Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Система мелиоративных мероприятий по регулированию почвенных процессов, способствующих повышению плодородия различных типов почв и улучшению экологиче
.pdf
Груп-
па
почв
Почва
Супесь
Легкий и средний
суглинок
Тяжелый суглинок и
глина
1 2 3 1 2 3 1 2 3
1 Дерново-
подзолистые
Светло-серые
и серые лесные
Каштановые
и светлокаштановые
75–95
55–75
< 55
78–95
60–78
< 60
80–95
65–80
< 65
2
Темно-серые
лесные
Черноземы
Темнокаштановые
78–95
60–78
< 60
80–95
65–80
< 65
83–95
70–83
< 70
Примечание – 1 – слабодегумифицированные, 2 – среднедегумифицированные,
3 – сильнодегумифицированные почвы.
Почва
Регион
Север
ны
й,
Северо
-Запа
дный
Центральный, ЦЧО
Северо
-Кавка
зский
Волго
-Вя
тский
Поволж
ский
(правобережье)
Заволжский,
Предуральский,
Урал
ьский
Зауральский,
Западно
-Сиб
ирский
Восточно
-
Сиби
рский
1
2 3 4 5 6 7 8
9
Дерново-подзолистые:
- тяжелосуглинистые и глинистые
- средне-и легкосуглинистые
- супесчаные
- песчаные
2,1
1,9
1,4
0,9
2,2
2,0
1,5
1,0
–
–
–
–
2,5
2,3
1,7
1,1
2,5
2,3
1,7
1,1
–
–
–
–
2,6
2,5
1,9
1,9
–
–
–
–
Светло-серые лесные:
- тяжелосуглинистые и глинистые
- средне- и легкосуглинистые
–
–
2,6
2,3
–
–
3,0
2,6
3,2
2,7
3,6
3,1
4,0
3,4
4,8
4,1
Таблица 22 – Нормативные параметры содержания гумуса в почвах
слабо-, средне- и сильнодегумифицированных [38]
В % от эталона
В качестве условного «эталона» в Руководстве по выявлению деградированных почв и земель России для целей государственного контроля за их
охраной и рациональным использованием берется содержание гумуса в пахотном слое в процентах относительно менее выпаханных почв (таблица 23).
Таблица 23 – Усредненные величины содержания гумуса в пахотном
слое (для относительно невыпаханных почв) [38, 39]
51
1
2 3 4 5 6 7 8
9
Серые лесные:
- тяжелосуглинистые и глинистые
- средне- и легкосуглинистые
–
–
3,5
3,0
–
–
4,0
3,5
4,2
3,7
4,6
4,0
5,0
4,3
5,8
5,1
Темно-серые лесные:
- тяжелосуглинистые и глинистые
- средне- и легкосуглинистые
–
–
4,5
3,8
–
–
5,2
4,4
5,4
4,6
6,0
5,2
6,0
5,2
6,7
6,0
Черноземы оподзоленные и выщелоченные:
- тяжелосуглинистые и глинистые
- средне- и легкосуглинистые
–
–
6,0
5,3
–
–
6,7
5,9
7,0
6,2
7,7
6,6
7,0
6,0
7,5
6,5
Черноземы типичные:
- тяжелосуглинистые и глинистые
- средне- и легкосуглинистые
–
–
6,5
5,8
–
–
7,0
6,1
-7,5
6,5
8,0
6,8
8,0
6,8
–
–
Черноземы слабовыщелоченные,
выщелоченные, карбонатные:
- тяжелосуглинистые и глинистые
- средне- и легкосуглинистые
–
–
–
–
4,4
4,7
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Черноземы обыкновенные:
- тяжелосуглинистые и глинистые
- средне- и легкосуглинистые
–
–
5,5
5,0
5,0
4,5
–
–
6,2
5,6
6,7
6,0
6,0
5,4
5,5
5,0
Черноземы южные:
- тяжелосуглинистые и глинистые
- средне- и легкосуглинистые
–
–
4,8
4,3
4,0
3,6
–
–
5,0
4,58
5,4
4,8
5,1
4,6
4,7
4,2
Темно-каштановые:
- тяжелосуглинистые и глинистые
- средне- и легкосуглинистые
- супесчаные
–
–
–
–
–
–
3,3
2,8
2,3
–
–
–
3,7
3,2
2,7
4,0
3,5
3,0
3,8
3,3
2,8
3,7
3,2
2,7
Каштановые:
- тяжелосуглинистые и глинистые
- средне- и легкосуглинистые
- супесчаные
–
–
–
–
–
–
2,7
2,4
1,8
–
–
–
2,9
2,6
2,0
3,2
2,8
2,2
3,0
2,6
2,0
2,8
2,5
1,9
Светло-каштановые:
- тяжелосуглинистые и глинистые
- средне- и легкосуглинистые
- супесчаные
–
–
–
–
–
–
2,0
1,6
1,0
–
–
–
2,2
1,8
1,2
2,4
2,0
1,4
–
–
–
–
–
–
Продолжение таблицы 23
Пример расчета: чернозем обыкновенный тяжелосуглинистый, Воронежская область, пашня. Содержание гумуса в пахотном слое 4,7 %. Согласно таблице «эталонное» его содержание в этой почве для условий ЦЧО составляет 5,5 %. Следовательно, данный чернозем содержит 85 % гумуса по
сравнению с эталоном (4,7 : 5,5 ∙ 100 = 85) и является, таким образом, слабодегумифицированным [32].
Нами предлагается в качестве «эталона» использовать оптимальный
параметр содержания гумуса в исследуемой почве или показатель сильногу-
52
мусированной почвы в градации пахотных почв РФ по степени гумусированности [30, 36, 40].
Таким образом, используя представленные схемы выбора основных
показателей водно-физических, физико-химических и агрохимических
свойств почв можно оценить направленность почвенных процессов для различных типов почвы, что необходимо для определения режима орошения
при освоении земель при циклическом виде орошения, а также, в целом, для
разработки и уточнения системы мелиоративных мероприятий для сохранения и воспроизводства почвенного плодородия.
53
4 НАБОР СИСТЕМНЫХ МЕЛИОРАТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
ПО РЕГУЛИРОВАНИЮ ПОЧВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
Почвы, вовлекаемые в орошение, приобретают ряд негативных свойств
(см. раздел 1). Это в основном связано с невыполнением тех обязательных и
профилактических мероприятий, которые прописаны в проектах по строительству и реконструкции оросительных систем. На данный момент практически все типы почв в зависимости от почвенно-климатических условий, генетических особенностей, а также от антропогенных воздействий требуют
проведения мелиоративных мероприятий (таблица 24).
Так в лесостепной зоне преобладающей мелиорацией является осушительная [41, 42]. Но в то же время при периодическом недостатке атмосферного увлажнения в вегетационный период многие культуры без полива вырастить невозможно, поэтому требуются и оросительные мелиорации. В других зонах применяются оросительные мелиорации.
При всех видах мелиорации для устранения переувлажнения и заболачивания используется дренаж – горизонтальный, вертикальный, комбинированный, биологический [9, 42–51]. Для усиления их эффекта дополнительно
могут нарезаться кротодрены или проводиться глубокое рыхление [30, 52].
Для предотвращения переувлажнения, подъема уровня грунтовых вод,
экономии оросительной воды следует коренным образом изменить и технологию орошения. Поэтому все усилия должны быть направлены на развитие
синхронно-импульсного дождевания (СИД), капельного орошения, обычного
дождевания в сочетании с аэрозольным увлажнением или мелкодисперсным
дождеванием, внутрипочвенного орошения, а также шире применять технологию дискретного полива по бороздам [16, 18, 24, 51, 53–55].
Для всех типов почв при орошении характерно наличие процессов переуплотнения и слитизации, которые ликвидируются также проведением
глубоких рыхлений. Особую озабоченность вызывают процессы, провоцируемые антропогенным воздействием, в частности поливами водой разного качества.
54
55
Природная
зона
Почва
Основные
негативные почвенные процессы
ЭНВП,
м3/га
Мелиоративное мероприятие
Лесостепная
Серая лесная
Переувлажнение и заболачивание,
переуплотнение и слитизация, подкисление
600
Дренаж при осушительных и оросительных мелиорациях. Горизонтальный, вертикальный и комбинированный дренажи могут быть при определенных условиях заменены биологическим. При наличии глеевого
или уплотненного горизонта – кротовый дренаж или
глубокое рыхление. Химическая мелиорация (известкование, фосфоритование и др.). Циклическое орошение с соотношением Ро:Р
неор
режимов на серых
лесных почвах 34:66 %, на черноземах типичных –
37:63 %.
Чернозем выщелоченный
800
Чернозем типичный
1150
Степная
Чернозем обыкновенный
Переувлажнение и заболачивание,
переуплотнение и слитизация, вторичное засоление, подщелачивание и
осолонцевание, дегумификация
1700
Все виды дренажа, глубокое рыхление, промывки,
химическая мелиорация, сидерация, внесение органики и удобрительно-мелиори-рующих компостов и
смесей. Циклическое орошение с соотношением
Ро:Р
неор
режимов на черноземах обыкновенных
41:59 %, на черноземах южных – 49:51 %
Чернозем южный
2000
Сухостепная
Темно-каштановая,
каштановая, солонцы
и солонцовые комплексы
Переувлажнение, переуплотнение,
вторичное засоление, подщелачивание, осолонцевание, декальцинирование, дегумификация, комплексность почвенного покрова
2800
Дренаж, предпочтительнее биологический, промывки, глубокие обработки, химическая мелиорация, мелиоративные обработки, рыхление, сидерация, внесение удобрительно-мелиорирую-щих компостов и
смесей, циклическое орошение с соотношением
Ро:Р
неор
режимов 67:33 %
Полупустынная
Светло-каштановая
Переуплотнение, вторичное засоление, подщелачивание, осолонцевание, декальцинирование, дегумификация, усиление комплексности почвенного покрова.
3450
Все виды дренажа, глубокое рыхление, промывки,
мелиоративные обработки, химическая мелиорация,
сидерация, внесение удобрительно-мелиорирующих
компостов и смесей. Циклическое орошение с соотношением Ро:Р
неор
режимов на светло-каштановых
почвах 70:30 %, на бурых полупустынных – 85:15 %.
Бурая полупустынная
4600
Таблица 24 – Мелиоративные мероприятия на различных типах почв
Так в лесостепной зоне при длительных поливах пресной водой на серых лесных и черноземах типичных усиливаются процессы подкисления, характерные для этих типов почв [28, 55, 56].
Для почв степной и, в особенности, сухостепной и полупустынной зон,
при орошении характерно вторичное засоление, осолонцевание, подщелачивание, декальцинирование, усиление комплексности почвенного покрова. Вышеперечисленные процессы, как видно из таблицы 22, устраняются промывками,
мелиоративными обработками и химической мелиорацией [30, 57–64].
Почвы, расположенные в зональном ряду от степной до пустынной зон,
а именно черноземы, каштановые, бурые полупустынные при орошении в
связи с образованием негативных процессов нередко подвергаются дегумификации и денитрификации [65–68]. Для получения положительного баланса
гумуса необходимо, кроме проведения сидерации, насыщения севооборотов
многолетними травами и внесения органических удобрений, удобрительномелиорирующих средств, создавать соответствующие условия для протекания процессов гумификации и нитрификации, а именно: поддерживать периодически увлажнение на уровне 60–70 % НВ, то есть приближаться к естественным условиям. Это возможно при циклическом орошении, используя
для этого неорошаемый режим. Циклический вид орошения, сохраняющий
плодородие орошаемых земель, необходим для всех типов почв (см. раздел
2). Однако соотношение орошаемых и неорошаемых режимов в различных
почвенно-климатических зонах разное. В лесостепной зоне должен преобладать неорошаемый режим в пределах Р
40–60 %, в степной зоне оно
о:Рнеор
равняется 50:50 %, в сухостепной зоне эти пределы равняются 60:40 %, а в
полупустынной зоне 70(85):30(15) % (таблицы 4, 24).
Таким образом, набор мелиоративных мероприятий, восстанавливающих почвенное плодородие, практически одинаков для всех типов почв. Однако сохранять это плодородие возможно при циклическом виде орошения,
которое поддерживает естественные условия почвообразования и требует соответствующего комплекса агротехнических мероприятий, определяемые соотношением орошаемых и неорошаемых режимов.
56
5 АЛГОРИТМ ПРОВЕДЕНИЯ СИСТЕМЫ МЕЛИОРАТИВНЫХ
МЕРОПРИЯТИЙ ПО РЕГУЛИРОВАНИЮ ПОЧВЕННЫХ
ПРОЦЕССОВ НА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ
В представленной работе алгоритм – это определенная последовательность или порядок действий, который необходимо выполнить для достижения того или иного результата. В нашем случае должна быть выполнена задача оптимизации почвенных процессов на орошаемых землях. Структурная
блок-схема действий представлена на рисунке 5.
Действие 1 предполагает визуальное обследование орошаемого участка
для уточнения его конфигурации, наличия дренажной сети, выявления степени
комплексности почвенного покрова, уточняется уклон местности, неровности
рельефа, а также источник орошения. При наличии солонцовых комплексов
устанавливаются их границы и корректируются контуры солонцовых пятен.
Подготовка планового материала (действие 2) включает сбор и изучение
данных ранее проведенных почвенно-мелиоративных изысканий. Плановым
материалом для изысканий является план внутрихозяйственного землеустройства с наложением на него почвенной карты в масштабе 1:25000 и 1:10000.
На картографической основе подходящего масштаба (на орошении
1:10000) намечают маршруты и места заложения разрезов и скважин, а также
составляется программа работ по обследованию.
Действие 3 предусматривает непосредственное выполнение полевых работ. В натуре орошаемые поля разбиваются на элементарные участки согласно
масштабу обследования. При однородном покрове на 50 га делается один разрез или скважина, при комплексном покрове, что характерно для орошаемых
земель, густоту разрезов или скважин усиливают (один разрез на 5–10 га).
В разрезах описываются мощность генетических горизонтов, глубину
вскипания от 10 % HCl, а самое главное, определяют глубину залегания карбонатов, гипса и, по возможности, легкорастворимых солей. Почвенные образцы из разрезов отбираются по всем генетическим горизонтам, а в скважинах – по слоям 0–20, 20–40, 40–60, 60–80, 80–100, 100–130, 130–160, 160–200,
200–250, 250–300 см.
57
Рисунок 5 – Структурная блок-схема действий проведения
системы мелиоративных мероприятий по регулированию
почвенных процессов на орошаемых землях
При наличии грунтовой воды устанавливается ее уровень и отбирается
проба на анализ. Так же производится отбор пробы воды для анализов и из
источника орошения. Кроме этого, в шурфах или в тех же разрезах определяется плотность сложения почв, рядом определяется водопроницаемость и отбирается образец на агрегатный состав.
Действие 4 осуществляется уже в специальных аккредитованных лабораториях. Чтобы определить необходимость проведения тех или иных мелио-
58
ративных, агротехнических и профилактических мероприятий следует иметь
достаточно информативную характеристику участка. В нее должны войти:
- состав солей и минерализация оросительной воды;
- глубина залегания грунтовых вод и их минерализация;
- степень солонцеватости, подщелачивания и подкисления почв;
- степень гумусированности почв и качественный состав гумуса;
- наличие карбонатов, гипса и глубины их залегания;
- обеспеченность почв элементами питания;
- загрязненность почв и наличие токсичных недоокисленных веществ;
- структурное состояние, плотность сложения и водопроницаемость.
Для установления этих характеристик проводятся следующие виды
анализов:
- состав водной вытяжки [69–74];
- состав почвенного поглощающего комплекса (ППК), а именно: об-
менные Cа, Mg, Nа [75, 76];
- емкость катионного обмена [77];
- гидролитическая кислотность [78];
- рН солевой суспензии [79];
- общий гумус [80];
- групповой и фракционный состав гумуса [81];
- карбонаты [82];
- гипс [82];
- легкогидролизуемый азот [82];
- недоокисленные вещества [82];
- агрегатный состав [82];
- нитраты [83];
- подвижный фосфор и калий [84, 85];
- окислительно-восстановительный потенциал [86];
- валовые и подвижные формы тяжелых металлов (ТМ) [87];
- гранулометрический и микроагрегатный составы [88].
59
В действии 5 дается оценка почвенным процессам по результатам анализов почв и показателям, полученным в полевых условиях. Они разбиты на
несколько групп (рисунок 6).
Рисунок 6 – Оценка почвенных процессов по результатам анализов почв
и показателям, полученным в полевых условиях
Какими показателями и критериями оценивается тот или иной почвенный процесс представлено в разделе 2.
Действие 6 нацелено на разработку мероприятий для устранения негативных почвенных процессов. Но, поскольку возделываемые культуры требуют для своего нормального развития биологических оптимальных оросительных норм (БООН), а почвы – экологических норм водопотребности почвы (ЭНВП), которые значительно ниже БООН, то требуется снизить водную
нагрузку на почву посредством применения циклического вида орошения,
включающего орошаемые и неорошаемые режимы. Подход к организации
ЦО описан в подразделе 2.3. Мелиоративные мероприятия, устраняющие тот
или иной неблагоприятный почвенный процесс и при каком режиме они
должны проводиться и обозначены на рисунке 7.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]