таблица 3
2 с с с
0,0
L. с
ПОЧВ ы
пар чистий, зябь, сахаршяснекла, кщруза па зерно
поколнечшге, кук> р) за на зелений корм
яровые зері юные,
запитий пар (инка,
овес, озичис)
І Дерію зо-подзолистые,
сг.етло-есрис.серие, ТеМНО-Сер Мб
L( = 23,170 І- ШШ. U - 31,425 + -^12 L, = -18,284 + i^8
'|> 'о *|>
11 Черноземы мощные оыще-
лочениые и оподзолешше, , _,,7ЯЙ1 78,459 r „mVte_L 104,8401 г о-, 159,535
черноземы обыкновенные, 1-4-43,788 1 — I.s-63,238 + —— 1^,-90,093+ -—
южные 'р 'Р , 'Р
III Черноземы мощные, мощные регрлл крова шш с
U = 60,186 + Ш&7 L, „ 87і5М + Ц5ЛМ і., = 133,712 + 2Q251
7. Проблема роста производительности труда в большой степени зависит от методов организации территории. Впервые сделана попытка показать, как повлияет контурная организация территории на производительность сельскохозяйственных машин. Нами установлено, что такая организация территории обусловливает не только уменьшение, но и увеличение длины гона относительно естественной длины обрабатываемых участков. Однако превышение длины контурных загонов над длиной участков может быть эффективным лишь в коротких участках (до 500 м) с радиусами кривизны более 300 — 320 м. Но удельный вес таких случаев в практике проектирования небольшой. Поэтому увеличение длины рабочих загонов при контурной организации территории относительно прямолинейной не является характерным. Снижение производительности машин наблюдается лишь на участках с радну* сом кривизны рабочих проходов менее 300—320 м. Зависимость норм выработки от коптуриостн достаточно установит'» в пределах радиусов от 00 до 320 м, поскольку ниже 60 м обработка не рекомендуется из-за снижения ее качества, а выше 320 м — влияние коптуриостн незначительно. Нормы выработки, как известно, устанавливаются по каждому виду работ, для разных марок "машин с учетом удельного сопротивления почв и других условий. Методика расчета показала па примере пахоты^ культивации и посевах зерновых для тракторов класса 3 т с орудиями: плуг ПН-4-35, культиватор КП-4Л, сеялка СУБ-18 на черноземных почвах с удельным сопротивлением 0,48—0,53. Найденные зависимости норм выработки от радиусов рабочих проходов имеют вид: Wi, "4,5-1 і 1.15R, —0.2R, 2 WS,~5G4 + 21Ri , —3Ri* W3| .-17.72+ 7R, —0.9R,2, где Wi і , W3 і , W31 —кормы выработки соответственно на
пахоте, культивации и посеве;
R — радиусы кривизны рабочих проходов агрегатов в сотнях метров.
Уравнения связи могут быть получены по всем видам работ, по которым рассчитываются соответствующие нормы выработки. С помошью уравнений находятся поправочные коэффициенты к обычным нормам. Поскольку радиусы контурной обработки постоянно изменяются и обрабатываемые участки могут быть с разным сочетанием сторон по кривизне, то расчет должен выполняться по принципу скользящих динамических рядов. Такой подход позволяет определить
поправочные коэффициенты не только для рабочего участка в иелом, но и для отдельного загона или, группы загонов. Напрпмер, для участков с контурными сторонами, имеющими радиусы 60—100, 60—150, 100—200 и т. д., в диссертации даются графики поправочных коэффициентов.
На примере колхоза «Дружба» Кантемнровского района Воронежской области произведен расчет удорожания работ в связи с контурной обработкой. По хозяйству площадь, требующая снижения норм выработки, составляет 567 га (с радиусом менее 320 м). Разница в количестве сменных норм на этой площади составила 36,4, или на 7,3% больше по сравнению с прямолинейной обработкой.
Рассматривается вопрос минимального размера отдельно обрабатываемого участка. Дело в том, что в практике лротн-воэрознонного проектирования часто приходится решать два важных и противоречиво действующих обстоятельства: дальнейший рост производительности машинно-тракторных агрегатов требует проектирования крупных полей и участков; защита же почв ог эрозии требует дифференцированной обработки эрозионноопасных участков и, следовательно, обусловливает дробление полей на части с учетом разных категорий земель. На основе анализа расчетов показано, что получаемый эффект от предотвращения потерь почвы от эрозии даже на малых уклонах оказывается значительно большим, чем потерн на холостые повороты с короткой длиной гона. Следовательно, в целях создания лучших организационно-территориальных условий для осуществления комплекса лротнвоэро-зпонных мероприятий, при необходимости могут допускаться и довольно мелкие отдельно обрабатываемые участки, например, в размере сменной нормы выработки на-пахоте.
В работе раскрывается и обосновывается целесообразность пересмотра границ пашни, где наблюдаются сложные склоны, н назначается их 'контурно-параллельная обработка.
8. Сложной экономической задачей является совокупная оценка протнвоэрозпонной устроенностн'севооборотной площади. Сравнительная оценка проектных решений выражается в потерях от влияния рельефа и условий механизированной обработки. Суммарные потери в общем виде можно представить:
S - Ei + Ej + Е3 + Е4, ' где S — потери ог влияния рельефа и размера участков на производительность машин; Е[ — потерн от смыва почвы;
2\
Ег — потерн урожайности из-за стока воды;
Ез — потери от влияния рельефа на производительность
машин; Е4 — потерн от влиянии размера обрабатываемых участков па производительность машин. Опираясь на исследования ученых Харьковского, Львовского, Омского, Целиноградского сельскохозяйственных институток, Московского института инженеров землеустройства, л также литературные источники разных авторов, нами предлагается новая методика оценки устроепиостн территории. Путем математической обработки многочисленных данных величины смыва почвы, влияния рельефа на урожайность и производительность машин найдено уравнение для опенки проектных решении:
S-i(K, t- Ks і — Kjl») +А + |>_с.
где і — уклон уетроенностн территории; I, —" рабочая длина участка;
Кі, К:, Кз, а, и, с — расчетные параметры уравнения. 1*36043« регрессионная модель имеет вид:
S ' і (4,387 + 1.7891 — 0,043іг> + ~ -) в — 2,305
(а и в применяются в зависимости ог класса тракторов. В. Я. Заилетпн, 1973). Для ускорения расчетов » диссертации формула развернута в номограммы для разных классов тракторов.
Для оценки решении, кроме того, дополнительно предлагается несколько коэффициентов (фптомелноратиппой обеспеченности, понеречиостн обработки и др.).
9. Мощным н перспективным средством борьбы с арозиеіі является так называемое полосное земледелие. Но оно пока не получило широкого распространении в колхозах и совхозах. Одна из основных причин такого положения — явно слабая изученность полосного земледелия в организационно-хозяйственном и экономическом аспекте, доминирующей составной частью которого является специальная организация территории,
В Центрально-Черноземной зоне наибольший удельный вес эрозионных процессов приходится на весенний сток талых вод. Поэтому полосное земледелие и соответствующая организация территории должны проводиться прежде всего в расчете па регулирование весеннего стока п предотвращение 'jpo-
зті по время весеннего паводка. Роль защитных культур н этот период могут выполнять лишь многолетние травы и озимые. Эго определило особенности нашего исследования.
В диссертации развиваются теоретические основы полосной организации территории с учетом разнообразного соотношения защищающих культур и защищаемо]'! площади. При этом исследуется многообразие случаев с локальным решением вопроса в системе севооборотов. Разработаны методические приемы организации территории с разным удельным весом защищающих культур для следующих основных случаев:
полосного размещения культур во всех нолях севооборота ;
полосное размещение культур в отдельных эрозиошю* опасных полях севооборота;
- — дифференцированное размещение культур па частях склонов в полях;
— организация полосного земледелия в системе рабочих
участков.
