УДК 631.626.1 Открытая сеть каналов
ГРНТИ 68.31 Сельскохозяйственная мелиорация
ОКСО 35.06.01 Сельское хозяйство
ББК 4 СЕЛЬСКОЕ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ И ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
ТБК 5607 Сельскохозяйственная мелиорация
BISAC TEC003000 Agriculture / General
Активное развитие инфраструктуры г. Москвы приводит к нарушению водного баланса, способствует формированию участков с нарушенным водным режимом. Разработан комплекс агротехнических, биологических и мелиоративных мероприятий для оптимизации водного режима урбанизированной переувлажненной территории с целью сельскохозяйственного использования и озеленения
мелиорация, осушение, канал, агромелиоративные мероприятия
Введение. Осушительная система является комплексом сооружений, необходимых для удаления избыточной гравитационной влаги из горизонтов почвенного профиля. Осушительная система разработана на территории агроэкологического стационара ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. Она состоит из следующих составных частей: канал водоприемник, магистральный канал, ловчий канал, дренажная система, трубы переезда, использование агроприемов, барьерный каскад.
Схема опытного участка представлена на рис. 1. Применение всех или отдельных элементов сети обусловлено причинами заболачивания и подтопления почв осушаемого объекта. Осушительные мелиоративные мероприятия представлены на рис. 2.
Цель исследования. Разработать систему агротехнических, биологических и мелиоративных мероприятий регулирования водного режима на переувлажненных территориях для создания благоприятных условий развития сельскохозяйственных культур и влаголюбивых растений на урбанизированных землях. Результаты исследования Ловчий канал. Лучевой дренаж – это специализированная система осушения территории, состоящая из центрального сборного коллектора и отходящих от него радиально расположенных дрен (дренажных труб или каналов), напоминающих лучи солнца или спицы колеса [3]. В нашем случае созданы 9 дрен и общий сборный коллектор. Вода просачивается в трубы лучевых дрен. Благодаря уклону, заданному при укладке, вода самотеком стекает по лучам в центральный коллектор, а оттуда отводится за пределы участка (в магистральный канал). Учитывая особенности участка, данная система обладает рядом значительных преимуществ по сравнению с другими типами дренажа. Девять лучей равномерно распределены по всей территории, обеспечивая быстрый и эффективный сбор воды с большой площади в одну точку (коллектор). Это особенно выгодно на обширном, относительно ровном участке, который авторам было необходимо осушить. Все 9 дрен сводятся в один центральный коллектор. Это упрощает монтаж точки сброса и контроль за работой системы в целом. Спроектированный уклон лучей обеспечивает эффективный самотек воды к коллектору, минимизируя риск застоя. На сельскохозяйственных полях лучевая система создает меньше препятствий для движения техники по сравнению с сеткой параллельных канав или дрен.
Рис. 1. Осушительная система опытного участка: 1 – канал водоприемник; 2 – канал магистральный; 3 – труба переезда; 4 – ловчий канал; 5 – дренажная система; 6 – каскад; 7 – агроприемы Агромелиоративные мероприятия Открытые осушители Агромероприятия Каскад Агроприемы Дренажная система Магистральный канал Водоприемник Ловчий канал
Рис. 2. Блок-схема агромелиоративных мероприятий
Систему можно адаптировать, варьируя длину и уклон лучей, чтобы эффективно осушать участки с небольшими перепадами высот, сходящимися к открытому коллектору. [3] Дренажная система. Произведено усовершенствование сооружения, обеспечивающего безэрозионный сброс поверхностного стока путем внедрения упрощенных аналогов быстротоков и дренажных систем на территориях, прилегающих к откосам каналов [2]. Принцип построения данной конструкции, следующий: на небольшом отдалении от бровки нагорного канала параллельно линии дна, строится дренажная канава, имеющее трапециевидное сечение. Далее на участках, где возможен размыв почвы, возводятся водостоки – аналоги бетонных быстротоков.
Отличие проектируемого дренажа от обычного быстротока в том, что вместо бетонного лотка закладывается пластиковая труба, частично засыпанная грунтом. Пластиковые водоотводные трубы достаточно крупного диаметра для предотвращения их засорения мелкими камнями и песком, которые должны смываться дождевой водой, поступательно текущей вниз, внутри труб под углом 15° и более к горизонту. Выходная часть сложена каменной наброской, которая служит для фильтрации сбрасываемых потоков, а также является опорой для водосбросной трубы. Во входной части пластиковая труба закреплена либо глиной, либо бетоном. Водостоки расположены в порядке, близком к «шахматному». Каскад. В опыте закладывали три вида влаголюбивых растений. Объект исследования расположен внутри осушительной системы, которая представляет собой донное основание шириной 3 м и длиной 150 м. Боковые склоны в пределах 20…35° уклона. Направление уклона канала совпадает с местами закладки опытных растений.
В опытах использовали влаголюбивые культуры с разными биологическими особенностями в потребности влаги (мох, тростник, ирис и рогоз). Для слоя 40 см в каждый чек необходимо подсыпать по 24 м2 смеси опилок с низинным торфом [5]. При разработке технологии создания плантаций влаголюбивых культур на заболачиваемой территории следует ориентироваться на вегетативное или семенное размножение растений [4]. Агроприем. Рельеф участка однороден, изредка встречаются низменности, где активно могут накапливаться подвижные формы питательных элементов. Особенности рельефа во многом обусловлены активным использованием агротехники. В целом, перепад высот составляет 1,7 м. Макрорельеф представлен холмисто-увалистой моренной равниной. Почвообразующие породы представлены преимущественно двучленными и флювиогляциальными отложениями. Фиксируется повышенное содержание подвижных соединений фосфора и калия на участке (среднее содержание P2O5 125 мг/кг и K2O 83 мг/кг (по Мачигину), что может быть объяснено внесением 200 т/га навоза КРС, в котором содержатся фосфатные пищевые добавки; содержание подвижных форм тяжелых металлов близко к ПДК, для недопущения превышения нормативов рекомендуется проведение фиторемедиации.
Проведение мониторинга снежного покрова в течение двух лет показало, что в 2019 г. наблюдается незначительное превышение общей жесткости, также в рамках подготовки к новому агрономическому сезону определялся влагозапас, который в 2018 г. составил 1050 т/га, а в 2019 г. – 852 т/га, что позволяет обеспечить растения почвенной влагой вплоть до наступления фазы двух листьев даже при позднем посеве; превышения ПДК для вод хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения анализируемых показателей не обнаружено, за исключением незначительного превышения общей жесткости (содержание CaCO3 в 2019 г. – 10 мг/л (что больше значения ПДК равного 8,5 мг/л). Проводя мониторинг культур по шкале Цадокса, отмечено заметное влияние гидротермически условий на развитие растений. Культуры опередили средний статистический график роста и развития растений на 8 дней при ГТК=0,9. Количество сорных растений на 1 м2 доходило до 88 шт. (по шкале: сильная засоренность), что могло привести к потери до 30% урожая, в результате гербицидной обработки засоренность снизилась до 5 сорняков на 1 м2 . Превышение эколого-экономического порога по количеству вредителей наблюдался в начале стадии выхода в трубку. Прибегнув к использованию инсектицида и фунгицида, колонии вредителей и заболеваемость культур сведены к минимуму [1].
Заключение. Выполнено создание водоотводящих, противоэрозийных и водосборных систем, примененных на проблемных участках, позволило решить многолетнюю проблему нестабильности водного баланса. Наблюдения показали эффективность мелиоративных мероприятий, который отразился на устойчивом росте и развитие сельскохозяйственных и влаголюбивых культур.
1. Джанчаров, Т. М. Влияние абиотических факторов на рост и развитие яровых растений в условиях Экологического стационара / Т. М. Джанчаров, Д. И. Шаламов, А. Т. Котрелева // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. – 2024. – № 4-2. – С. 10-16.
2. Жук, А. Ф. Предотвращение потерь влаги на сток / А. Ф. Жук, М. Б. Халилов // Инновационные технологии в АПК : Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Махачкала, 27–28 марта 2017 года. – Махачкала: Дагестанский государственный аграрный университет им. М.М. Джамбулатова, 2017. – С. 7-12.
3. Типизация условий сооружения лучевых дренажей на подтопляемых территориях / О. В. Хрянина, М. А. Круглова, А. М. Куряева, В. А. Радаев // Журнал технических исследований. – 2020. – Т. 6, № 1. – С. 31-36.
4. Шаламов, В. К. Гвоздь // Международная научная конференция молодых учёных и специалистов, посвящённая 180-летию со дня рождения К.А. Тимирязева : Сборник статей, Москва, 05–07 июня 2023 года. – Москва: Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К.А. Тимирязева, 2023. – С. 179-184.
5. Шаламов, Д. И. Экологическая оценка влияния тяжёлых металлов и аллелотоксичности в почвах влаголюбивых культур в условиях экологического стационара РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева / Д. И.
6. Шевченко, В. А. Комплексная мелиорация - основа технологического обеспечения продовольственной безопасности и сохранения плодородия почв / В. А. Шевченко, Л. В. Кирейчева // Природообустройство. – 2025. – № 1. – С. 6-12.
7. Economic and legal aspects of budgetary sphere formation / R. Livanova, S. Pasternak, O. Mamrukova [et al.] // Revista Juridica. – 2024. – Vol. 3, No. 79. – P. 652-660.
