5 1Адаптированные севообороты для мелиорации земель на земледельческие поля орошения.

Для развития АПК необходимо постоянное обеспечение его новыми эффективными адаптированными ресурсосберегающими технологиями, направленными на охрану агроландшафтов от деградаций. Для обоснования рисков загрязнений почвогрунтов и водных объектов от предприятий по переработке сельскохозяйственного сырья разработан комплекс адаптивных и ресурсосберегающих технологий. Он обеспечивает охрану агроландшафтов от деградаций и вписывается в структуру СМК. Выполненные исследования в рамках адаптированных технологий показали, что для повышения АРП агроландшафта необходимо решить основные задачи, к которым от- носятся: предупреждение подтопления полей; охрана земель от переувлажнения и почвы; предупреждение иссушения почвы путем орошения сельскохозяйственных культур современными дождевальными системами и мелиоративная обработка почвы. Агромелиоративная обработка является одним из ключевых приемов сохранения АРП почвы. В настоящее время продолжается процесс деградации агроландшафтов и водных объектов от загрязнений, так как не имеется надежных технологий по утилизации отходов от переработки сельскохозяйственного сырья. Модернизация сельского хозяйства требует внедрения новых и реконструкцию действующих заводов АПК. Для охраны земель и водных объектов от деградаций необходима разработка инновационных эффективных локальных комплексных очистных сооружений (ЛКОС), которые обеспечат очистку сточных вод в пределах территории заводов и при утилизации стоков не нарушат со- стояние окружающей среды, а произведут удобрительный эффект почвы, не загрязняя водные объекты.

10 Результаты мониторинга, как отражаются в системе управления агроландшафтами

Мониторинг параметров — наблюдение за какими-либо параметрами. Результат мониторинга параметров представляет собой совокупность измеренных значений параметров, получаемых на неразрывно примыкающих друг к другу интервалах времени, в течение которых значения параметров существенно не изменяются.

Агроландшафт - природно-территориальный комплекс, естественная растительность которого на подавляющей его части заменена агроценозами. Он характеризуется экологической неустойчивостью. Равновесное состояние агроландшафта поддерживается системой агрономических, мелиоративных и экологических мероприятий. При анализе состояния агроландшафтов необходимо учитывать крутизну, длину, форму и экспозицию склонов, размер контуров, гидрологический режим, тип, разновидность и степень смытости почвы, удаленность от хозяйственных центров и водоисточников, влияние несельскохозяйственных угодий, наличие мелиоративных систем и подъездных путей.

Важнейшим показателем ландшафтов является его структура, т.е. строение, выражающееся в характере внутренних взаимосвязей между слагающими его компонентами, в пространственном расположении и обособленности более мелких ландшафтных комплексов. Структура ландшафтов может быть горизонтальная, вертикальная и временная.

Для оценки мелиоративного состояния агроландшафтов выполняется мониторинг. Мониторинг ландшафта должен быть достаточным и динамичным для оценки МСП. Мониторинг позволяет анализировать природно-техно­генную среду агроландшафта, устанавливать причины воз­никновения негативных процессов (загрязнения природной среды), где наиболее существенным элементом являются динамика УГВ, а также динамика поверхностного стока, изменение кислотно-щелочного баланса почвы, состояние почвенно-поглощающего комплекса (ППК).

? Для устойчивого развития агроландшафтов необходимо создание системы охраны сельскохозяйственных земель, которая обеспечит получение высокой конкурентной урожайности сельскохозяйственных культур. К такой системе относится сельскохозяйственный мелиоративный комплекс.

Сельскохозяйственный мелиоративный комплекс — система природоохранных мероприятий, направленных на восстановление, охрану агроресурсного потенциала

агроландшафтов и сохранение почвенной среды от загрязнений с помощью ресурсосберегающих и адаптированных технологий, для получения высоких и конкурентных урожаев сельскохозяйственных культур.

Сельскохозяйственный мелиоративный комплекс (СМК) с позиции климатической доктрины Российской Федерации создавался и внедрялся в производство, как одно из важнейших условий достижения высоких показателей в сельскохозяйственном производстве, в соответствии с основными положениями Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствияна 2013–2020 годы.

В состав структуры СМК входят адаптированные земельно-охранные системы (АЗОС), которые обеспечивают охрану земельных и водных ресурсов от техногенных загрязнений. АЗОС применяются для охраны агроландшафтов от подтопления и переувлажнения в бассейнах рек, где сосредоточены плодородные земли. ЗОС адаптированы к любым условиям изменения природной или техногенной среды. Для выполнения мероприятий по охране земель и водных ресурсов в составе АЗОС имеются ресурсные модели «агроландшафт — технология», которые изменяют,восстанавливают агроландшафты путем использования адаптированных технологий.

В агропромышленном комплексе имеется проблема загрязнения окружающей среды от отходов предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции. Отходы, в виде производственных стоков попадая на агроландшафты, вызывают деградацию земель, загрязняют грунтовые воды и водные объекты. Воздушная среда поражается вредными выбросами химических веществ. Для решения данной проблемы возникает необходимость в разработке адаптированных ресурсосберегающих технологий утилизации отходов сельскохозяйственного производства. Технологии должны отвечать требованиям охраны земельных и водных ресурсов, условиям адаптации к изменяющейся среде, повышать агроресурсный потенциал и мелиоративное состояние агроландшафта и в конечном итоге обеспечивать высокие

и конкурентные урожаи сельскохозяйственных культур.

Выбор источника является одной из наиболее ответственных задач при проектировании системы водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в ее составе тех или иных сооружений, а следовательно, стоимость и строительства и эксплуатации.

Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:

а) обеспечивать получение из него необходимых количеств воды

с учетом роста водопотребления на перспективу развития объекта;

б) обеспечивать бесперебойность снабжения водой потребителей;

в) давать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает нуждам потребителей или позволяет достичь требуемого качества путем простой и дешевой ее очистки;

г) обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей

затратой средств;

д) обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нару

шал сложившуюся экологическую систему.

Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором расположен объект.

Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к двум основным группам:

а) поверхностные источники — реки (в естественном состоянии или

зарегулированные) и озера;

б) подземные источники — грунтовые и артезианские воды и родники.

По своему дебиту средние и крупные реки могут удовлетворить потребности в воде большинства обычных объектов водоснабжения.

При выборе реки в качестве источника водоснабжения необходимо учитывать сезонные колебания ее расхода с тем, чтобы возможность получения требуемых количеств воды была обеспечена и в период наименьшего расхода воды в реке. Совершенно очевидно, что водоснабжение не может быть основано на реках, периодически пересыхающих или полностью промерзающих в зимнее время (без устройства на них соответствующих водохранилищ).

Характерными качествами речной воды являются относительно большая мутность (особенно в период паводков), высокое содержание

Поверхностные источники характеризуются значительными колебаниями качества воды и количества загрязнений в отдельные периоды года.

Качество воды рек и озер в большой степени зависит от интенсивности выпадения атмосферных осадков, таяния снегов, а также от загрязнения ее поверхностными стоками и сточными водами городов и промышленных предприятий.

Сезонные колебания качества речной воды нередко бывают весьма резкими. В период паводка, как указывалось, сильно возрастает мутность и бактериальная загрязненность воды, но обычно снижается ее жесткость.

Подземные воды, как правило, не содержат взвешенных веществ (т. е. весьма прозрачны) и обычно бесцветны.

Артезианские воды, перекрытые сверху водонепроницаемыми породами, защищены от поступления проникающих с поверхности земли загрязненных стоков и обладают поэтому высокими санитарными качествами. Такими же качествами часто обладают и родниковые воды.

