Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Мелиоративное земледелие
.pdf
Возможно изменение при орошении и гранулометрического состава
почв по профилю. Илистые фракции из пахотного слоя почвы
могут перемещаться в нижние горизонты. В результате на определенной
глубине может возникнуть уплотнённая прослойка, затрудняющая рост
корней, проникновения воздуха и воды. На тяжёлых почвах
обычно формируется на глубине вспашки (плужная подошва),
что проще ликвидировать при условии мощного гумусового слоя
периодической глубокой вспашкой или рыхлением.
Если же гумусовый слой не позволяет это сделать, то восстановить
исходное распределение фракций не удается, хотя разрушить уплотнённый
слой можно глубоким безотвальным рыхлением. На легких почвах
вымывание илистых фракций особенно нежелательно по причине и без того
недостающего их количества в пахотном слое, тем более, что они
перемещаются до глубины 1,5-3,0 м. Снизить это негативное воздействие
орошения на почву возможно применением умеренных норм полива малой
поливной струёй.
Гранулометрический состав почвы может измениться и благодаря
илистым частицам, приносимым поливной водой. При дождевании в
Западной Сибири эти изменения мизерны и их можно не принимать во
внимание, а вот на лиманах (в поймах рек) могут формироваться
«ирригационные» почвы небольшой мощности с измененным
гранулометрическим составом. Особенно благоприятным такой процесс
будет на лёгких почвах, хотя скорость его значительно меньше, чем в
условиях Средней Азии, где в районах древнего орошения мощность
«ирригационных» почв достигает нескольких метров.
Подвержена воздействию оросительной воды и структура почвы.
Особенно опасно быстрое увлажнение сухих агрегатов при поливе каплями
дождя диаметром более 0,5 мм или затоплением, когда под давлением
большой массы воды воздух как бы взрывает агрегаты. Возможным путём
снижения отрицательных последствий будет дождевание машинами с
41
малой интенсивностью и высокой дисперсностью дождя. Однако это не
единственный путь. Важно увеличить водопрочность структурных
агрегатов. А здесь особую важность, кроме оптимального увлажнения,
приобретает внесение органических удобрений.
Таким образом, основной путь решения проблемы в Западной Сибири
– это недопущение переполива и снижение количества подаваемой в
единицу времени воды с меньшим размером капель.
Нельзя забывать и о положительном влиянии орошения на физические
свойства почв. В сибирских условиях при обработке почвы, особенно
основной, редко наблюдается физически спелое состояние почвы. На
орошаемых же участках этого добиваются, если необходимо, специальными
предпахотными поливами. Почва при физической спелости отличается малым удельным сопротивлением, легко поддается обработке, хорошо
крошится приобретая мелкокомковатое строение.
Оросительная вода может улучшать физические воздействия на
биологические факторы (растения, микроорганизмы). Но достичь этого
можно только при правильном ведении системы орошаемого земледелия
(при наличии севооборотов, системы обработки почвы, удобрения и т.д.).
Осушаются, прежде всего, низинные болота, торф у которых
существенно отличается по физическим свойствам от минеральных почв.
Плотность его находится в пределах 0,1-0,4 г/см3, а удельная масса – 1,5-1,8
3
г/см
. Пористость достигает 75-93% (Журавлёв М.З., 1983). После осушения
и освоения болот плотность торфа увеличивается в 2,0-2,5 раза.
Прослеживается чёткая связь этого явления с уменьшением пористости
осушаемых торфов, что в свою очередь связано с их осадкой. Осадке же
способствует усиление разложения торфа при осушении.
42
Химические свойства почв
Орошение оказывает многостороннее влияние на химические
свойства почвы. Оросительная вода действует, прежде всего, как рас-
творитель и как среда, в которой протекают химические процессы. С
увеличением в почве количества воды уменьшается концентрация
почвенного раствора и повышается растворяющее действие воды. Этому
способствует и наличие углекислого газа в оросительной воде. В результате
может наблюдаться рассоление верхнего слоя (опреснение), которое чаще
всего связывают с вымыванием вредных солей (NaCL, Na2S04 и др.).
Вымывание вглубь растворимых питательных веществ наиболее
отчётливо наблюдается на нитратах. При умеренных поливах происходит
некоторое восстановление в верхних слоях почвы растворимых
питательных веществ за счёт испарения и подъёма воды. При обильных же
поливах они могут вымываться из корнеобитаемого слоя безвозвратно. Беда
не только в том, что растения лишаются части питательных веществ.
Опреснение отдельных участков может сопровождаться засолением других
(смежных или нижерасположенных), либо происходит загрязнение
грунтовых вод (особенно нитратами).
Орошение оказывает влияние на химические свойства почвы ещё и
потому, что в оросительной воде всегда содержится то или иное количество
солей, как полезных для растений, так и вредных, засоляющих почву.
Чрезвычайно масштабной в мировом земледелии стала проблема
вторичного засоления, хотя поливная вода является далеко не основной
причиной этого явления. Гораздо опаснее подъём грунтовых вод при
орошении, если они минерализованы.
Вторичное засоление – это процесс ускоренного засоления при
нарушении гидрологического режима. Чтобы этого не допустить,
необходимо четко представлять основные причины вторичного засоления и
сразу планировать меры, которые бы предотвращали, или хотя бы снижали
эти последствия.
43
Первая причина вторичного засоления – потери воды в каналах и на
полях. Меры по снижению этих процессов: облицовка каналов
непроницаемыми экранами; сооружение оросительных каналов в закрытых
трубопроводах, соблюдение норм полива и использование более экономных
способов полива. Все это реально предусмотреть и в сибирских условиях.
Вторая причина вторичного засоления – слаборазвитая сеть
горизонтального дренажа и его недостаточная глубина (1,0-1,5 м вместо 2,5-
3,0 м). Создание дренажной системы требует существенных дополнительных
затрат, но ещё более сложная проблема – удаление дренажных вод. На
Западно-Сибирской низменности при слаборазвитой речной сети это сделать
сложно. А там, где такая возможность есть, встает вопрос засоления и
загрязнения речных вод, являющихся основным источником питьевой воды.
Третья причина вторичного засоления – повышенная минерализация
оросительных вод (до 1,5-2,0 г/л). Воды считаются пресными с плотным
остатком до 1 г/л (менее 0,25-мягкие и 0,25-1,00 – жесткие), солоноватыми 1-10 г/л, солеными – 10-50 г/л и россолами – более 50г/л. Можно применять
для орошения воды с концентрацией 1,5-3,0 и даже 5-7 г/л. (физиологически
растения могут вынести до 10-12 г/л), но для этого нужно в корне изменить
систему орошения, то есть увеличить частоту промывочных поливов, нормы
дренирования и объемы отводимых минерализованных вод, что осуществить
в Западной Сибири крайне затруднительно. Отсюда и практический вывод о
необходимости использования для орошения только пресных вод.
На сегодняшний день вообще не реально говорить о промывке
засоленных почв на сибирской пашне. Несколько иное положение в поймах
крупных рек. Противники развития орошения именно в поймах говорят о
том, что значительные площади пойменных земель засолены. Но засоление
этих почв произошло, прежде всего, из-за отсутствия в течение ряда
десятилетий промывок. Правда, их проводила до этого сам природа за счет
больших периодических половодий. Поэтому ничего страшного не случится,
44
если мы поможем природе в этом деле хотя бы за счёт периодических (в
полноводные годы) попусков воды из водохранилищ.
Гораздо сложнее проблема засоления грунтовых вод. Уже 2-3 г/л
плотного остатка в них, при условии близкого залегания от поверхности,
приводит к постоянному накоплению солей в верхних горизонтах почвы. К
сожалению, в основных зонах орошения Западной Сибири, уровень
грунтовых вод не ниже 4 м. На средне- и тяжелосуглинистых почвах,
составляющих основу орошаемых полей Сибири, высота капиллярного
поднятия воды достигает 4-5 м. В такой ситуации любые отклонения в
засолении грунтовых вод (больше 1 г/л) чреваты засолением.
Проблема засоления грунтовых вод усугубляется на юге Западной
Сибири тем, что на определённой глубине сформировался природный
колоссальный и ежегодно пополняемый запас водорастворимых солей.
Вовлечение его в передвижение с грунтовыми водами к поверхности почвы
из-за неумеренного орошения может вывести из строя обширные площади
плодородных чернозёмов.
Орошение может изменить и реакцию почвенного раствора. Так,
почвы богатые содой при поливе увеличивают щёлочность, а хлорным
железом – кислотность. Следовательно, необходима информация о
возможном направлении изменения реакции в почве при поливе.
