Оросительная и осушительная мелиорация почв

Экологам важно развивать навыки мышления, памяти и логики. В ноябре 2019 разработан новый игровой тренажер "Микробиолог". Нестандартные задания + игровая форма = отличный результат.

Узнать детали

Оросительная и осушительная мелиорация почв


Антропогенное воздействие на почву  проявляется при оросительной мелиорации. Наблюдаются следующие  процессы  деградации почв:

1. Усиленная инфильтрация поливной воды увеличивает миграцию веществ и приводит к подъему уровня грунтовых вод.

2.      Развитие ирригационной эрозии.

3.      Ухудшение агрофизических свойств, уплотнение почвы, коркообразование.

4.      Деструктурирование, уменьшение водопрочности агрегатов.

5.      Вторичное засоление и осолонцевание.

6.      Ухудшение качества гумуса, усиление его подвижности. Дегумификация.

Выделяют несколько причин развития процессов деградации почв при орошении: природные, технологические, экономические. Среди природных причин  можно назвать следующие: глинистый состав почвы, небольшое содержание гумуса, наличие обменного натрия и солей тяжелых металлов на небольшой глубине; слабая дренированность территорий, близкое залегание грунтовых вод; наличие в почве солевого, глеевого горизонтов. К технологическим причинам деградации почв относятся неправильная агротехника, (например, выворачивание на поверхность  засоленных пластов), несовершенство оросительных систем и др. С большой скоростью процессы деградации почв происходят при поливах минерализованными или водами неудовлетворительного качества. Степень деградации почв различна, от слабой, практически не влияющей на функционирование почв и урожаи (снижение  < 10%) до катастрофической (снижение урожая на 75-90%).

Ежегодно за земном шаре вследствие засоления выходит из оборота 200-300 тыс.га орошаемых земель. Засоление почвы – это накопление растворимых солей и обменного натрия в концентрациях, не допустимых для нормального роста и развития растений. Среди засоленных почв различают солончаковые с высокой концентрацией растворимых солей; солонцеватые, содержащие более 5-10% обменного натрия; солончаки и солонцы. Даже при слабом засолении  урожайность кукурузы  уменьшается на 40-50%, пшеницы  - на 50-60%. Засоление почвы возможно при неправильной агротехнике, выворачивании на поверхность засоленных слоев, чрезмерной  нагрузке скота на пастбищах. Причиной засоления почвы могут быть сами поливные воды, если они содержат повышенные концентрации растворимых солей. Часто засоление происходит  вследствие обогащения почвы солями, которые содержатся в грунтовых водах. Одновременно с повышением уровня грунтовых вод происходит подъем влаги по капиллярам  к поверхности почвы, где накапливаются соли по мере испарения воды в ней. Чем суше климат и тем тяжелее почва по механическому составу, тем в большей степени выражен этот процесс. При увеличенных нормах полива, потерях оросительной воды из каналов повышается уровень грунтовых вод. Следовательно, происходит вторичное засоление почв.

 Один из факторов засоления - ветер. Ветер переносит соленую пыль в глубь континентов. Такое явление наблюдается в Приаралье, где ветром усиливается вынос солей и пыли с осушенного дна моря. Засоление почвы происходит иногда под влиянием галофитной растительности.

Для борьбы с вторичным засолением используются следующие мероприятия:

1.      Дренаж территории с использованием труб, укладываемых на глубину 1,0-1,8 м с расстоянием между дренами от 5 до 15 м.

2.      Использование внутрипочвенного, капельного, мелкодисперсного и импульсного орошения. В связи с малыми нормами орошения вероятность засоления  уменьшается.

3.      Бетонное экранирование  русел магистральных каналов.

4.      Промывка почвы пресными водами.

5.      Создание лесных полос по каналам обеспечивает постоянство уровня грунтовых вод, т.к. деревья перехватывают и транспирируют фильтрующуюся воду.

На солонцеватых почвах степи и полупустыни рекомендуется гипсование, способствующее удалению солей  натрия из почвы. На этих землях применяют трехярусную вспашку, при которой солонцовый горизонт перемешивается с карбонатным.

Меры восстановления и предотвращения деградации орошаемых почв  следующие:

1.       Рационализация водопользования (режим орошения в СНГ и сопредельных странах с нормами до 300 м3/ год). Увлажнение почвы исходя из расчетного слоя, в котором 85% корней, и в зависимости от фенофазы растений.

2.       Противоэрозионные приемы: уменьшение диаметра  капель искусственного дождя, предварительный полив малыми нормами, мульчирование поверхности соломой и др.

3.       Техническое совершенствование оросительной техники, оросительных систем.

4.       Применение набора научно-обоснованных приемов агротехники (щелевание, дискование  и др.) и перенос части ранне-весенних обработок почвы (вызывающих уплотнение) на осенний период.

5.       Меры для повышения устойчивости почв и улучшения структуры почв, содержания в них гумуса: применение удобрений, структурообразователей, мелиорантов, посев многолетних  трав и запашка промежуточных культур и т.д.

6.       Дренаж территории.

7.       Промывка почв.

Последствия проведения осушительной мелиорации на почву многообразны. Это вид мелиорации влияет прежде всего на водно-физические, агрохимические свойства почвы.  Мелиорация в большей степени влияет на почвы легкого механического состава (рыхлые супеси, связные и рыхлые пески), т.к. они обладают хорошими фильтрационными свойствами и слабой водоаккумулирующей способностью. Глинистые и суглинистые почвы обладают высокой водоудерживающей способностью, что препятствует отводу избыточной влаги даже при их непосредственном  осушении.

При осушении торфяно-болотных почв улучшаются их водно-физические свойства, вследствие чего усиливается минерализация органического вещества и освобождаются питательные элементы, уменьшается кислотность почвенного раствора. Однако, в результате неправильного сельскохозяйственного использования осушенных торфяников происходит «сработка» торфа и получает развитие ветровая эрозия. Так, в Полесье под действием просадки, минерализации и дефляции ежегодно уменьшается слой торфа на 1 — 2 см. Потери торфа от ветровой эрозии при возделывании пропашных культур составляют 2—3 т/га, зерновых – около 1 т/га.

В результате осушительной мелиорации площадь торфяных болот сократилась  в Великобритании на 50%, в Германии – на 61%, в Нидерландах – на 95%, в Дании – на 70%.

С понижением влажности и плотности торфа резко изменяется соотношение между его твердой, жидкой и газообразной фазами, что влечет изменение температурного режима. Тепловые свойства торфа увеличивают вероятность заморозков, их интенсивность и продолжительность. Так, на осушенных и освоенных болотах заморозки на 3 — 40  ниже, чем на неосушенных. Кроме того, на этих территориях учащаются атмосферные засухи.

В результате осушительной мелиорации снижается уровень грунтовых вод. Это обусловлено уменьшением уровня воды в водоприемнике и резким  уменьшением атмосферных осадков в период массового гидромелиоративного строительства. Например, в некоторых районах Украинского Полесья снизилось годовое количество осадков на 10-11%, количество засушливых дней увеличилось в 2 раза. Снижение уровня грунтовых вод на прилегающих территориях произошло в радиусе 1,5-10 км от объекта осушения, а по глубине залегания – до 1 м. При этом в результате уменьшения поверхностного стока и величины испарения может наблюдаться  увеличение  подземного стока до 10 раз. Возрастает общая минерализация воды за счет концентрации хлоридов и сульфатов.

Рациональное использование мелиорированных болотных и заболоченных комплексов означает, что:

1.      торфяно-болотные почвы с мощностью торфа до 1 м нужно использовать под многолетние травы, долголетние сенокосы и пастбища;

2.      торфяно-болотные почвы с мощностью торфа более 1 м использовать в зернотравяных севооборотах (многолетние травы должны занимать не менее 50 % посевных площадей), под луговые угодья;

3.      мелиорированные песчаные и супесчаные почвы допускается использовать в качестве пашни при условии повышения плодородия почвы путем сидерации и применения химических средств;

4.      глинистые и суглинистые мелиорированные почвы использовать, исходя из специализации и экономического состояния хозяйств;

5.      сельскохозяйственное использование пойменных земель должно обеспечить не только сохранение и повышение их плодородия, но и предотвращение загрязнения речных вод удобрениями, пестицидами, тяжелыми металлами;

6.      для предотвращения ветровой эрозии на торфяниках необходимо применять противоэрозионные мероприятия.

Предыдущие материалы: Следующие материалы: