Экологические аспекты мелиорации засоленных орошаемых почв аридных регионов

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Сельскохозяйственные науки


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 631.4. 631. 6
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МЕЛИОРАЦИИ ЗАСОЛЕННЫХ ОРОШАЕМЫХ ПОЧВ АРИДНЫХ РЕГИОНОВ
© 2008 Мирзоев Э. М. -Р., Баламирзоев М. А. Прикаспийский институт биологических ресурсов ДНЦ РАН
Изложены влагосберегающие технологии и способы мелиорации засоленных орошаемых почв Прикаспийской низменности.
Water-saving technologies and ways of improvement of salted irrigated soils of the Caspian lowland are given.
Ключевые слова: мелиорация, засоленные почвы, аридный регион, орошение, рассоление.
Keywords: land improvement, salted soils, arid region, irrigation, brining.
Существующие традиционные методы мелиорации засоленных почв, как известно, связаны со значительными капитальными затратами и большим расходом пресной воды на промывки и поддержание промывного режима орошения. Расход воды при этом колеблется в пределах от 10−20 тыс. м3/га до 50 тыс. м3/га. Результаты научных исследований [4, 5, 7, 9, 10]
свидетельствуют об имеющих место отрицательных последствиях
поверхностного орошения, связанных с нерегламентированным использованием поливной воды. Развивающиеся в результате этого негативные почвенные процессы, такие, как дегумификация, обескальциевание, ощелачивание,
слитизация, вторичное засоление, осолонцевание, заболачивание, приводят к разрыву взаимосвязи возделываемых культур со средой обитания — почвой. Они снижают производительную способность почв и приводят к полной потере почвенного плодородия.
Исследования показывают, что поверхностный гидроморфный режим увлажнения почв является экологически негативным и порочным [1]. В аридных условиях Прикаспийской низменности
Дагестана ни капитального, ни коренного, ни бессрочного рассоления почв не происходит. Это подтверждают наши повторные солевые съемки как на староорошаемых почвах, так и на почвах рисовых инженерных систем,
эксплуатируемых длительное время с годовым расходом пресной воды 25−30 тыс. м3/га и более. Наибольшее рассоление под рисом достигается в пахотном слое почвы, а в отдельных случаях в слое 0−30 см отмечается накопление солей, связанное с наличием глинистых горизонтов [3]. Положительные
результаты мелиоративного освоения сильнозасоленных почв под рисовники являются недолговечными и
неустойчивыми [6]. Лишняя вода вовлекает в новый гидрохимический круговорот геологически
стабилизировавшиеся (консервированные) на определенной глубине древние солевые аккумуляции Прикаспия.
При автоморфном режиме увлажнения почв естественными
атмосферными осадками, которые составляют от 250 до 400 мм в год в условиях Прикаспийской низменности, на неорошаемых почвах солевые накопления отмечаются с глубин 10, 20
и 30 см, в зависимости от гранулометрического состава
генетических горизонтов. Чем легче гранулометрический состав, тем глубже солевые накопления из-за хорошей
водопроницаемости. Это и побудило нас к созданию оптимального водносолевого режима почвы за счет
дополнения недостающих атмосферных осадков для возделываемых культур с использованием дождевальных и капельных технологий подачи воды без проведения длительных промывок с затратой большого объема пресной
воды. Экспериментальные исследования были выполнены на трудно-
мелиорируемых лугово-каштановых глинистых сильносолончаковых почвах участка «Г ерменчик» Дагестанского НИИСХ. Глубина залегания грунтовых вод 3,5−4,0 м, минерализация 30−40 г/л. Исходное засоление почв имело 0,9−2,0% солей на массу сухой почвы. Тип засоления — хлоридно-сульфатный. Содержание гумуса в почве очень низкое — в пределах 2,33−2,65%. Общая скважность в слое 0−20 см составляет 50,8%, которая является одновременно и
показателем полной влагоемкости (ПВ) почв. Почвы имеют высокую плотность (1,38 г/см3) и низкую
водопроницаемость, коэффициент
фильтрации их составляет 0,03−0,08 м/сутки. Для увеличения
водопроницаемости и рассоления почв была разработана принципиально новая технология подготовки почвы под посев [8]. Она включает: устройство вдоль уклона поля кротовых дрен на глубине
0,8 м через 1,0 м, сопряженных с кротовым собирателем закрытого или открытого типа- устройство щелевых дрен на глубине 0,7 м через 1,0 м перпендикулярно к кротовым дренам- глубокую вспашку без оборота пласта или глубокое рыхление (40−60 см) и подготовку поля под посев (дискование, боронование). При этом почвенный профиль сильно разрыхляется с образованием множества трещин, а под почвой на заданной глубине (0,7−0,8 м) образуется своеобразная щелевокротодренажная отточная сетка. Водопроницаемость почвы в этом случае увеличивается в 18 раз (табл. 1).