Осушение, как и орошение, влияет на химические свойства избыточно
увлажнённых земель (в сибирских условиях это торфяно-болотные почвы).
Химический состав торфа зависит от типа болот, слоя торфа, его
ботанического состава, степени разложения, зольности, вида водного
питания болота, его теплового режима, хода микробиологических процессов
и в дальнейшем, после осушения, от хозяйственных воздействий человека, в
частности механической обработки, внесения удобрений и выращиваемых
культур.
Изменения химических свойств торфа при осушении предопределены
тем, что они зависят от процессов, происходящих в основном между её
45
твёрдой и жидкой фазами почвы. В почве устанавливается подвижное
равновесие между твёрдой частью и почвенным раствором. При осушении
концентрация раствора может возрастать или часть веществ выпадает в
осадок, присоединяясь к твёрдой фазе почвы. Так появляется опасность
засоления излишне минерализованных болот при их осушении. Это
характерно для центральной и южной Барабы, а также для северной
лесостепи Тюменской, Томской, Курганской и Омской областей.
Преобладающим типом болот в северной лесостепи и подтайге
Западной Сибири является низинный. В частности, такие его виды, как
гипново-осоковые (подтайга), займищные тростниковые и осоково-
тростниковые (северная лесостепь). Они формировались под влиянием
атмосферно-намывного типа питания, обеспечивающего на только их
обводнение, но и систематическое поступление с повышенных элементов
рельефа мелкозема и минеральных солей. Благодаря этому, зольность торфа
небольшого и среднего размера болота достаточно удовлетворительная, на
больших массивах она ниже.
Микробиологическая активность почв
Для жизнедеятельности микроорганизмов, как и растений,
необходима определенная влажность почвы, которая нередко близка к
оптимальной влажности для растений. Орошение создает более
благоприятные условия для почвенных микроорганизмов. Но это
заключение верно для оптимального увлажнения. Переполив угнетает
аэробные бактерии, а, значит, окажется в недостатке и конечный продукт их
деятельности, например, нитратный азот.
Можно говорить и об усилении при поливе деятельности
клубеньковых бактерий. В этом случае бобовые культуры могут стать
действительно прекрасным предшественником. А при недостатке влаги
клубеньковые бактерии не только прекращают накопление азота, но даже
забирают его у растений. Отсюда случаи меньшего урожая пшеницы по
46
гороху в сравнении с зерновыми предшественниками. Хотя это далеко не
единственная причина, если вспомнить уровень засорения гороха.
При поливе ускоряется разложение органического вещества, что
особенно заметно по усилению выделения углекислого газа, благотворно
влияющего на растения. Поэтому на поливных землях очень желательно
внесение органических удобрений, хотя и сами орошаемые растения
существенно увеличивают поступление органики в почву за счет буйного
развития всех органов растений, в том числе корневой системы. В целом на
поливе реально увеличение запасов гумуса в почве.
В болотах с застойной водой господствует анаэробиозис. Аэробные
микроорганизмы находятся только в верхнем, просыхающем летом слое
торфа. Деятельность их ослаблена и кратковременна. Именно по этой
причине в болотах и накапливается торф. Жизнь микроорганизмов в почве
становится активной только при уменьшении влажности органического
субстрата до 60-80% полной его влагоёмкости. Следовательно, осушение
коренным образом изменяет условия жизни микроорганизмов и
способствует углублению биологически активного слоя. Однако
оптимизация водного питания микроорганизмов далеко не единственное
условие их активной жизнедеятельности. Им необходимы, как и
культурным растениям, слабокислая или нейтральная реакция почвы,
минеральные элементы питания, хороший доступ воздуха и умеренная
температура.
Осушение усиливает размножение и активность микроорганизмов.
Начиная освоение болота, нужно стремиться активизировать процесс
разложения органического вещества. В старопахотных же торфах, как мы
отмечали и для других процессов, нужно затормозить жизнедеятельность
микроорганизмов, приводящих к большим потерям азота и «сработке»
торфа.
47
Величина и качество урожая
Улучшая водопотребление растений при мелиорации, изменяя
почвенные и микроклиматические условия, мы оказываем глубокое влияние
на рост и развитие растений и, в конечном счёте, на величину и качество
урожая.
Комплекс благоприятных для растений условий, складывающихся на
орошаемых землях, способствует нормальному формированию корневой
системы, хорошему росту и развитию растений, обильному плодоношению
сельскохозяйственных культур. Регулярные и строго нормированные
поливы, полное обеспечение питательными веществами посев
чистосортными семенами, оптимальная густота стояния растений, защита от
сорняков, вредителей и болезней - всё это важнейшие условия получения
большого и вместе с тем высококачественного урожая. Особенно ощутимо
это проявляется в Западной Сибири при поливе растений, когда продукцией
является зелёная масса. Например, буйное развитие трав при орошении
увеличивает долю листьев в общем урожае, а значит, и его качество.
Долгое время считали, что орошение снижает качество зерна (со-
держание белка, клейковины, стекловидность, хлебопекарные качества). Без
регулирования других факторов жизни, это действительно происходит, но
не из-за орошения. В частности, снижение содержания азота в зерне по мере
увеличения влажности почвы обусловлено тем, что на единицу вынесенного
из почвы азота формируется больше углеводов. А наблюдаемое в ряде
случаев снижение содержания протеина в зерне происходит в результате
недостаточной обеспеченности растений минеральным питанием, в первую
очередь азотом. Совместное воздействие орошения и удобрений, в том
числе азотных подкормок, даст самое высокое содержание белка и
клейковины в зерне.
Более реальным представляется снижение процентного содержания
крахмала в клубнях картофеля при орошении, хотя его валовые сборы
48
значительно увеличиваются. Здесь особенно нежелательным будет
избыточное увлажнение в завершающей стадии формирования урожая.
Необходимо ещё раз подчеркнуть возможность получения каче-
ственной продукции только при оптимальном увлажнении почвы
орошаемых участков на фоне оптимизации всех остальных факторов и
условий их роста и развития.
На осушаемых землях качество получаемой продукции резко воз-
растает по той простой причине, что происходит практически полная замена
произраставших болотных растений на культурные. В дальнейшем важно
выдержать оптимальные нормы осушения и тем самым не допустить
восстановления естественной растительности. Однако на торфяно-болотных
почвах после осушения возникает и специфическая проблема, о которой
говорилось выше - избыточное азотное питание, в результате чего может
ухудшиться качество продукции. Пути ликвидации диспропорции в
соотношении N:Р:К – внесение фосфорно-калийных удобрений
(интенсивный путь) или уменьшение нормы осушения, приводящее к
ослаблению минерализации торфа.
Не следует сбрасывать со счёта и возможность получения каче-
ственной продукции путем правильного подбора культур и определения
цели их возделывания. Например, общеизвестно низкое качество клубней
продовольственного картофеля, выращиваемого на торфяно-болотных
почвах. Однако реально получение здесь семенного материала свободного
от ряда заболеваний, в том числе парши.
49
Практическое занятие 4
№
Масса пустой
чашки, г
Масса чашки с
сухим остатком
после
выпаривания, г
Масса чашки с
сухим остатком
после
охлаждения, г
Масса
сухого
остатка, г
Масса
сухого
остатка, г/л
1 2
3
4 5
6
7
Определение степени засоления оросительной воды (2 часа)
Цель работы: освоить методику определения плотного остатка в
оросительной воде.
Ход работы: вода пяти видов представлена в колбах под номерами. В
каждом из двух звеньев взвешивают по 5 алюминиевых чашек, берут
пипеткой воду (25 мл) из колб, сливают во взвешенные чашки, ставят на
водяную баню и выпаривают досуха, не давая кипеть. После выпаривания
чашку с сухим остатком просушивают 30 минут в сушильном шкафу при
температуре 1050С, охлаждают в эксикаторе и снова взвешивают. По разнице
масс чашек с сухим остатком и пустой находят массу сухого остатка и
переводят в г/л. Данные заносят в таблицу 3.
Таблица 3 – Определение степени засоления оросительной воды
колбах. При этом учитывают содержание сухого остатка:
В заключении делают вывод о степени засоления воды в разных
менее 0,25 г/л – вода пресная мягкая;
0,25-1,00 г/л – вода пресная жёсткая;
1,01-10,00 г/л – вода солоноватая;
10,01-50,00 г/л – вода солёная;
50,01 и более – рассол.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]