Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Гидротермический и солевой режимы почв Южного Урала и их регулирование

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Гидротермический и солевой режимы почв Южного Урала и их регулирование"

На правах рукописи

ПАНОВ Георгий Александрович г

ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЙ И СОЛЕВОЙ РЕЖИМЫ ПОЧВ ЮЖНОГО УРАЛА И ИХ РЕГУЛИРОВАНИЕ

Специальность 06,01.02 - Мелиорация, рекультивация

и охрана почв

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Москва 2001

; , На правах рукописи ;

ПАНОВ Георгий Александрович

ь I ; _ : - •, -.и.

ГИДРОТЕРМИЧЕСКИПII СОЛЕВОЙ РЕЖИМЫ ПОЧВ ЮЖНОГО УРАЛА И ИХ РЕГУЛИРОВАНИЕ

■ Специальность 06.01.02 - Мелиорация, рекультивация : ■ >■ ^ - Л и охрана почв , • •

■ ' Автореферат * ; ' ■ ■

диссертации на соискание ученой степени доктора 7 , сельскохозяйственных наук

•• ценТРАЛЬНАЙ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА: Моск. со-пь^-го^оз академии и:.(. К; А*( имшяееэа.

И но. ЫадсП^

Москва

2001

Работа выполнена' во Всероссийском научно-исследовательском ин-• ституте комплексного использования и охраны водных ресурсов (Рос-

ниивх). ..Лл л : -Л-

• ' Научный консультант: у доктор сельскохозяйственных наук

'/У; У' . !! V Муромцев Н.А..' - ^ < .V

- :Официальные оппоненты: .'доктор сельскохозяйственных наук -

"".Л ' ■ '." ■';: "'Л 'БондаревЛ.Г. л;:;:; 'Т '-. '

;■". ; - ^ ^ . " доктор биологических наук, ■ - -

1 ;;Профессор Судницын И.И.;;»;,:

у. ; ; ;:( доктор сельскохозяйственных

; 1 V л"? наук, профессор Шуравипин А.В. , "

-■..'VВедущая организация:^;;Московская; сельскохозяйственная .: ; - ^ ■ 1; ••••' ...<.• академия им. К,А. Тимирязева

.. Защита состоится -«2001 г. в 10 часов наза-:. седании диссертационного совета Д 120.76,01 в Почвенном инетту--те им; В.В. Докучаева! (109017, Москва,Ж-17, Пыжевский переулок,,

V С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке почвенного института '■;.■.. ' -; ; .

- Автореферат разослан &1 г. ; '' ^ ■ ■- •

■ ■ ■ ; ^(' '~ ,1 • V Г4- ■ ■ г.. ..

ьп"1 ..'..'^ -.. ^^ч» ■ ' -п -■

Ученый секретарь : ■ диссертационного совета • »■ \ • • кандидат биологических наук . " ■ ■ ' ~ - И.Н. Любимова

,. .... - ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Только высокий прирост продуктивности гектара пашни обеспечит сельскомухозяйствувыход из глубокого экономического кризиса:' Кардинальным приёмом увеличения урожайности сельскохозяйственных культур в условиях недостаточного й крайне неравномерного распределения атмосферных осадков является оросительная "мелиорация почв. Региональные особенности почвообразования, специфика антропогенной эволюции и генезиса чернозёма на Южном Урале требуют совершенствования научных разработок и опьгга, заимствованных из традиционно орошаемых регионов страны. Для разработки теоретических основ экологически обоснованной системы землепользования, построенной на комплексной мелиорации недостаточно увлажненных почв; необходимы исследования естественного и регулируемого процессов обмена энергией, влагой и солями между биологически активным слоеми окружающей средой. Прирост урожайности сельскохозяйственных культур • возможен при условии непременного совершенствования существующих методик и методов определения направленности обмена веществом и -энергией между почвой и окружающей средой.-:* ' *.—V 1

- Биологическая продуктивность чернозема на Южном Урале в целом высокая. В благоприятные годы, которые наблюдаются один раз в 20 лет, урожайность зерновых культур превышает 6 т/га, - капусты 15-20 т/га, -многолетних трав на сено 12-15.т/га. Существующий разрыв между фактической и потенциально возможной урожайностью сельскохозяйственных культур может быть прёодолён за счёт сокращения дефицита водопо-требления в биологически активном слое почв. В настоящее времяиз-за дефицита водопотребления растений недобор урожая превышает 60-80% от потенциально возможной продуктивности чернозема. *■■■".

" Актуальной проблемой мелиоративного почвоведения является регулирование водного и тесно связанного с ним солевого режима орошаемых почв, сокращение непроизводительных потерь оросительной воды и предотвращение подъёма уровней грунтовых вод.' Эта проблема может быть решена на основе изучения региональных особенностей почвенных режимов, совершенствования приёмов охраны и воспроизводства плодородия мелиорируемых почв. ;*■'■•■■■ ■: у-:.

Целью исследований явилась разработка теории," методологии и методик комплексного регулирования почвенных режимов (водного, температурного и солевого) оросительной мелиорацией. ; ■

Реализация поставленной цели достигалась при поэтапном решении следующих задач: . ч '•"■ - ' ■ - .•". "'V • • 'г1-'= ' .

' ' '1) изучить особенности гидротермического и солевого режимов оро-- шаемых почв в зависимости от обеспеченности их ресурсами тепла и вла-

" ; 2) выявить зависимости между основными показателями водного и температурного режимов орошаемых почв;' '. - ;;. ; ' ^ 1 .■ ■ .'■'"■V установить закономерности влияния водного и температурного режимов на соленакопление'в биологйЧески активном- слое ирригационно-пщроморфных пота ¿'условиях варьирующей обеспеченности ресурсами ^татпаивлаги;'V _ ^ V■ *.V' -V .'Л '••' ■

Í ■ 4) разработать рациональные приемы регулирования почвенных ре-"жимов оросительной мелиорацией в годы расчетной обеспеченности ре-сурсамитепла и влаги, '.у',- [ '' - . . t" _ '. ' ;* '• '

! - ¡ Научная новизна работы заключается в следующем: • > ; j; ,>. ' ; установлены закономерности и особенности формирования водно-

i ■ го, солевого и температурного режимов орошаемых чернозёмов; г :; ; ; -ч t ■- : разработаны: модели влагосолепереноса в зоне аэрации ирригаци-> онно-гидроморфных почв, построенные на использовании легкодоступной информацииагромстеостанций;»>■'j^. .•• •

-установлена причина засоления ирр игационн о-гидроморф ных почв i, и определена критическая глубина залегания грунтовых вод. ."л-\.í">;.■; , >'t ■ . - впервые разработан расчетный метод определения мощности биологически активного слоя чернозема и ирригационно-гадроморф-ных почв, í Южного Урала; • ;• : :•; ".г-- , .•.'• ••;: , • :;„ •. 'г. : .-.-л .-■ -v-y.'. получены зависимости эвапотранспирации от температуры почвы и

от концентрации солей в почвенном растворе; . v ; . ■ : ■ ;

■г-, г: ¡V разработана методика установления .экологически обоснованного -с режима орошения сельскохозяйственных культур на годы расчётной обеспеченности чернозема ресурсами тепла; •;- 0 г v.-1. - '.к. ■■' :-■.= ?■-. ' > í~ V. - "i впервые выполнено районирование. территории ■ области по коэф-" фициенту естественного увлажнения, (КУ); на годы расч&гиой обеспечен-"у НОСТИ ресурсами тепла; V. : ^ - • ; "„■•{■■'• , . .'. '■■ .-

^1 :лполучены модели продуктивности мелиорированного гектара чер-■;■ нозема в зависимости от коэффициента увлажнения.<->._•'.>.•" .--;,■"

,На защиту выносятся следующие положения:^ ; ч, ', -: и • г • • .'v 1.• Обоснование расчетного метода определения и мощность биологически активного слоя орошаемых почв. .'„'-.у---- ■■ í .i л. > ; л - - , 2. Установленные закономерности и особенности формирования вод- ного, солевого и температурного режимов черноземов.!, ,' V ' . ; Г • vi - ¿ 3." Модели '. влагосолепереноса- в ; зоне аэрации - ирригационно-. гидроморф ных почв. ^ :. • i . • . v .,• .: ? , ■• • ^ - '4; Обоснование причин засоления ирригационно-гидроморфных почв Г. и критической глубины залегания грунтовых вод: ■,' - ^ J - . Л, ; : : . . 5. .Районирование территории Челябинской области по коэффициенту естественного увлажнения 'на годы.расчётной обеспеченности ресурсами

; Практическая ценность работы заключается в следующем: - I : ' .

¿разработаны. экологически обоснованные режимы орошения, : сокращающие потерн оросительной воды на инфильтрацию,; предотвращающие подъем УГВ • и развитие процессов вторичного засоления, ос о-лонцевания орошаемых почв; > . -■ /„ ,.;, у, << '

• разработан расчётный метод определения биологически активного слоя и доказано, что приёмы регулирования в этом слое водного, температурного и солевого режимов чернозёма Южного Урала позволяют в значительной мереповысить продуктивность агрофитоценозов;. ■ ; - приведена методика прогноза обеспеченности года ресурсами тепла и влаги и получены модели естественной продуктивности почв в завн-симости ОТ КУ. • , , •• г . . . .V-.;.. ; .• > у;; •;>; V ' ■

Личный вклад автора. Научные разработки, составляющие суть данной работы, выполнены лично автором и по его инициативе в рамках задания 01.02. «Разработать единую систему водопользования в орошаемом земледелии страны (ЕСНВО), обеспечивающую повышение эффективности использования и экономию воды, а также соблюдение требований охраны водных и земельных ресурсов и в установленном порядке представить в ГОСПЛАН СССР, ГКНТ и Минводхоз СССР» в 1990 г. Часть экспериментальных данных получена совместно с кандидатом .технических наук А.А. Дерннгером. -.у -и.. г л'-'л;*. !

; Реализация результатов. исследований. Научные разработки использованы в проектировании оросительных систем на-Южном:Урале проектно-изыскателъским институтом ЮжУралгипроводхоз, при планировании водопользования в орошаемом земледелии Челябинским областным управлением мелиорации и водного хозяйства. Экологически обоснованные оросительные и поливные нормы внедрены в практику эксплуатации оросительных систем Челябинской области и показали высокий экологический и экономический эффект. Для внедрения режимов орошения сельскохозяйственных , культур. была организована и эффективно функционировала научно-производственная система «Мелиорация». Ч '

Апробация <работы. I Результаты -. исследованийпредставлялись * на -конференциях и. совещаниях, проводимых в'.Таджикистане (Ура-Тюбе, 1987), в Казахстане (Алма-Ата,'1988), на. Украине. (Севастополь,-1988; Днепропетровск, 1989; Одесса, 1990); в Белоруссии (Горки,1991;:Минск, -1991), • в - России : (Грозны й,,.1987, - Коломна, ■ 1988,. г Саратов, , 1991,Свердловск, 1991, Свердловск, 1991,-.Челябинск, 1982, .1986,¿1986, .1987, 1987, 1987,. 1988,-1989, 1989, 1997, 1998, 1999, 1999, 2000, 2000) на Ш съезде Докучаевского общества почвоведов (Суздаль, 2000). г - > ;

V . Публикации. Результаты исследований опубликованы в 45 печатных рабОТаХ. ' : -'..Г'..:^;:'^'^-Г1"^--'.^; ' / 'Г'-М''- 1 ,

- ■ Объем и * структура работы,' Диссертационная работа состоит из

• . введения, 5 глав,-выводов и предложений производству,1 списка йспользо-"

• • ванной литературы н приложений. - ^'Ч';^---^-.* - ■

> V ^Работа изложена на '373 ■ страницах машинописного текста," имеет 88 таблиц, 31 "рисунок, 3 приложения. Список использованной литературы; ;:содержит 273 наименования. V ' • -г. = '

• • г..-'.....'' > . : • - :>::;. .. • .■;.?, : •с,."- и ; :■ ¡/'

• г- , ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ. ; , ;

- -7 В главе 1 рассмотрены природные условия Челябинской области:. ^ : Исследования, * изложенные в научных трудах Н.Д Буданова (1964),

• Н.П. Вербицкой (1960,'1974Х И.П. Герасимова (1948,1964), Кувшиновой / КВ. (1960,1968), Ю.Д. Кушниренко (1968, 1981), Г.А; Маландина (1936), " ' А.И. Оборина; (1959/1968), Л. И, Судаковой (1972); Л.Е. Черняевой, А.М. ■': Чер няева: (1968,\1978)и других авторов^' указывают на' то, что Южный

Урал характеризуется сложными природными условия ми.-1;' ■ Г'-; '--Территория; Челябинской области простирается! в' пределах - горной ': лесной,' лесостепной и степной зон.'Климат,'как фактор почвообразования, ' " континентальный.^ Континентальность' климата проявляется в коротком

■ • лете (110-140 дней), в продолжительной и холодной зиме, в высокой ам-' плитуде температуры' воздухаи почвы, в периодически повторяющейся "; атмосферной и почвенной засухе. Следствием континентальности климата

тявляегсявысокая степень.изменчивости обеспеченности почв ресурсами 2 тепла и влаги.. • '-^¡¿М/ / . ■••Л;.^ "•' ч;.• ; гУ

: - ;! Средняя годовая температура воздуха составляет 1,3°С, абсолютный минимум температуры - -48°С. - Средняя ■ арифметическая годовой суммы - атмосферных осадков,' составляет 447- мм, испаряемости - 587 мм. Если . учесть, что 35-40% зимних осадков расходуется на поверхностный сток, то

■ ..;": такое соотношение осадков и испаряемости указывает на необходимость •. регулирования водного режима почв орошением.. V • • • • ...*•'.• ..;:•

, Ограниченные ресурсы тепла и влаги на Южном .Урале лребуют применения специально разработанной системы землепользования и возделы-

- вания раннеспелых сортов сельскохозяйственных культур. . . . а .*

С ) Геоморфология территории области отличается высоким разнообра-;7зием.': Рельеф .горной -лесной зоны; представленневысокими старыми .Уральскими горами. Хребты Уральских гор размещены в меридиональном . ' :направле1ши и «отгораживают» территорию Зауралья от влияния воздуш-

- с' ныХ 'Масс Атлантического; океана. Открытость территории Зауралья для

: вторжения'воздушных холодных масс из Арктики и суховейных —из Казахстана усиливает континентальность климата. • ••'•'"'• . ..;•; : < < * •■ . / Абсолютные отметки горной лесной зоны составляют500-800 м. Восточные предгорья Уральских гор постепенно переходят в Зауральскую ! - возвышенную равнину с абсолютными отметками высот 500-200 м и об-■"; ■ щим уклоном поверхности на северо-восток. '.;■■ ■ ~ -'-'■■■ '';'.';-■

' - Зауральская возвышенная равнина расчленена речными долинами и озерными котловинами. Врез рек достигает, местами до 50-60 м. Зауральская возвышенная равнина находится в междуречье левых притоков Тобола: рек Русская Теча, Миасс,' Уй: Естественная дренированностъ почв в речных долинах хорошая/Невысокая минерализация речного стока и благоприятный химический состав солей являются:стимулом для развития орошаемого земледелия. Зауральская. возвышенная равнина: постепенно переходит в Западно-Сибирскую низменность.«•¡•■п- : г- / .- - . -г »: Западно-Сибирская низменность■ представляет собой почти плоскую

- аккумулятивную озерно-морскую равнину, слабо расчлененную речной сетью с небольшим уклоном на северо-восток. Абсолютные отметки высот междуречий бассейна-реки Тобол составляют 140-160 м. густота речной, сети не превышает 0,05-0,07 км/км2. Минерализация воды в озерах изме-

* няется в широком диапазоне/ Высокоминерализованные и минерализованные воды озер имеют неблагоприятный состав солей для орошения. Орошаемое земледелие на территорий Западно-Сибирской'низменности сопряжено с риском подтопления и развития вторичного засоления, осолонце-вания орошаемого чернозёма. ■ ...•< г:. --г

■■*;■.■ Геологическое строение.' Уральская горная страна переходит в платформенное образование - Сибирскую плиту. Современный облик горной части области сформировался "под* влиянием, вертикальных - движений древних складчато-сбросо в ых' массивов, эрозионной деятельности рек с

- продолжительными во времени процессами выветривания. ; ■ : - ^

- ' Гидрогеояого-мелиоративпые условия:-На территории Зауральской возвышенной равнины - большую роль играют подземные воды эоцен-верхнемелового водоносного горизонта, являющегося верхним сяг поверх" ности и наиболее водообильным. Глубина залегания подземных вод изме-*" няется от 5 до 20 м. Питание подземных вод осуществляется за счет ин-

■ фильтрации атмосферных осадков, а разгрузка подземных вод происходит

■ ;в речные долины. Минерализация грунтовых вод изменяется в пределах от

• 0,3 до 0,6 г/л. По химическому составу они гидрокарбонатные кальциевые. ^ В лесостепной зоне получили распространение грунтовые_ воды типа ■'. верховодки, которые формируются на глинах неогена. Водоносность этих

отложений незначительная. Источником питания являются атмосферные осадки. Верховодки оказывают существенное влияние на процессы почвообразования в условиях ненормированного орошаемого земледелия.---! : На терршории Западно-Сибирской низменности'грунтовые воды в ; покровных суглинках имеют повышенную минерализацию до 5 г/л, а по

- химическому составу хлоридно-сульфатные калыщево-натриевые. - ■ 1 ?

Перспектива расширения площади орошаемых земель имеет благо-5 приятную' гидрогеологическую ситуацию на Зауральской возвышенной

- равнине. На территории Западно-Сибирской низменности орошаемое земледелие следует развивать осторожно и только в" долинах рек. Слабая есте-

; ственная дренирован ность территории несет угрозу подъема уровней минерализованных грунтовых вод и развитие процессов засоления и осолон-цевания орошаемых ПОЧВ.' : ■ ; , ■ . ; , ■;

Водные ресурсы. Большая часть ресурсов речного стока Челябинской области формируется в горной лесной зоне. Доступными для использования в орошаемом земледелии являются ресурсы рек: Урал, Миасс, УЙ, То-тузак, Аят, Синташты, Объем годового речного стока в Челябинской области составляет примерно 7,5 км5. , ,

Речной сток северо-западной части области имеет минерализацию 0,2. 0,5 г/л гадрокарбонатно-сульфатный кальциевый состав солей (Сим, Юрюзань, Ай, Миасс, Уй, Урал). Реки юго-восточной часта области слабоминерализованные (1,5-2,6 г/л), с хлоридно-сульфатным натриевым составом солей (Синташты, Аят, Тогузак). - ■■■■,. .г

Около 90% площади орошаемых земель поливается водой речного стока. Ирригационные показатели качества воды хорошие, л ,

Почвы. Земельный фонд Челябинской области насчитывает 8852,9 тыс. га. Площадь пашни составляет 3082,7 тыс. га, в том числе 87,6 тыс. га орошаемых почв. Наличие орошаемых почв (3,8% от площади пашни) указывает на поиск интенсивных форм ведения сельского хозяйства. Продуктивность : мелиорированного гектара пашни, превышает продуктивность чернозёма в богарном земледелии в 3-5 раз, что является свидетельством высокой эффективности оросительной мелиорации.

Почвенный покров горной лесной зоны представлен горными серыми лесными почвами, горными черноземами оподзоленными, горными черноземами выщелоченными. Сельское хозяйство получило небольшое раз-

Большая часть лесостепной зоны представлена черноземом выщелоченным, который имеет высокий бонитет плодородия: Мощность гумусо-во-аккумулятнвного горизонта.варьирует в пределах от 30 до 50 см. Содержание гумуса 6-8%. В пахотном горизонте содержание азота и фосфора - низкое, а калия - высокое. По гранулометрическому составу преобладают среднесуглинисгые, тяжелосуглинистые и глинистые разновидности. Почвенный поглощающий комплекс насыщен основаниями (90% от емкости поглощения), где на долю кальция приходится более 80-85%. По актуальной кислотности чернозем выщелоченный характеризуется слабокислой, нейтральной реакцией почвенного раствора (рН=6,2-7,1).Потенциальная кислотность* обусловлена обменной (рН=5,1-5,7) и гидролитической кислотностью (Нг =2,5-3,2 мг-экв/кг почвы). Отношение углерода к азоту в составе гумуса составляет 14,8-22,8^ что указывает на низкое содержание лабильного гумуса и валового азота. , , ,

Большую часть степной зоны занимают черноземы обыкновенные. На юге области почвенный покров степной зоны представлен черноземом южным. По гранулометрическому составу чернозем обыкновешшй отно-