Наряду с этими положительными качествами подземные воды часто сильно минерализованы. В зависимости от характера растворенных в них солей они могут обладать теми или иными отрицательными свойствами (повышенная жесткость, наличие неприятного привкуса, содержание веществ, вредно влияющих на организм человека).

Сравнивая основные показатели качества воды природных источников с основными требованиями к качеству воды главных групп потребителей, можно сделать вывод, что для водоснабжения населенных мест наиболее подходящим источником являются подземные (особенно артезианские и родниковые) воды, если они не сильно минерализованы.

Как сказано, окончательный выбор источника водоснабжения для данного объекта производится в зависимости не только от качества воды в нем, но также от его мощности, удаленности от объекта, стоимости подачи и очистки воды.

Для крупных населенных мест дебит подземных источников весьма часто оказывается недостаточным. В этих случаях, несмотря на отрицательные качества поверхностных вод, приходится использовать их, производя соответствующую очистку.

Практика показывает, что водоснабжение большинства малых и значительной части средних по размерам населенных мест основано на использовании подземных источников.

Для водоснабжения большинства крупных городов приходится полностью или в значительной степени пользоваться поверхностными водами (с соответствующей их очисткой).

Что касается промышленных предприятий, то, как мы видели, наиболее крупные потребители воды могут использовать воду поверхностных источников без всякой ее очистки (или с весьма примитивной очисткой). В то же время для большинства производственных потребителей не допускается использование воды с большой жесткостью. В связи с этим для крупных промышленных потребителей как по качеству, так и по мощности наиболее подходящим источником оказываются поверхностные воды.

Следует отметить, что в настоящее время водоснабжение некоторых крупных промышленных предприятий основано на использовании морской воды. Морская вода, содержащая, как известно, большое количество минеральных солей, обладает относительно невысокой карбонатной жесткостью. Такая вода может быть с успехом применена в производственном водоснабжении для охлаждения.

?Сельскохозяйственный мелиоративный комплекс должен обеспечить устойчивое развитие агроландшафта путем повышения агроресурсного потенциала и мелиоративного состояния почвы для получения конкурентных урожаев сельскохозяйственных культур. Функционирование СМК в заданном режиме может выполняться только на системном уровне с включением подсистемы (природная среда — земельные и водные ресурсы), которая опирается на уровни (технологии), а уровни — на подуровни системы (процессы,обеспечивающие баланс веществ АРП и повышение мелиоративного состояния почвы). В процессы подсистемы включены адаптированные, ресурсосберегающие технологии, которые обеспечивают воспроизводство природной среды.

Следовательно, функционирование СМК обеспечивается в замкнутом цикле геосистемы на техногенном уровне —агроландшафте. В СМК входит природная среда, которая с помощью техногенных компонентов системы обеспечивает устойчивое развитие агроландшафта. К природной среде геосистемы относятся земельные и

водные ресурсы, что является основой производства сельскохозяйственных культур.

К техногенным компонентам системы СМК — комплекс мелиораций (гидромелиоративных, гидротехнических, удобрительных, химических и других), обеспечивающих устойчивость системы и «воспроизводство» биоты. Используя системный подход, обосновали и разработали принципиальную схему модуля сельскохозяйственного мелиоративного комплекса, отображающую замкнутость циклов геосистемы

Система СМК позволяет создавать технологический замкнутый цикл, на основе которого создаются инновационные, адаптированные, ресурсосберегающие технологии для круглогодичной и полной утилизации отходов, охраны ландшафтов и водных объектов от загрязнений. В составе СМК лежат инновационные схемы и процессы утилизации отходов, позволяющие производить круглогодичную утилизацию жидких и твердых отходов от предприятий, участвующих в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции. Для этого разработаны и внедрены комплексные локальные очистные сооружения для консервных заводов и спиртзаводов, которые, используя биологический метод очистки производственных стоков, обеспечивают нормативные условия полной утилизации отходов переработки сырья. Контроль над адаптированными технологиями выполняется с помощью «модели риска», которая позволяет выполнять оценку агроресурсного потенциала до и после применения технологий, оценить мелиоративное состояние агроландшафта, установить, в каком экологическом состоянии находится данная территория.

Перспективным способом утилизации отходов предприятий АПК являются земледельческие поля орошения (ЗПО). Для круглогодичной безотходной утилизации жидких отходов сельскохозяйственного производства и охраны окружающей среды возникает необходимость в дальнейшей модернизации и более широком внедрении ЗПО.

? Индикатор кислотно-щелочного баланса грунтовых вод (рН) – I4.

При переувлажнении почвы необходимо иметь данные по рН грунтовой воды. Изменение кислотно- щелочного баланса почвы под действием щелочной или кислотной воды вызывает падение плодородия почвы, ее угнетение, а, следовательно, это приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур. Поэтому, влияние рН на состояние почвы имеет значение для мелиорации земель. Для нейтральной водной среды, где рН = 7 индикатор риска равен 1, для рН = 5,5 – 7,0 и 7,0 – 7,5 индикатор риска равен 2, для рН = 5,0 – 5,5 и 7,5 – 8,0 индикатор риска равен 3, для рН< 5,0 и> 8,0 индикатор риска равен 4.

Индикатор минерализации грунтовых вод – I5. При подъеме уровня минерализованных грунтовых вод под воздействием факторов происходит вторичное засоление активного корневого слоя почво-грунта. В результате почва деградирует тем больше, чем выше степень минерализации грунтовых вод. В зависимости от химического состава грунтовой воды засоление почвы может быть различным. При засолении почвы происходит ее разрушение, изменение состава катионов, почва теряет плодородие, становится непригодной для выращивания сельскохозяйственных культур. Поэтому, минерализацию грунтовых вод при переувлажнении и подтоплении агроландшафтов необходимо учитывать при разработке комплексных мероприятий по охране земель. Индикатор минерализации грунтовых вод – I5 определяется по степени ее минерализации. При минерализации воды С< 1 г/л индикатор риска I5 = 1, при С = 1 г/л, индикатор риска I5 = 2, при С= 1 – 2 г/л, индикатор риска I5 = 3, при С> 2 г/л, индикатор риска I5= 4.

? Рекультивация земель в системе СМК. Создание замкнутых АЗОС на объектах АПК при строительстве заводов по переработке с/х продукции. Пример рекультивации земель.

Для выполнения мероприятий по охране земель и водных ресурсов в составе АЗОС имеются ресурсные модели «агроландшафт — технология», которые изменяют, восстанавливают агроландшафты путем использования

адаптированных технологий.

В агропромышленном комплексе имеется проблема загрязнения окружающей среды от отходов предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции. Отходы, в виде производственных стоков попадая на агроландшафты, вызывают деградацию земель, загрязняют грунтовые воды и водные объекты. Воздушная среда поражается вредными выбросами химических веществ. Для решения данной проблемы возникает необходимость в разработке адаптированных ресурсосберегающих технологий утилизации отходов сельскохозяйственного производства.

Система СМК позволяет создавать технологический замкнутый цикл, на основе которого создаются инновационные, адаптированные, ресурсосберегающие технологии для круглогодичной и полной утилизации отходов, охраны ландшафтов и водных объектов от загрязнений. В составе СМК лежат инновационные схемы и процессы утилизации отходов, позволяющие производить круглогодичную утилизацию жидких и твердых отходов от предприятий, участвующих в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции. Для этого разработаны и внедрены комплексные локальные очистные сооружения для консервных заводов и спиртзаводов, которые, используя биологический метод очистки производственных стоков, обеспечивают нормативные условия полной утилизации отходов переработки сырья.

Перспективным способом утилизации отходов предприятий АПК являются земледельческие поля орошения (ЗПО). Для круглогодичной безотходной утилизации жидких отходов сельскохозяйственного производства и охраны окружающей среды возникает необходимость в дальнейшей модернизации и более широком внедрении ЗПО.