Таблица 1
Водопроницаемость почвы опытного образца
Водопроницаемость, мм/мин
Варианты 1-й час 2-й час 3-й час 4-й час 5-й час 6-й час сред. за 6 часов
Контроль 0,28 0,04 0,04 0,05 0,03 0,03 0,08
Щелево-кротодренажная сетка под почвой с глубокой вспашкой без оборота 3,82 1,22 1,13 0,94 0,79 0,79 1,45
Вслед за посевом культуры люцерны проводились поливы дождеванием с использованием ДМ «Волжанка». До и после этого полива выполнялись солевые съемки почвогрунтов. Поливы
проводились нормами 150−250 м3/га и 250 350 м3/га с учетом потребности
возделываемой культуры, дополняя
недостающие атмосферные осадки, при пороге влажности активного
корнеобитаемого слоя почвы 70−80% ПВ. Динамика солевого режима почвы исследовалась методом повторных съемок на стационарных площадках, что подтвердило эффективность разработки по оптимизации солевого режима почв в активном корнеобитаемом слое для растений (табл. 2, 3).
Таблица 2
Изменение солевого состава почвы при орошении дождеванием
Глубина Ионы Весна Осень % от ис- Солевой состав
Весна Осень
соли мг-экв. % соли мг-экв. %
0−30 СОэ& quot- Не обнар. Не обнар. — Са (НСО3)2 0,79 8,95 Са (НСО3)2 0,59 6,27
НСОэ'- 0,79 0,59 74,68 СаSO4 0,69 7,82 СаSO4 3,13 33,30
Сі'- 2,32 1,48 63,79 MgSO4 1,44 16,32 MgSO4 2,82 30,00
SO4& quot- 5,71 7,33 128,37 Na2SO4 3,68 40,58 Na2SO4 1,38 14,69
Са& quot- 1,48 3,72 251,30 ЫаС! 2,32 26,33 N3^ 1,48 15,74
1^& quot- 1,44 2,82 195,83
№'- 5,90 2,86 48,47 Сумма 8,82 100 Сумма 9,40 100
30−100 СОэ& quot- Не обнар. Не обнар. — Са (НСО3)2 0,68 2,90 Са (НСО3)2 0,57 3,08
НСОэ'- 0,68 0,57 83,82 Са SO4 6,11 26,12 СаSO4 6,07 32,79
СІ'- 4,36 3,01 69,04 MgSO4 4,28 18,30 MgSO4 5,41 29,23
SO4& quot- 18,35 14,93 81,91 Na2SO4 7,96 34,04 Na2SO4 3,45 18,64
Са& quot- 6,79 6,64 97,79 ЫаС! 4,36 18,64 №С! 3,01 16,26
Мд& quot- 4,28 5,41 126,40
№'- 12,32 6,46 52,44 Сумма 23,39 100 Сумма 18,51 100
Таблица 3
Солевой режим почвы при дождевании
Соли в слое 0−50 см. Исходное 1-й полив 2-й полив 3-й полив
СІ, мг-экв 1,35 0,90 0,54 0,43
SO4, мг-экв 9,25 8,87 7,78 4,31
СІ, % 100 66,7 40,0 31,8
SO4, % 100 95,9 84,1 46,6
Содержание солей по хлору и сульфатам составило 1,48−3,01 мг-экв и 7,33−14,03 мг-экв, соответственно против исходного содержания их 2,32−4,36 мг-экв и 5,71−18,35 мг-экв на массу сухой почвы. При этом произошло улучшение качественного состава солей за счет снижения содержания солей сильных
оснований и сильных кислот (КаС1, Ка28 04) соответственно до 15,74−16,26% и 14,69−18,64% против исходного содержания их 18,64−26,33% и 34,0440,58%. Данные солевых съемок почв до начала орошения и после 7-летнего орошения представлены солевыми
профилями (рис. 1).
Рис. 1. Солевые профили трудномелиорируемых почв и их изменение при орошении дождеванием
Результаты исследований показывают, что вопреки существующему мнению в мировой практике о неэффективности дождевания на засоленных и склонных к засолению почвах ввиду усиления процессов вторичного засоления автоморфный режим увлажнения почв, дополняя недостающие атмосферные осадки для возделываемых культур с использованием дождевальных машин, обеспечивает постепенное рассоление корнеобитаемого слоя почвенного профиля и не вызывает процессов вторичного засоления почв. При орошении дождеванием на
экспериментальном поле было получено по 350−450 ц/га зеленой массы люцерны.
На луговых тяжелосуглинистых среднесолончаковых почвах
капельно-
молодого
колхозе
экспериментального участка струйного орошения яблоневого сада в «Хасанайский» Бабаюртовского района также отмечено значительное снижение содержания в почвенном профиле легкорастворимых солей. Содержание хлористых и вредных сернокислых солей в метровом слое почвы составило соответственно: 0,19−0,26мг-экв и 1,174,45 мг-экв против исходного содержания их 0,4−0,6 мг-экв и 4,7−7,0 мг-экв на массу сухой почвы. Снижение содержания хлористых и вредных сернокислых солей при этом составило соответственно 52,5−56,7% и 36,4−75,1% по отношению к исходному их содержанию (рис. 2).
Рис. 2. Солевые профили почв и их изменение при капельном орошении
Выполненные исследования
указывают на возможность перехода к новому направлению мелиорации почв аридных регионов по типу автоморфного режима увлажнения, который, дополняя недостающие атмосферные осадки для возделывания сельскохозяйственных культур с использованием
дождевальных, капельных и других водосберегающих технологий подачи воды на орошение [1, 2], улучшает мелиоративное состояние земель за счет сохранения стабильности естественного уровня минерализованных грунтовых вод путем исключения
ненормированных поливов, приводящих к подъему грунтовых вод и вторичному засолению почв. При оросительных мелиорациях по типу режима увлажнения необходимости капиталоемких
коллекторно-дренажных и оросительных систем в земляном русле. Переход на
автоморфного почв нет строительства загущенных
водосберегающие технологии орошения позволит экономить оросительную воду, что имеет большое значение в связи с прогнозом острого дефицита пресной воды в ближайшем будущем.
Исходя из выполненных исследований, можно сделать следующие выводы:
1. Автоморфный режим увлажнения
орошаемых почв аридных регионов, дополняя недостающие атмосферные осадки, с применением экологически безопасных водосберегающих
технологий замкнутого цикла (по трубопроводам без утечки воды) с использованием дождевых, капельных и других способов подачи воды, отвечает принципам сохранения экологического равновесия зональных природных условий почвообразования.
2. Переход к новому направлению мелиорации орошаемых почв аридных регионов по типу автоморфного режима их увлажнения явится новой стратегией развития ирригации в XXI столетии.
Примечания
1. Айдаров И. П. Принципы разработки ресурсосберегающих природоохранных и экологически безопасных технологий мелиорации сельскохозяйственных земель. Мелиорация и водное
хозяйство. 1993. № 1. — С. 31−32. 2. Айдамиров Д. С. Совершенствование эксплуатации
оросительных систем. — Махачкала: Издательство «Юпитер», 2003. — 521 с. 3. Андрюшин М. А., Зверева Л. Д. Опыт рассоления почв дельты Терека культурой риса при глубокой водоотводящей сети // Почвоведение. 1970. № 2. — С. 119−132. 4. Балабикян Р. А., Попов А. А. Изменение свойств и плодородия обыкновенных (предкавказских) черноземов Нижнего Дона при орошении // Изв. СКНЦВШ. Естественные науки. 1988. № 1. — С. 9−12. 5. Волобуев В. Р. Научные основы мелиорации тяжелых засоленных земель // Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания «Прогрессивные методы мелиорации и освоения тяжелых засоленных почв» (21−23 апреля, г. Баку). — М.: Издательство ЦБНТ Минводхоза СССР, 1981. 6. Добровольский Г. В., Федоров К. Н., Стасюк И. В., Можарова Н. В., Быкова Е. П. Типизация структурного почвенного покрова равнинного Дагестана и его антропогенная устойчивость // Почвоведение. 1991. № 3. — С. 5−14. 7. Зайдельман Ф. Р. Гидрологический фактор
антропогенной деградации почв и меры ее предотвращения // Почвоведение. 2000. № 1. — С. 1272−1284. 8. Мирзоев Э. М. -Р. Способ рассоления орошаемых земель. Авторское
свидетельство СССР. № 709 758. 1979. 9. Морозова А. С. Мелиорация засоленных почв //
Степные просторы. 1990. № 7. — С. 20−21. 10. Попов А. А., Попов А. Ал. Экологическое
обоснование дренажа орошаемых земель на Северном Кавказе // Изв. СКНЦВШ. Естественные науки. 1991. № 1. — С. 21−25

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой