Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Система мелиоративных мероприятий по регулированию почвенных процессов, способствующих повышению плодородия различных типов почв и улучшению экологиче

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

1 / 81 2 3 4 5 6 7 8 > Следующая >>>

Российский научно-исследовательский институт

проблем мелиорации

СИСТЕМА МЕЛИОРАТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

ПО РЕГУЛИРОВАНИЮ ПОЧВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ,

СПОСОБСТВУЮЩИХ ПОВЫШЕНИЮ ПЛОДОРОДИЯ

РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПОЧВ И УЛУЧШЕНИЮ

ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ

Новочеркасск

РосНИИПМ

2019

С34

Система мелиоративных мероприятий по регулированию почвенных процессов, способствующих повышению плодородия различных типов почв и улучшению экологического состояния орошаемых земель. – Новочеркасск: РосНИИПМ, 2019. – 77 с.

ISBN 978-5-9909633-9-9

УДК 631.4: 631.6 ББК 40.3, 40.62 С34

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

Е. В. Полуэктов – д-р с.-х. наук, профессор, лауреат премии Правитель-

ства РФ в области науки и техники;

И. Н. Ильинская – д-р с.-х. наук.

АВТОРЫ:

В. Н. Щедрин – акад. РАН, д-р техн. наук, проф.; С. М. Васильев – д-р техн. наук, доц.; Л. М. Докучаева – канд. с.-х. наук; Р. Е. Юркова – канд. с.-х. наук; В. Ц. Челахов – канд. техн. наук; О. Ю. Шалашова – канд. с.-х. наук, доц.

В издании представлены результаты многолетних теоретических и экспериментальных исследований по разработке системы мелиоративных мероприятий по регулированию почвенных процессов, способствующих повышению плодородия различных типов почв и улучшению экологического состояния орошаемых земель. Рассматриваются негативные почвенные процессы, возникающие при длительном регулярном орошении. Обосновываются выбор вида и экологические нормы орошения различных типов почв с периодичностью назначения орошаемых и неорошаемых режимов. Для правильной организации орошения разработаны показатели почвенного плодородия и экологического состояния земель, определяющие режим их использования при циклическом виде орошения и определен набор системных мероприятий по регулированию почвенных процессов различных типов почв.

Издание предназначено для руководителей и специалистов сельхозпредприятий, научных сотрудников и аспирантов.

УДК 631.4: 631.6

ББК 40.3, 40.6

ISBN 978-5-9909633-9-9 © ФГБНУ «РосНИИПМ», 2019

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 4

1 НЕГАТИВНЫЕ ПОЧВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ РЕГУЛЯРНОМ

ОРОШЕНИИ ......................................................................................................... 5

2 ВЫБОР ВИДА ОРОШЕНИЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПОЧВ .............. 10

2.1 Обоснование экологических норм орошения различных типов

почв для оптимизации мелиоративного состояния и почвенного

плодородия ..................................................................................................... 10

2.2 Периодичность назначения орошаемых и неорошаемых режимов ......... 20

2.3 Организация циклического вида орошения ............................................... 22

3 ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЕННОГО ПЛОДОРОДИЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ ЗЕМЕЛЬ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ ИХ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ ВИДЕ ОРОШЕНИЯ ............. 38

4 НАБОР СИСТЕМНЫХ МЕЛИОРАТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО

РЕГУЛИРОВАНИЮ ПОЧВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ...................................... 54

5 АЛГОРИТМ ПРОВЕДЕНИЯ СИСТЕМЫ МЕЛИОРАТИВНЫХ

МЕРОПРИЯТИЙ ПО РЕГУЛИРОВАНИЮ ПОЧВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

НА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ .......................................................................... 57

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ........................................................................... 65

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ............................................ 67

ВВЕДЕНИЕ

Одним из способов гарантированного получения продукции является применение орошения. В России площадь орошаемых земель составляет порядка 4,5 млн га, что значительно меньше, чем в других странах с сопоставимой территорией. Так по данным МКИД в 2007–2010 годах в Индии было порядка 62,0 млн га орошаемых земель, в Китае – 60,0 млн га, в США – 24,7 млн га. Но даже на этой сравнительно небольшой орошаемой площади получаемая урожайность сельскохозяйственных культур в РФ остается низкой. Орошение оказывает значительное влияние на почву и почвенные процессы, присущие каждому типу почв. В условиях орошения изменяется величина увлажнения на 300–500 мм при сохранении других климатических факторов. Опыт прошлых десятилетий орошения различных типов почв показал, что они претерпевают значительные изменения и часто не в лучшую сторону. Повсеместно снизилось плодородие почвы, в т. ч. на черноземах содержание гумуса снизилось на 1–2 %, в то время как наука прогнозировала увеличение плодородия почв в связи с возрастанием количества пожнивных остатков при орошении, которые после гумификации должны были повысить содержание гумуса в почве. К серьезным негативным последствиям для орошаемых земель следует отнести вторичное засоление, осолонцевание, переуплотнение, дегумификацию и другие почвенные процессы.

Для установления причин снижения плодородия почв проведены комплексные исследования почвенных процессов на различных типах орошаемых почв: серых лесных, черноземах, каштановых, бурых полупустынных почвах. На основании данных исследований и сравнительной оценки состояния длительно орошаемых земель для различных типов почв усовершенствована система мероприятий, способствующих повышению плодородия почв и улучшению экологического состояния орошаемых земель в соответствии с выбором режима (орошаемого или неорошаемого) в результате перехода на циклический вид орошения.

1 НЕГАТИВНЫЕ ПОЧВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

ПРИ РЕГУЛЯРНОМ ОРОШЕНИИ

Направленность почвенных процессов определяется многочисленными факторами, но основными из них являются: почвообразующие породы, климат, залегание грунтовых вод и их минерализация, а при орошении дополнительно – минерализация и состав поливной воды, а также севообороты и оросительные нормы при возделывании различных культур.

В процессе исследований выявилось, что на основных изучаемых нами типах почв почвообразующие породы идентичные и представлены лессовидными суглинками и глинами с высоким содержанием карбонатов.

На всех ключевых участках осваивались зерно-кормовые севообороты (З-К), кроме участка на бурых полупустынных почвах, где в севооборотах преобладают кукуруза на зерно и овощи (картофель, лук, морковь, свекла). На различных типах почв при регулярном орошении нормами, соответствующими биологическим потребностям культур, сформировались негативные почвенные процессы, представленные в таблице 1. Большая часть этих процессов (около 60 %) проявляется при использовании повышенных норм орошения и при применении для поливов слабоминерализованной воды сульфатно-натриевого состава. Из таблицы 1 видно, что процессы переуплотнения и выщелачивания проявляются при орошении всех типов почв. К этим процессам на серых лесных почвах и черноземах типичных добавляется процесс подкисления. На черноземах обыкновенных Центрально-Черноземных областей (ЦЧО) при орошении слабоминерализованной водой формируются процессы подщелачивания и агроистощения.

Проблемы, связанные с подъемом уровня грунтовых вод (УГВ), в почвах разные и определяются дренированностью территории, вводимой в орошение, и закладкой каналов в земляном русле или в трубах и т. д.

В серых лесных почвах и черноземах ЦЧО при локальном орошении и естественной дренированности, связанной с наличием большого количества оврагов и балок, подъема УГВ не происходит, и они располагаются глубже 15 м, не оказывая влияния на почвенные процессы.

Условие, норма

увлажнения и

почвенный про-

цесс

Серые

лесные

почвы

Черноземы ЦЧО

Черноземы юга России (Ростовская область)

Темно-

каштано-

вые почвы

Бурые

полупу-

стынные

почвы

типичные

обыкновен-

ные

обыкновенный

комплексный

покров

орошение

пресной

водой

орошение

слабомине-

рализован-

ной водой

чернозем

южный

солонец

орошение слабоми-

нерализованной

водой

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Место проведения исследований

ООО «Авангард», Рязанская обл.

ООО «Дон», Воронежская обл.

ООО «Им. Калинина», Воронежская обл.

ОПХ «РООМС», Ростовская обл.

ООО «Приазовье», Ростовская обл.

ООО «Им. М. В. Фрунзе», Ростовская обл.

ОПХ «ВолжНИИГиМ», Саратовская обл.

ООО «Райгород», Волгоградская обл.

Источники орошения, минерализация (М, г/дм3) и состав поливной воды

пруд М = 0,63, НСО3-Са

пруд М = 0,54, НСО3-Са

пруд М = 0,82, НСО3-Na-Са

Цимлянское водохранилище М = 0,5–0,7, НСО3-Са

Миусский лиман М = 1,2–1,3, SО4-Nа

Веселовское водохранилище М = 1,8–2,0, SО4-Nа

канал Энгельсской ОС М = 0,35, НСО3-Са

канал Райгородской ОС М = 0,43, НСО3-Са

Почвообразующие породы

лессовидные суглинки

лессовидные суглинки и глины с высоким содержанием

карбонатов

лессовидные суглинки

УГВ, м

глубже 3

глубже 15

переменный:

осень – более

3, весной –

менее 3

глубже 3

Севообороты

З-К

З-О

Нормы увлажнения, в том числе:

750

770

850

820

780

630

730

- осадки, мм

610

590

570

500

390

350

190

- оросительная норма*, мм

150 180 200

350

320

390

390 280

540

Таблица 1 – Почвенные процессы различных типов почв при длительном орошении

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Основные почвенные процессы:

- гумификация

+ + + – – – – – –

- дегумификация

– – – + +

+ + +

- переуплотнение

+ + + + +

+ + +

- выщелачивание

+ + + + +

+ + +

- солончаковый

(вторичное засоление)

– – – + – – – – –

- солонцовый

– – –

+ (с глубины

60 см)

+ + +

–

- подщелачивание

– – + – +

+ + –

–

- подкисление

+ + – – – – – – –

- переувлажнение

– – – + – – – – –

- агроистощение

– – + + +

+ + –

–

Процент негативных процессов, %

* – Среднемноголетние значения при длительном орошении.

Продолжение таблицы 1

В черноземах обыкновенных Ростовской области ОПХ «РООМС», где естественная дренированность отсутствует, каналы и оросительная сеть в земляном русле, при неправильном проектировании дренажной системы наблюдается подъем УГВ выше 3 м.

Все это способствует развитию таких процессов как переувлажнение, глубинное вторичное засоление, глубинная солонцеватость, которые проявляются на стыке капиллярной каймы, в основном на глубине 60 см.

Большую роль в развитии почвенных процессов играет минерализация и состав поливной воды. Следует отметить, что пресная вода (0,64–0,53 г/дм3 гидрокарбонатно-кальциевого состава), используемая из прудов для орошения серых лесных почв и черноземов типичных ЦЧО, способствует росту растений, накоплению пожнивно-корневых остатков, а, следовательно, и развитию процессов гумификации, при которых увеличивается содержание гумуса и сохраняется гуматный его состав.

В то же время вода из пруда с минерализацией 0,82 г/дм3 гидрокарбонатно-натриево-кальциевая с содержанием натрия более 20 %, используемая для орошения обыкновенного чернозема, сохраняет способность к накоплению гумуса, но он перестраивается в сторону образования фульватов. Из-за разного качества воды в типичных черноземах длительно орошаемых идет процесс подкисления, а в обыкновенных – процесс подщелачивания.

В обыкновенных черноземах Ростовской области на Миусской ОС, где УГВ залегают глубже 3 м благодаря закрытой оросительной сети, почвенные процессы зависят от качества поливной воды, имеющей минерализацию 1,2– 1,3 г/дм3 сульфатно-натриевого состава. Здесь в результате длительного орошения проявились такие негативные процессы, как поверхностное (в слое 0– 40 см) осолонцевание и подщелачивание. Аналогичные процессы обнаружены после длительного орошения в почвах комплексного покрова – южных черноземах с солонцами.

Агроистощение определяется количеством гумуса в почве, то есть если присутствует процесс гумификации, то обеспеченность элементами питания

высокая. Однако эта закономерность не всегда подтверждается. Чаще всего агроистощение наблюдается в тех почвах, где превалируют негативные процессы. Из таблицы 1 видно, что наибольший процент возникновения таких процессов наблюдается в почвах при близком залегании УГВ (60 %) и при орошении слабоминерализованной водой сульфатно-натриевого состава (от 40 до 60 %). Это проявилось в черноземах обыкновенных ЦЧО (40 %) и Ростовской области (60 %), в южных черноземах, расположенных в комплексе с солонцами (60 %).

Таким образом, сравнительный анализ протекания почвенных процессов на различных типах почв показал, что многие негативные процессы, возникающие при орошении, можно исключить, предусмотрев ряд положений:

- для орошения использовать воду I класса, которая исключает развитие вторичного засоления, натриевого и магниевого осолонцевания, содообразования;

- в случае использования минерализованных вод предусмотреть ряд профилактических мероприятий по снижению их отрицательного воздействия.

Процессы гумификации-дегумификации, переуплотнения, выщелачивания, агроистощения во многом определяются соблюдением технологий орошения и возделывания сельскохозяйственных культур.

Главное условие освоения орошаемых земель состоит в дифференцированном подходе к использованию различных видов почв, то есть должны разрабатывать системные мероприятия для каждого орошаемого участка.

2 ВЫБОР ВИДА ОРОШЕНИЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПОЧВ

2.1 Обоснование экологических норм орошения

различных типов почв для оптимизации мелиоративного

состояния и почвенного плодородия

В настоящее время агропромышленный комплекс и, в частности, мелиорация развивается в сложных экономических условиях. Это связано с тем, что мелиорация сама по себе затратная отрасль и должна иметь эффективную отдачу. Однако мы видим, что на орошаемых землях не дополучаются заданные урожаи возделываемых культур и, к тому же ухудшается экологическое состояние территорий, связанное с развитием серьезных негативных процессов, снижающих почвенное плодородие [1–5].

Применяемая стратегия орошаемого земледелия, направленная в первую очередь на то, чтобы взять от земли как можно больше, неизбежно ведет к снижению естественного (потенциального) плодородия почв [5, 6]. Все делалось и делается для получения высокой урожайности возделываемых культур, в том числе поливы осуществлялись по требованию культуры, но для оптимизации почвенных процессов необходимы совершенно другие условия увлажнения. Учеными установлено, что реализация поливных оросительных норм, рассчитанная строго по дефициту влагозапасов по НВ, чтобы комфортно было растению, приводит к переполиву более 50 % площадей, к ухудшению аэрации почвы, разрушению структуры, накоплению токсичных веществ, вымыванию питательных элементов и т. д. [7].

С ухудшением почвенно-мелиоративного состояния орошаемых земель и поливная вода не содействует получению планируемого урожая. Требуется снижение водной нагрузки на почвы, в связи с чем проведены эксперименты по снижению поливных норм на 20–40 %. В результате при снижении поливных норм до 20 % урожайность возделываемых культур уменьшалась на 7 %, а при 40 % – на 20 %, что экономически не всегда оправдывалось, а по экологическим показателям положительных результатов также достигнуто не было [8]. Но в то же время на землях с хорошим мелиоративным состоянием и

1 / 81 2 3 4 5 6 7 8 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]