Существующая практика введения почвозащитных севооборотов с нолями сплошных посевов зерновых и многолетних трав должна быть пересмотрена: Недостаточная эффективность таких севооборотов заключается в том, что почвозащитное действие многолетних трав не распространяете/! па поля с однолетним» культурами. Поля, занятые-однолетпнмн, вспаханные осенью иод зябь, оказываются не защищенными в период весеннего снеготаяния. Почвозащитные севообороты необходимо проектировать полосные, чередуя полосы многолетних трав с однолетними культурами. В диссертации приводятся различные принципиальные схемы построения севооборотов.
Полосное земледелие можно организовать ие только при проведении нового землеустройства, но и в хозяйствах с ранее проведенной организацией -территории с сохранением структуры посевных плошадєй. В последнем случае, как показал наш анализ, требуется создавать одно выводное поле с чередованием культур во времени. Назначение этого ноля — выравнивать структуру посевных площадей по годам ротации. Полосное земледелие, являясь интенсивным водорегулирующим и почвозащитным средством, предъявляет более высокие требования к организации территории. Поэтому на сложных склонах наиболее целесообразно создавать его па
.20
основе контурно-параллельной организации территории, способной обеспечить высокую мелиоративную роль полосных посевов и условия для производительного использования техники. Узловыми «опросами при организации территории склонов для полосных посевов являются обоснования критической кривизны, ширины полос и допустимых рабочих уклонов во направлению обработки в них.
Положение полос на склонах определяется характером рельефа. Наиболее просто проектируются полосы па ноне-речпо-прямых (простых) склонах. Сложнее проектируются они па поперечно-выпуклых и поперечно-погнутых. В работе излагаются методические рекомендации проектирования полос для всех 14 подразделений классификации склонов. Во всех случаях радиусы кривизны полос не должны бить менее 00—70 м. При необходимости практикуются корректирующие разворотные ліпиш н выполажпваюшне клинья постоянного залуження в зависимости от формы склонов. Предлагаются конкретные рекомендации решения вопроса.
В основе расчета ширины полос должны лежать критические значения факторов, определяющих скорость стекающей воды но склону. К ним, как известно, относятся крутизна склонов, длина стока, водопроницаемость и Hpornnojpo3HOH-иая устойчивость почвы н другие. Ширина незащищенных полос не должна превышать критическую длину липни егока, за пределами которой скорость потока воды становится размывающей. Нами рассчитана ширина полос применительно к условиям ЦЧЗ.
В диссертации исследуется экономическая эффективность полосного возделывания культур. Расчет выполнен применительно к землям 2 н 3 эрозионных ареалов севооборотов, где полосное земледелие наиболее целесообразно. Эффективность устанавливалась через сокращение ущерба or эрозии при полосном возделывании культур в сравнении с обычным пх возделыванием. В качестве нормативной базы приняты обобщенные литературные данные средней нормы эрозии, а также повышения урожайности н дополнительные затраты труда, связанные с полосным возделыванием культур. Считая, "что полосное земледелие наиболее целесообразно в Центрально-Черноземной зоне на нлошадн 3t8 млн. гектаров, дополнительный доход на этой площади может составить 95 млн. рублен, а дополнительные затраты труда — 45 млн. рублей. Сле-
дователыю, чистый доход составит около 50 млн. рублей в год.
10. Поиск научно обоснованных решений нсполь&овання земель с учетом большого многообразия экономических н природных факторов всегда являлся сложной задачей. В святи с vniM во (можно п многообразие решений задачи, в том числе нередко и субъективных. Возникает вопрос: нельзя ли с помощью графического моделирования разработать типичные решения, воплощающие в себе обобщенные объективные особенности развития явлений.
Как известно, типизация в широком смысле имеет своей целью свести многообразие процессов, решений, производство объектов и т. д. к небольшому числу избранных типов, в наибольшей степени отражающих закономерности реальной действительности. Типизация особенно целесообразна топа, когда при решении задач приходится иметь дело с'явлениями стохастического характера, обусловливающими многообразие возможных проектов, в том числе и субъективных,'
Однако в области землеустройства типизация [проектных решений пока не получила своего развития. Представленный в диссертации каталог типичных схем является первой попыткой и, по нашему мнению, может быть методическим пособием в поисках экономически обоснованных решений. В'основу типизации положены идеи автора и закономерности] организации территории, вскрытые в результате исследования проблемы.
Основной задачей схем является нахождение месторасположения линейных элементов территории, обеспечивающих:
а) их высокую водорегулирующую роль;
б) выполнение важнейшего требования, почвозащитного
земледелия — обработки почв н возделывания сельскохозяй
ственных культур поперек направления стока;
в) наилучшие условия для производительного использо
вания сельскохозяйственных машин.
В нашу задачу не входила разработка схем с полным комплексом мероприятий, но они могут быть территориальной основой, к которой прнвязызаются все звенья зональных комплексов и ротнвоэ роз ионных мероприятии и систем почвозащитного земледелия.
В диссертации принципиальные схемы организации территории и методические рекомендации к ним даны Па все подразделения типологии склонов. Таких схем приводится 19,
начиная с организации простейших склонов (ноперечно-иро-дольно-пря.мых) и кончал наиболее сложными и эрошонно-опасными (понеречпо-вогиутычн, продольно-выпуклыми)-
Подготовленное методическое пособие с типичными схемами одобрено институтом «ЦЧОпшрозем», инедряетен п практику протнвоэрозпоппоп) проектирования, апробировало автором в конкретных хозяйствах.
В диссертации на основе экспериментальных исследовании даются рекомендации организации производственных процессов и рамках контурной организации территории.
II. Как уже отмечалось, важнейшей задачей типичных схем является разработка таких организационно-территориальных форм, которые обеспечивали бы наивысшую почвозащитную н экономическую эффективность обычной системы обработки, 11 тогда, когда не удастся полно решить задачу путем рациональной системы обработки, проектируются специальные агротехнические, лесомелиоративные, гидротехнические н другие протнпоэрознонныо мероприятия. Поэтому ведущим показателем экономической опенки организации территории в рамках любой структуры земледелия может быть показатель повышения эффективности обычной обработки эродированных земель.
Для опенки организации территории по типичным схемам автором проведены экспериментальные работы па опытных участках в коляоїе «Дружба» Каптемнровского раіїона Воронежской области. Фактические данные наблюдении за урожайностью и затратанш труда приведены п таблице ].
Из-за сложности подбора сравнимых опытных участков, контрольные приводятся не по всем культурам. Тем не менее можно наблюдать тенденцию повышения урожайности. Так, урожайность озимых на участках с контурной обработкой выше, чем на контрольных на 2,3 п, а урожайность всех зерновых выше, чем по колхозу па 2,-1 ц с гектара. Урожайность кукурузы на силос выше, чем на контрольных на 11 п н по колхозу и целом — на 17 п. Урожайность подсолнечника выше, чем на контрольных па 0,4 п с гектара.
Затраты труда на 1 н продукции па участках с контурной обработкой получились несколько ниже, чем но колхоїу*» целом. Так получилось потому, что хотя контурность н повлияла отрицательно па производительность маниш в рабочих участках, где радиус меньше 320 м, однако повышенная урожайность компенсировала эти дополнительные затраты. Лпа-
Таблица Ґ Экономическая эффективность проти в о эро з к о г той организации территории в коляоте «Дружба»
~ !i *3 ..Г
-= t, о = с^
S = " t) «0 = 0-01 t; =
Л r; ~ tz rr t
О Й-О С u я
; рожай, и/та
затраты труда, че.ю-іц-ко-час/Іц
Примечание: ззтратн и ссбестончость по ячменю, гороху и онсу па-участках с кошуркой ойрзботкпй рассчитать относительно дашшх'по' колхогу.
логичная картина получилась и показателе себестоимости. Она также па участках с контурной обработкой оказалась Не-СКОДЬКО ниже.
Памп рассчитан возможный дополнительный доход от правильной технологи» обработки на основе типовых схем по Центрально-Черноземной ионе. Он получился рапным и переиоде на зерно (і .млн. центнеров. Если же на основе vthx схем будет внедрен полный комплекс протнвоэрозноппой ме.шора-ііші, то эффективность организации территории будет еще , более выразительной.
Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы и предложения.
1. Организация территории па современном '>іапе характеризуется нопым содержанием, определяемым интенсивно развивающимся техническим прогрессом, возросшим уровнем производства н потребления, новыми нагрузками па окружающую среду. Сущность организации территории определяется задачами: социальными, 'жопомпческпмн и экологическими. Последние заключаются в балапсово-'л;оспсіемном подходе к использованию земельных ресурсов.
К решению задач повышения экономической эффективности организации территории и использования земель следует идти прежде всего через ландшафтную экологию, изучающую функциональные связи между компонентами территории; иначе говори, путем проведення рациональной, экологически направленной организации территории. Прилипни и методы организации территории также воплощают в себе задачи социальные, экономические и экологические. Земле-хетропетво становится одним из важных средств управления взаимодействием между обществом ц природой.
2. Повышение эффективности использования эродированных земель н производительное использование машин предполагает всесторонний и детальный учет пространственных свойств земли. В условиях водной эро,ши почв исключительная роль принадлежит рельефу местности, в большой МСр'1 обусловливающему особенности' организации сельскохозяйственного производства.
Разнообразие форм склонов огромно н каждой форме соответствуют своп особенности организации территории, ІІ этой связи необходима типология склонов, которая послужила бы основой для совершенствования методов организации террн-
тории н обеспечила научную унификацию подходов в решении задач,
В основу типологии положено важнейшее требованиепро-тивоэрозноппой организации территории и почвозащитного земледелия — размещение элементов территории, обработка почвы и возделывание сельскохозяйственных культур поперек движения стока. Классификация включает 14 подразделений склонов: 3 типа, 4 подтипа, 3 вида и 4 разновидности, Для каждого подразделения разработаны методические рекомендации организации территории.
-
Затраты труда и средств на защиту почв от эрозии определяются комплексами протнвоэрозношшх мероприятий, оптимальность которых с точки зрения единовременных и ежегодных затрат зависит от правильности классификации земель по эрозионной опасности, т. е. от размеров земель, в разной мере нуждающихся в протнвоэрозиошюй 'мелиорации. По новой методике категории земель устанавливаются по интенсивности смыва почвы на различных частях склона. При этом определяется предельная длина лшши стока (граница соответствующей категории), при которой величина смыва не будет превышать установленных 'пределов в соответствии со шкалой категории земель. Методика исключает субъективные решения в установлении категорий, повышает качество этого вида работы на 40—50% и позволяет назначать более обоснованные и экономически выгодные комплексы лротиво-эрознонных мероприятии,
-
Протпвоэрозиоппая мелиорация связана с отводом сельскохозяйственных угодий для ее осуществления. В СВЯЗ'Г с народнохозяйственным планированием. сельскохозяйственного производства наряду с определением объема затрат мл мелиорацию целесообразно устанавливать влияние ее на структуру угодий земельного фонда определенного региона. Анализ влияния полного объема противоэрознонпой мелиорации на динамику сельскохозяйственных угодий в ЦЧЗ до 1990 года может быть выполнен по предлагаемым математическим моделям. Доходы от положительного ВЛИЯНИЯ npOTfl-воэрозиоиной мелиорации превышают потерн, связанные с отводом земельных угодий для се осуществления, в 2 раза.
-
В условиях специализации и концентрации производства представляется больше возможностей использования севооборотов как средства защиты почв от эрозии. Принцип дифференцированного использования склоновых земель через систему севооборотов, в связи с растущей экологической на-
пряженностью, все более становится объективной необходимостью н должен знамен опять собой новую ступень » деле рационального использования склоновых земель. Ныне преобладающая в хозяйствах с сильно пересеченной местностью система севооборотов «полевой—почвозащитный» слишком дискретна, она слабо согласуется с экологическими требованиями. Исследования показывают, что в хозяйствах с сильно пересеченным рельефом, и условиях развивающейся специализации и концентрации производства, часто представляется возможным выделение трех ареалов земель с организацией соответствующего количества севооборотов с разной насыщенностью пропашными культурами н разными их биологическими особенностями. Формирующиеся тенденции являются перспективными и их следует ра.шнвать.
Для экономического обоснования дифференцированного размещения культур на черноземах получены новые зависимости урожайности ог смытостн ночи.
При установлении структуры севооборотов на склонах необходимо знать возможности возделывания культур в зависимости ог крутизны, особенно пропашных. Наиболее сложным механизированным процессом, лимитирующим возделывание сахарной свеклы с поперечным севом на склонах, оказалась уборка. Критическую крутизну при поперечном севе этой культуры следует считать 3,5—Is, в севооборотах с подсолнечником н кукурузой — не более 5,
Экономическая эффективность организации дифференцированных севооборотов выражается величиной 46,9 млн, рублей в год,
6. Крупным резервом повышения эффективности использования склоновых земель является переход ог традиционного «равнинного» к «контурному» земледелию. Такой перехо I. возможен на основе специальной организации территории. В этой связи в организационно-хозяйственном аспекте разработаны теоретические основы контурной организации территории. Изучены свойства контурных элементов террнгорпч и кинематика агрегатов при контурной обработке. Вводятся новые понятия: критическая контурность и допустимый радиус кривизны направлення обработки, однородные и неоднородные, простые, сложные и сопряженные контурные линейные элементы, корректирующая разворотная линия и др. Впервые разработаны правила проектирования контурных элементов. Установлено, что критические радиусы по видам обработки различные. Наиболее сложным механизированным
процессом, лимитирующим контурность (кривизну) рабочих проходов, оказалась междурядная обработка. Она и положена в основу. Радиусы рабочих проходов не должны быть менее 60—70 м. Этим критерием следует руководствоваться при контурном проектировании полей, рабочих'участков, лесных полос, дорог н других линейных элементов, являющихся направляющими линиями обработки. Для проектирования разработана специальная палетка, повышающая производительность труда проектировщика в несколько раз!
7. Важнейшей задачей контурной 'организации террито
рии, призванной обеспечить не только повышение экономиче
ской, но и почвозащитной эффективности земледелия, являет
ся прекращение или значительное сокращение смыва почвы
и накопление влаги.' С этой целью элементы территории
должны размещаться, а производственные процессы выпол
няться поперек движения стока.
Расположение элементов организации территории и обработка на склонах, как правило, невозможны строго но горизонтали. В связи с непараллельностыо горизонталей и не-обАодтшостью для'производительной работы машин иметь загон обработки одинаковой ширины на всем своем протяжении возникает необходимость определения допустимых отклонений направления отрицательных форм линейного на-норельефа от горизонталей. Для условий ЦЧЗ. при 10% вероятности превышения рекомендуются формулы и шкала допустимых отклонений для трех обобщенных агрофоиов. С учетом почв и агрофона каждой величине рабочего уклона соответствует определенная длина липни стока, при которой скорость потока не будет превышать критическую (размывающую). Наша методика помогает резко повысить качество проектирования и экономическую эффективность противоэро-зионных мероприятий,
8. Выявлены особенности размещения элементов органи
зации территории севооборотов в разрезе типов склонов. Зна
ние этих особенностей ускоряет работу проектировщика в
иыборс оптимального решения задачи. Наиболее сложными
являются поперечиовыпуклые (гребневидные) и поперечно-
вогнутые (лощинообразпые) склоны вторых подтипов; менее
сложными — первых подтипов.
Современные границы пахотных земель в хозяйствах с сильно пересеченным рельефом часто не согласуются с требованием защиты почв от эрозии. На сложных склонах они должны быть пересмотрены или уточнены. Новые границы
31 /
должны быть согласованы с формами земной поверхности и со степенью эродированное земель в нижних частях склона. Задача решается выполнением контурной обработки в рамках соответствующей организации территории.
9. При решении вопроса, каким может бить минималь
ный размер рабочего участка, преимущественная роль долж
на отводиться требованиям защиты почв от эрозии, а не тре
бованиям механизированной обработки. При необходимости
могут быть допущены и весьма малые размеры рабочих уча
стков, например, в пределах сменной нормы выработки на
пахоте.
10. Контурная организация территории влияет на произ
водительность машин при радиусе рабочих проходов менее
320 м. Зависимость норм выработки от радиусов описывается
уравнением параболы второго порядка.
Впервые предлагаются методика расчета и графики поправочных коэффициентов на контурность к нормам выработки. Общее удорожание тракторных работ по всем видам обработки для структуры посевных площадей южных районов ЦЧЗ в расчете на 1 гектар при радиусах менее 320 м составит 50—60 кон.
И. Предлагается методика экономической оценки организации территории. В ее основу положен суммарный ущерб or смыва почвы, от снижения урожайности из-за стока поды, от влияния рельефа и размера обрабатываемых участков на производительность машин. Уравнения и рабочие номограммы позволяют быстро н достоверно определять экономическую эффективность возможных решении.
" 12. Определены пути территориальной организации полосного земледелия в ЦЧЗ, как ведущего условия па современном этане для внедрения в производство этого перспективного средства борьбы с эрозиен. Рассчитано, что полосное возделывание сельскохозяйственных культур в зоне может обеспечить дополнительный годовой чистый доход около 50 млн. рублей. Разработаны приемы организации полосного возделывания культур в системе рабочих участков, в отдельных нолях и по севообороту в целом для борьбы с эрозиен ог во-сеннсго стока. В полевых севооборотах площадь защитные культур в период весеннего наводка (многолетние травы и озимые), как правило, составляет меньше 50%. Поэтому полосные посевы в этом случае могут создаваться лишь в наиболее эрозпопноопасных полях и рабочих участках.
Полосное* земледелие предъявляет повышенные требовд-
ніш к организации территории. Поэтому на сложных склонах его наиболее целесообразно создавать па основе контурной организации территории. Критическая кривизна полос определяется ее радиусом не менее 60—70 м. В основу расчета допустимых рабочих уклонов н оптимальной ширины полос положены критические, значения факторов, определяющих скорость стекающей воды по склону. Предлагаются шкалы допустимых отклонений ог горизонталей и ширины полос в. зависимости от крутизны склонов и почв для северных II южных районов ЦЧЗ. При необходимости рекомендуется применять корректирующие разворотные линии и выполажи-вающне клинья постоянного залуження в зависимости от формы водосборов.
13. Типичные схемы организации территории и методические рекомендации к ним—первая попытка типизировать землеустроительные решения на склонах. Они представляют собой практическое пособие для противоэрозношюго проектирования. Схемы могут быть территориальной основой, к-которой привязываются все звенья зональных комплексов протнвоэрозионных мероприятии и систем почвозащитного земледелия. Экспериментальные исследования свидетельствуют о значительной их экономической эффективности. '