' сится к тяжелосуглинистой и глинистой разновидностям. Агрофизические - свойства хорошие и удовлетворительные. Емкость поглощения составляет ' 38-49 мг-экв. на 100 г почвы.На долю поглощенных оснований пр'иходиг-" ся более 90%. Доля обменного натрия может достигать 7,0-9,4% от емко-стн поглощения. Реакшм почвенного раствора нейтральная/слабощелоч-: 'ная. Содержание гумуса изменяетсяот 4,7 до 6,7%, содержание валового .■ азота колеблется в пределах 0,203-0,368%. Содержание фосфора в 2,0-2,5 . ' раза ниже, чем в черноземе выщелоченном. Запасы подвижного и обмен- ' ного калия высокие.'Соотношение органического углерода и азотавчер-/ ноземе обыкновенномсоставляет 10,2-15,1, чтоуказывает. на большую "биологическую активность и более высокие запасы лабильного гумуса, , чем в черноземе выщелоченном.^ ' ; ; -, , Г

. Черноземы южные сформировались в условиях сухой степи, напоч-'вообразующих породахтяжелосуглинисгого и глинистого гранулометри- ' , ",ческого состава.^ Реакция водной,' солевой вьггяжек'слабощелочная. Содержание гумуса составляет 4,5%, валового азота 0,24-0,27 %," подвижного ' . фосфора низкое, а обмениого'и подвижного калия высокое. Соотношение ' углерода и азота в органическом веществе составляет 8,0-9,8. , . , ; '

В главе 2 «Объекты и методика исследований» описаны свойства

* * ■ /орошаемых черноземов и ирригационно-падроморфных почв, приведена ■ .*

также методика исследований почвенных режимов. , ^ ^ г <.... ^ . . л У,

, ... Объектами исследований явились чернозёмы выщелоченный, обык- „

новенный, южный и ирригацнонно-гидроморфные почвы. В орошаемое л . земледелие вовлечены главным образом среднегумусные, среднемощные

* "".'". Т виды, среднесуглинистые, тяжелосуглинистые разновидности чернозёма. . ■ - ,

,. В гу^сово-аккумулятивном горизонтеисследуемыепочвы имеют хо-( , рошие агрофизические свойства. В переходном горизонте В резко возрас-: тает плотность естественного сложения, сшшается водопроницаемость.

1 Из-за высокого содержания ила максимальная гигроскопичность достигает 10,2:16,2% от массы почвы. Наименьшая влагоёмкостьв пахотном горизонте составляет 31,5-32,8%,в переходном горизонте В снижается до

* 27,2-28,3% от массы почвы. Диапазон активной влаги ¿ гумусовом горизонте составляет 45%, в переходномгоризонте снижается до 31-35%. Общая сквЬкностъ, пористость аэрации в гумусовом горизонте хорошая, в ' переходном горизонте В неудовлетворительная. Использование необоснованно завышенных норм полива вызывает переувлажнение, заболачивание .

• ." . и развитие процессов засоления почв, ' ' ..' , ! " , ! ' ■" '

г . Орошаемый чернозём .выщелоченный характеризуется укороченным; почвенным профилем. Содержание^гумуса в пахотном горизонте состав. < . ляег 6,0-6,5%'Мощность гумусового горизонта 42-48 см^ По грануломег-'■ . р11ческому составу встречаются преимущественно средне- итяжйлосугли- . .

, нистые разновидности с содержанием ила от 15 до 42%, физической глины/

; л* от 28 до 60%. Струстурное состояние пахотного горизонта чернозема вы- . ■ ; •.i <_' щелоченного; неудовлетворительное. -Содержание водопрочных агрегатов .,.>0,25 мм не превышает40%, Плотность естественного сложения в пахотном горизонте изменяется от 1,0 до 1,25 i/см3, в переходном горизонте В / . ^.возрастает до 1,30-1,43 г/см', в почвообразующей породе увеличивается до [у '.":-: 1,65-1,71г/см3, Общая пористость в биологически активном слое юменя-í- ; ется в пределе от 57t до 61%, водоудерживающая способность (Whb) > '- - . ¡ , Г j *32,3-36,8%," пористость аэрации .24,2-24,7%"от объёма',, Водопроницае- -Д-• МОСГЬ С поверхности хорошая, коэффициент фильтрации 1,2-1,5 мм/мин, В -

' ' . горизЫгге В она удовлетворительная, коэффициент фильтрации уменьша-- ■ \ . ется до 0,5 мм/мин.' В почвообразующей породе водопроницаемость не- *"

- . удовлетворительная,, * коэффициент; фильтрации' снижаетсядо0,15-0,21 v : ■ мм/мин. Содержание валового фосфорасоставляет в пахотном горизонте ;

0,22-0,25%, подвижного 75,7 мг на кг почвы/Обеспеченность калием вы- •' / * ;<■ ' сокая его содержание достигает 135-147 мг на кг почвы. Согласно анализу г водной вьггяжки содержание солей не превышает 0,1 %. Реакция среды

; т '..■■/.,- нейтральная. Ёмкость поглощения составляет 40-55 мг-экв.; на100 г поч- Т г"вы.: В составе обменных'оснований преобладает кальций и магний, на'до- . лю кальция пргосодится до 85% от емкости поглощения. - ДД : v-''-.'---^

■ Орошаемый чернозем обыкновенный.'Содержание тумуса в пахотном

. горизонте составляет б;4%. Мощность гумусового горизонта 41-46 см.* По ь .

• гранулометрическому составу относится к тяжелосуглинистой," глинистой : •• - : " разновидностям. Содержание илаизмёняетсяот24 до35%,содержакие ' глины варьирует от 45 до 74%. Плотность естественного сложения в па- : " ' хотном горизонте составляет 1,15-1,26 г/ см3, в переходном горизонте В . -: возрастает 'до ■ 1,431 г/смV в' почвообразующей' породе увеличивается до. ; U49-1»57.t/cmV Общая^ пористостъ: изменяется в биологически активном _ " ■ ' слое в пределах от'5б до 58% от объема,' водоудерживающая способность " . . , ; (whb) 35j4-36,5%, nopHCrocTb a3pauHii 20,6-21,5% от объема почвы.1 Водо- : J : ^тфошщаемость'^генетических горимктов1 различная. С^поверхности oiia '' уд0влетворительная"(коэффкинент фильтрации0,9-1,0мм/мин.), а в гори- ■ : зонте В и С она неудовлетворительная (коэффициенты фильтрации cocía- .'■ вили соответственно 0,40-0,45 и 0,23-0,26 мм/мин.).1 Содержание валового -: ■.",/*■' фосфора в пахотном горизонте составляет 0,07-0,09 %, подвижного - 21 - ; 1 ^ '22 мг на кг почвы.1 Содержание обменного калия 183-185 мг на кг почвы j V.-

■ : '■' подвижного-175-176 мг на кг почвы. Содержание легко растворимых со- "

- лей не превышает 0,1 %'Реакция среды нейтральная, слабощелочная. Ём- . кость поглощения составляет 40-45'мг-экв. на 100 г почвы,гВ составе об-L

■";■ ; мённых оснований на долю кальция приходится до 90%; обменного натрия

j ^'' *,—. 1,0—^^ емкости погло^цения,»i1^," \ ** „ ^; * L' '' .г/*/'! ■ " — ; ■ ^ Орошаемая*лугово-чернозСмная почва' имеет мощность' гумусового

горизонта 47-53 см.' Содержание гумусав пахотном горизонте 7,6- 8,7%, ■/';■. : : • ' По гранулометрическому составу преобладают^еущесуглинжтае'и тя- v ;

желосуглинисгые разновидности,- Содержание ила составляет от 0,18 до 43%, глины - сгг 30 до 50,8%; Структурное состояние неудовлетворительное. При содержании водопрочных агрегатов >0,25 мм 36-39%, плотность естественного сложения в пахотном горизонте соответствует 1,0-1,2 г/см3, в переходном горизонте В она возрастает до 1,42-1,65, а в почвообразую-щей породе достигает 1,67-1,72'г/см3. Общая пористость в биологически активном слое составляет 50,1-68,2%, водоудерживающая способность. (Wнв) 30,1-35,3 %, пористость аэрации 20,0-32,9% от объема почвы. Водопроницаемость с поверхности хорошая (коэффициент фильтрации 1,73 мм/мин,), в переходном горизонте и в почвообразующей:породе она не* удовлетворительная (коэффициент^ фильтрации соответственно 0,47 мм/мин и 0,2 мм/мин.). • '' " ■ Л" ■" ';'. .

Реакция среды нейтральная, слабощелочная. Ёмкость поглощения составляет 45-55 мг-экв. на 100 г почвы.' В составе оснований преобладают' кальций и магний. При средней степени засоления в ППК встречается обменный натрий содержание, которого достигает 3,5 % от ёмкости погло- , щенйя Содержание легкорастворймых солей в биологически активном слое ирригационно-гндроморфных почв возрастает по мере усиления пироморфизма и изменяется от незасоленной до сильной степени засоления. Содержание легкорастворимых солей в орошаемой лугово-чернозёмной почве составляло 0,07-0,11%, в орошаемой луговой - 0,16%, в орошаемой луговой, влажно-луговой - 0,41%, в лугово-болотной - 0,67% от массы

ПОЧВЫ. . V. -Ч , .>. ■■ . Л'..-.1 , ' ..'.„■.,. .

. . Исследования водного, температурного и солевого режимов чернозе-■ ма проводились на мелиоративных системах, размещенных на территории денудационно-эрозионной Зауральской равнины. . , . ,,. : , ■,

- Комплекс, водно-солебалансовых,' агрометеорологических, наблюдений выполнялся на специально оборудованном полигоне, организованном согласно утвержденным руководствам, наставлениям й методическим указаниям. Г\ :>■■:■- -- •., ,■'■■■ . При изучении почвенных режимов.использовался балансовый метод . исследований. 'г,-->; -.-'.-^л,-¡>-.,-,". г. .■„ ^ . .0 ~ . Мощность биологически;активного слоя чернозема устанавливалась параллельно выполняемыми методами: отмывки корней сельскохозяйственных культур, регистрации зон иссушения и по зависимости мощности = биологически активного слоя от температуры почв в годы варьирующей • обеспеченности ресурсами тепла. . ■ ■,.ч „.. ,,

. Элементы водного баланса биологически активного слоя чернозема измерялись по общепринятым методикам и расчетными методами.,;/ "

Атмосферные осадки (X) измерялись осадкомером Третьякова, осад-комером Давитая, почвенным осадкомером. . , ,-л.„ ? , >

- Испаряемость (Ео) и эвапотранспирация (Е) определялись испаромет-. ром «ГГИ-3000», испарителями, методом водного баланса монолита, ме-

годом водного баланса .опытного участка,, расчетным ^методом по. AiP. Константинову (1971). ., ->: ' t .• • • - ■■'/* Р. ^' ■"»»- ;

; Запасы влаги в биологически активном слое чернозема (W) определялись весовым методом, путем измерения нейтронным влагомером, расчет-но-экспериментальным методом по С.И Харченко (1977) ; 1 л : : , . Капиллярный приток влаш от грунтовых вод (К),"инфильтрация (J) .определялись, на .основе ; лизиметрических „ измерений . и расчетно-экспериментальным методом. , / . J , ; ^У/' ^ ; „ V ..Экологически обоснованные оросительные нормы (М) разрабатывались на годы расчетной обеспеченности ресурсами тепла и представляют собой интегральную величину поливных норм,1 выполненных в критические по отношению к влаге периоды онтогенеза растений. ' . ',*■ '. : ; Концентрация солей в почвенном растворе (Сп) определялась по анализам водной вытяжки (Е.В/ Аринушкнна, 1962, Н.Г Минашина, 1978, Н.Б.Хитров,'А:А.^ ПовизрвскиЙ, 1990). Элементы солевого баланса ирри-гационно-гйдроморф ных почв устанавливались на основе анализа поверхностных и подземных вод (Руководство,' 1977). " V.; /':■'-,': *■ ;

Вертикальный влагосолеобмен в системе'грунтовые воды *- капиллярная кайма (КК) грунтовых вод - биолошчески активный слой - атмосфера изучался и моделировался по материалам лизиметрических: и полевых наблюдений с использованием разработок А.Г. Бондарева (1974), Н.А.Муромцева (1986,1991), И.ИСудницына(1979). . 1V' V : ; ' /

; Температурный режим чернозема изучался измерением температуры в'приземном слое атмосферы и почве в соответствии с Наставлениями гидрометеорологическим постам и станциям (1963). ' ^ - J. '' • 1

Содержание солей в зоне аэрации ирригационно-гидроморфных почв определялось методом анализа водной вытяжки (Аринушкина, 1962). ■ >*

- - Концентрация солей в почвенном растворе (Сп); в растворе капиллярной каймы (Скк) грунтовых вод определялась по методу Н.Г. Минашиной (1970,1978). Минерализация и состав солей в оросительной воде (См) и в грунтовых водах (Сг) определялись по общепринятым методикам. ' ;

' 'При камеральной обработке материалов наблюдений започвенными режимами чернозема и ирригациоино-гидроморфных почв использовались методы корреляционного и регрессионного анализов. : ■'■/.'Г; . .

■•-■Исследования особенностей водного, солевого температурного режимов чернозема и ирригационно-гидро морф ных почв осуществлялись в годы расчётной обеспеченности ресурсами тепла и влаги с использованием методов обработки агрометеорологической информации Н.В: Гулиновой (1974). \ : -

- ■•■ Достоверность научных разработок оценивалась методами математической статистики (Дмитриев, 1972; Доспехов, 1979). - •.

В главе'З «£<м>//ьш режим почв» изложены результаты'измерений аккумуляции, прихода и 'расхода почвенной влага; Континентальность

климата проявляется не только в высокой амплитуде суточной, сезонной температуры, но и в недостаточном увлажнении почв осадками, в резкой годовой изменчивости обеспеченности территории ресурсами тепла и влаги, Характерной особенностью климата является цикличность во времени влажных (Р=5%), средневлажных (Р=25%), средних (Р=50%), среднесухих (Р=75%), острозасушливых (Р=95%) лет. Цикличность обеспеченности территории ресурсами тепла и влаги находит отражение в варьировании коэффициента увлажнения, который указывает на целесообразность регулирования водного режима почв оросительной мелиорацией. . ■ ^

Исследования водного режима чернозёма выщелоченного, проведенные в год 17% обеспеченности влагой (рис. 1), показали, что оросительная мелиорация при возделывании многолетних трав требуется не во все годы. В годы 5%, 25% обеспеченности атмосферными осадками оросительная мелиорация не требуется, и если проводится, то сопровождается непроизводительными потерями почвенной влаги на инфильтрацию (1). Под влиянием атмосферных осадков (X) и э ванотрансп нрации (Е) динамика запасов влаги (\У) в корнеобитаемом слое изменяется в допустимых для роста й развитая агрофитоценозов пределах.

; Даты намерений . . ./ ' "

- - !■ "■ - |ЩХ. ммЕЕЗУУ.ммч Е, - *. - V"1. ' ■ -.

':- * •' 5 - Рис.1. Водный рейдам чернозема выщелоченного ' ■ ' ".

Изучение водного режима; орошаемого ^чернозема обыкновенного проводилось в степной зоне на посевах многолетних трав, представленных кострецом безостым, в год 20% обеспеченности атмосферными осадками (рис.2). Исследования показали, .что эвапотранспирация (Е) превышает . сумму атмосферных осадков (X), что вызывает иссушение корнеобнтаемо-; го слоя. Прирост запасов влаги (Ш) в корнеобитаемом слое отрицательный ,И;СОСгавш1.,104,3,.мм. В условияХ120%.обеспеченности,атмосферными

: осадками и в отличие от чернозема выщелоченного чернозем обыкновенный нуждается » оросительной мелиорации. / 7-: . ; ^

Рис.2, Водный режииг орошаемого чернозема обыкновенного

Потери воды из открытой оросительной сети, потери осадков и оросительной воды на инфильтрацию в отдельных случаях вызывают подъём уровней грунтовых вод, усиление гидроморфизма и переход орошаемого чернозёма в орошаемые лугово-чернозёмные н орошаемые луговые почвы. Водный режим ирригационно-гидроморфных почв изучался в лесостепной зоне, на плантациях капусш. В год исследований ресурсы влаги оценивались ,74% обеспеченностью осадками (рис. 3). Водный режим ирригационно-гидроморфных почв исследован на примере орошаемой луго-во-чернозймной почвы. Показано, что его отличительной особенностью является то, что приходная часта водного баланса возрастает на величину капиллярного притока влаги от грунтовых вод (К), а в его расходной части увеличивается доля инфильтрации (Л) почвенной влаги, которая достигает 20-40% от оросительной нормы.

Биологически активный слой. Под биологически активным споем понимается часть почвенной толщи, в которой активно протекают процессы синтеза и деструкции органического вещества, активный обмен веществом и энергией между почвой и окружающей средой. \

Обоснование и последующее использование мощности биологически активного слоя играет ключевую роль при разработке экологически обоснованных режимов орошения сельскохозяйственных культур, '

На примере орошаемой лугово-чернозвмной почвы биологически активный слой, измеренный методом регистрации зон иссушения, динамично изменяется в течение теплого периода года,- отражая особенности гиц-ротермического режима орошаемых почв (рис.4). :

|ИЦм.1Ип1 имЕОК*** *УЧм*-*-

Рис.3. Водный режим орошаемой лугово-черншемной почвы'-.-.

3

и

£

„Ч?1 Ф Ф ^ ч?1 Ф чЭ* Ч?* Ч?" Ч^ . ;

^ V ф. :

■.■Ч; ' ■ ■ '' .■■■-'''.('■' ■-■' Яаты измерений '.,'..;' .¡--р ■

...'.,. . , /..г. Рис.4. Мощность биологически активного слоя ., _ . - ...

.орошаемойлугово-чернозеыной почвы ^ . ,

Исследования показали.что динамика биологически активного слоя почвы обусловлена ходом изотермы 15°С. Получены уравнения связи между температурой почвы и температурой, в приземном слое атмосферы, используя которые, рассчитали мощность биологически активного слоя с учетом. варьирования ресурсов тепла во времени и в пространстве (табл.

Корни афофитоценозов распределены.в почвенном профиле крайне неравномерно. В биологически активном слое сконцентрировано 95% от общей массы корней агрофитоценозов и только около 5% массы корней находится за его пределами.' Характер распределения массы корней сельскохозяйственных культур является реакцией растений на водный и тем-

}■. - ^ пературный режимы почвы, В пределах биологически активного, слоя поч- ..." ї . 'вы масса корней также распределена неравномерно. От 50 до 86% общей '

' , массы корней исследуемых видов сельскохозяйственных культур сконцен-■ ~ "1 трированы у поверхности в десятисантиметровом слое почвы, а 14-50% • ; , массы корней распределены в слое 20-45.см (рис. 5). Между динамикой ; ■;

* : мощности биологически активного слоя,'обусловленной ходом изотермы , ; ; - • . ■ 15°С,и распределением корней фотоценозов существуеттеснаяи взаимное ;

. обусловленная связь, которая играет большую роль в синтезе и в д'еструк-1 ■*■ циигумуса. ■<--'. ■■■ : '.■■-.-■ ' ■ ■*. ■' '■ .'*■■■'•■'.'

; ^'^^.уУу.-::-^-'.-^ .\<лГ ...'' і'••.•-. . 1 Таблица 1 /' ; ; ^ Мощность биологически активного слоя чернозема, см Ч /

■ Месяц; . ■ "Декада •'•••• Обеспеченность ресурсами тепла,%:

':■: 5 - 25"- 50 75 95

Май ' - 2 .'" - :.■■■."■ "" V . - . - 15

, ; • -3 * ■ . ■:» - v ■ • . ■ ■, , .... \ 15

Июнь -V 1 10 > 15 25 •

~ '- і • 2-. , 20 , . 25 ^ 40

■ ■■ з - -- 20 30 . 35 : 40

Июль ■■■'■■, 1 ' 25 • - 30 35 40 . 45

-- 2 ■■ 20 ■ - зо 40 45 : 45

■ з • 20 - '30 45 45 45 •

Август •■• .1 .: . • . 20 : • і 35 .40 45 45

■ . і '.2 - зо ; •• 40 - 45 - .V 45 г

Г :> з- .• V • 35 •• 35 - ... 45":

Сен- V тябрь'> ■ 15 25 ,40

• 2'- ■■■ - ■ .V ■'■,-■ - 25

V ."** Мощность биологически активногослоя чернозема адекватна мощно-, Г V * ста гумусово^аккумулятивного горизонта.*, Срав1штельно высокое содер-" ;

^ . жание в нвм гумуса обуславливает хорошие агрофизические, агрохимиче- - " ; v ; ские, физико-химические и биологические свойства. = - .. . • . • : ' V ' ■■ > Запасы влаги в биояогическиактивномслое почв и их динамика в те-■ \ тый период года играют большую роль в продуктивности агрофитопено- \ 1 зов и в почвообразовании.'По естественному ходу запасов влаги в биоло- т ■,*.■ гически активном слое выполнена оценка условий обеспеченности ею аг-^ рофитоценозов. Согласно А, А, Роде (1965) оптимальным для роста и раз- l. :: ; ■*.- ■ вития растений является диапазон изменения запасов влаги в почве от '. , ;r Whb до WepK. В абсолютных показателях оптимальный диапазон запасов . '' ' влага в бнологически активном слоечернозёма выщелоченного соста-'■*

вил 173-121 мм, чернозема обыкновенного - 161-112 мм, чернозема южного - 135-95 мм.*" ; . ; / -; :* .....' •• " •'••'- '— " ■'.

Рис.5. Распределение массы корней в черноземе выщелоченном - В течение.теплого периода года они зависят от поступления влаги с

100

."«Л.- ■ ■ .......;....".....

О. ! 1

10 . 20 30 '40 50 ; 60 70 - Глубина, см .

80 90 1005

: ЕШКострец Масса. % ЕШЗКозлятник Масса, % - а--Кукуруза Масса, % осадками и ее расхода на испарение. В бездождные * интервалы времени они периодически снижаются до влажности завядания растений (табл.2). Многолетние наблюдения за динамикой влажности в черноземе (числитель - начальные, знаменатель - конечные запасы влаги) показали, что они в биологически активном слое после снеготаяния на дату перехода средней суточной температуры через 5°С примерно равны наименьшей влагаем кости (\\Гнв). В многолетнем ряду наблюдений вследствие цикличности влажных, средних и острозасушливых лет запасы влаги в биологически активном слое представляют собой бесконечное множество комбинаций

1 поступления и расхода почвенной влаги, л / V ' ; ' ' •.-•. •-' '• - • • : ■ - Запасы влаги в биологически активном слое чернозема выщелоченного в мае-июле влажного (Р=>5%) и средневлажного (Р=25%) годов кратковременно снижаются до влажности завядания растений, а в августе, сентябре остаются близкими к оптимальным. Дефицит водопотребления растений в мае и в июне отрицательно сказывается на продуктивности фотоценозов/Необходимость оросительной мелиорации в эти годы может быть ■ обоснована экономической и экологической целесообразностью ее лрове-• дения с учетом прироста урожая, чистого дохода и себестоимости продук-ци В средний (Р*=50%), в средне сухой (Р=75%), в острозасушливый ■ (Р = 95%)годы размах варьирования запасов влаги в биологически "■

>■ ; ■. " ' ■ <::.; Таблица 2

■■ ч Запасы влаги (мм) в биологически активном слое чернозема '

- .май ': .■■> -июнь"'1 ■ июль -' V-1 август - ) - ■ сентябрь' -

Черновы выщелоченный

Р=5% 172.7/88.3 88,3/51,8 ■ 51.8/81,9 81,9/146,4 - 146,4/200,4

Р=2 5% ■ 172,7/! 25,2 125,2/36,7 86,7/83,3 83,3/118,5 118,5/106,3

Р=50% ^ " 172,7/127.7 127,7/87,1 ■ 87,1/78,9 : 78.9/70.3 70,3/96.3

Р-75%-" 172,7/109,7 -1 109,7/147,2 - 147,2/94,7 - 94,7/74,1 " 74,1/87.1 "

Р=95% - 172,7/81,3 • 81.3/59,6 59,6/85.7 85,7/87,4 .--- 87.4/82,2

- ■ ■■ ." ■ Черноз£м об ЫКНОВСННЫЙ '., • ■ ■ -

Р=5% -- - • 161/119 ^ 119/131 131/115 115/94 - 94/90'

Р=25% ' * 161/142 142/83 83/67 ' 67/102 ' 102/75

Р-50%' 161/142' - 142/158 158/99 - - 99/69 ■ - : 1 69/82

Р=75% 161/73 ' 73/49 49/114 - 114/73 - • ' 73/54 ■ ■

Р=95 161/62 - - - 62/39 • 39/74 ■ 74/62 • 62/52

■ ■■■ ---'-■ ■■• --■■.. "• Чернозем южный "''

Р=5% ' 135/103 103/67--- - 67/107 - 107/127 127/93 "

Р-25% - 135/47 • 47/45 45/31 31/99 99/80 -

Р=50% - - 135/39 — 39/103 - 103/60 ■:. 60/79 - 79/67

Р-75% 135/35 ■ -35/22 -<- - 22/24* 24/43.- - 43/42 *

Р=95%' ■ 135/65 - ' 65/8- ■ - 8/14* ' ' 14/20" - 20/17

.; . активном, слое возрастает. Они снижаются, за пределы нижней границы ¡оптимального увлажнения биологически активного слоя в течение всего :■; теплого периода года, что указывает, на необходимость оросительной ме- . ■ " ■ : лиорации в эта годы. :.„/..••. '•„..>'••• I ■> .••/• •'-..'..-г. V"'.'

'••.. ; ;... Запасы влаги в биологически активном слое чернозема обыкновенно- ' -¡.го,,чернозёма южного в года расчетной обеспеченности,атмосферными-. . осадками в сравнении с чернозёмом выщелоченным имеют больший раз- ■ у: . • - мах варьирования и более продолжительные, периода снижения их за ■*,; " . нижнюю границу оптимума.' Это указывает на необходимость ороситель- . • ной мелиорации чернозёмов обыкновенного и южного в годы 25%, 50%, " -., 75% и 95% обеспеченности атмосферными осадками. ■ ' . - : ■ " •'..„ Атмосферные осадки являются главным приходным элементом вод- . ./ :: ного баланса биологически активного слоя почвы. Анализ годовой и се-, ; . ' : -сзонной суммы атмосферных осадков в многолетнем ряду наблюдений по- ■■'■/, .<• казал, что она ни разу не повторилась. Близкие по абсолютному значению суммы атмосферных осадков в многолетнем ряду.наблюдений циклично ^повторяются^ постепенно снижаясь от влажного года (Р=5%) к остроза-. . • сушливому,году (Р=95%) н по мере движения с северо-запада на юго- -восток по ТСрриТОр1Ш области. . . ; ; л,.-? . . >>''

С ; с;.' .Большая часть годовой суммы атмосферных осадков (55-80%) выпа- ' л." г дает в теплый период года. Доля летних осадков'зависит от.географии и • : ' ' • расчетной обеспеченности года осадками. Наиболее засушливыми- явля- • V; ? ются май и нюнь,'когда потребность в почвенной влаге агрофигоценозов : -,...*

наиболее высокая (табл: 3). Стохастический характер распределения летних осадков и минимальное количество их в мае, июне требуют разработки их прогнозадля проектирования высокопродуктивных агрофигоцено-зов и оценки необходимости оросительной мелиорации чернозёмов. Годовая сумма атмосферных осадков тесно коррелирует с суммой атмосфер-2

- '■':. . ' ■ . '''."' '•" ' / ' "..'■'■' ' Таблица 3 V ^Сумма атмосферных осадковза теплый период года (мм) 1 ' ■.

Агрометсосганшш ■ Обеспеченность, % 1

5 . . ' 25. • 1 50 ■ 75 . 95 1 .

■■ ■■ ' ■■ -Г 'V' '"*'" Горная лесная зона

Кропачово - 483 ... 1 4 -416 ■ (■-'■■ Зб(Г. ■ 289 | 173 • :

■-'■"- . Лесостепная зона " ■■ ' ■"' * ' ' ' ■ *'

Кунашак . 421 350 ' 260 211 152

Еродокалмак - . ■ 380 ■ 302 250 . 194 : . 133 .

Аргаяш ' 396.--. 340 285 • -.233 ' . 142.-.Т-

Челябинск >. " 386 317 285 ■ ■ >226 . 128 * -

Тимирязевская ■■ ; Г '■ ■ 1 ■■ 453 . 330- •• "'279 ■ ^ ■■■■■ 212 •• 106

Мирный ' ' ' 465 -'Г1 ... зю 277 . -. 207*. 86

Всрхнеуралъск ' ' 392 : 286 ; ' 236 с 193 " •• 91 • "

Октябрьское ■ ■ ' ■■'359 ■ • 255 . 210 * - 163 - • Ш '

■ Степная зона .

Варна '•■.-> ... 299- :- < N241 - 200 1 V 172 I 85

Карталы >■";' > - ■ •*■' 356 ■ 250 • ■-.■217 - 1186'^ ■ .--72

Бреди . ■ • ■ ' ' 272 '-/ '231- ■■ 204 1 159 ' ■* : ■ 112 '-

Кюнльекоо .-■ - 299 : -■■' 237.''. 215 - ■ - 149 > - .57 .

ных осадков, выпавших за теплый период года. Распределение осадков в течение зимы и лета подчиняется определенной закономерности. Между годовой суммой осадков и суммой осадков, выпадающих в течение лета, в лесостепной и в степной зонах обнаружена тесная линейная связь с коэффициентом корреляции 0,88. Зная характер распределения годовой суммы осадков на зимние; и летние, можно спрогнозировать по сумме,зимних осадков сумму летних осадков, обеспеченность года ресурсами: влаги. Усиление сухости года ■ сопровождается т. последовательным снижением суммы осадков, чаще всегов мае, в июне." Стохастический характер рас; пределения осадков по годам* и" внутрителлого периода года отражает

, континентальность климата и также обуславливает необходимости ороси-.-■. тельной мелиорации чернозема.... . . :.. -• ■ ■ ■'•:. .• - .'• ^';

V, Эвапотранспирация, В работах А.Р. Константинова (1968, 1971), С.И. Харченко (1975, 1977) испаряющая способность климата характеризуется ' у. испаряемостью, а суммарное испарение влаги оптимальной и фактической . . эвапотранснирацней. Исследования показали, что испаряемость (Ео) по V абсолютному, значению близка оптимальной эвапотранспирацие (Еопт), V-.'; измеренной при влажности почвы, равной Л^нв, Поэтому в расчетах вод-, ного баланса Ео и Еопт принимались тождественными величинами. Срав-; нение измеренной и рассчитанной по методу А.Р. Константинова (1971) ■ испаряемости показало хорошую сходимость результатов, что позволило-^ рекомендовать его метод к использованию в массовых расчетах. " 5 - - Между суммой атмосферных осадков (табл. 3) и испаряемостью в го-> ды расчетной обеспеченности ресурсами тепла и влаги (табл. 4, 5) установлена обратная стохастическая связь; ■"'";.' . . . Несоответствие между испаряемостью, рассчитанной на годы 5-95%-■' обеспеченности осадками (табл. 4), и испаряемостью, рассчитанной на го-" : ды 5-95% обеспеченносп! ресурсами тепла (табл. 5), составляет от 20 до*: 100 мм.' В условиях среднесухого, острозасушливого (Р=75%, Р=95%) го> дов испаряемость (табл. 4) значительно ниже испаряемости (табл. 5) в ус-;; ловиях теплого и жаркого (Р=75%, Р=95%) года. Это несоответствие ука-': ; зывает на то; что оросительные нормы, рассчитанные на обеспеченность Л осадками, неадекватны оросительным нормам, рассчитанным на обеспе-: .ченность теплом; Несоответствие между этими оросительными нормами; >. ; является главной причиной"неПр6ЙЗБОД1ТТельных потерь' оросительной ВО-;

, ■;■ : ды и недобора урожая агрсфггоценозов. ..... '..■.:>,:-' /л ..:

, : Существующая методика расчёта оросительной нормы по дефн-; . циту водопотребления в " корнеобитаемом слое почвы (Харченко," 1975, 1977, Богушевский,Голованов, ТСутергин'и др. 1981) не учиты--■ вает особенностей температурногорежнма, агрофизических, химйче- . ских свойств орошаемых почв. Это вынуждало вводить дополнитель-; - ные эмпирические коэффициенты в формулы расчета эвапотранспи-рации без вскрытия физической сущности явлений (Н,Ф. Бондарен ко, А.Р. Константинов,* 1980, И.А. Кузник,'1981* А.Р. Константинов; Э.А. . Струнников; 1986' и" др.). ^ Вы полнен н ые исследования зависимости ■.;.' эвапотранспирац и йот температурного режима почв и от концентра' - ции'солей в почвенном растворе показали;что■ при определений эва-'. "••^у,. ' таблтм4

V- ' ; - Испаряемость,* мм.'в'годы расчетной обеспеченности осадками

Агрометеостздшни:'

Обеспеченность

и,•/.••. •• .:....•,.) .... 5 .;.., • Л: 25. , .. .. ..'50. . ' 75 ,. ;.. _ 95 .

;-('■!,' І- У: ■ ■/'-і: ;'•* ■Горная лесная зона ! ;; ІМіЧТ1':',:

Златоуст''1 Г-"-"'" '1"" ¡>1 '488'. 437' :.■,:■:'559

■ Лесостепнаязона'- - г;'-

Кунашак *.,■..": 494 ^ 527 - 538 ' 518 512

Брсдокалмак ',.■■■ ■, '-* ■ ■ 544 : 499 519 ■ ■-.'567^'' ! 622

Аргаяш " ■ 525 550 •' ■ ,-.■*; 578 -: ' і' 634'.. • 567 V.

Южноуральск . 568 ■ 533 'V .. 594 ' 658 і- " '-? 674 V ■

Верхнеуральск.'..'.' : ; 484 - 57« ' ■ -627 : 546-. ■■:■ - 688 :

Степная зона . / ■

Магнитогорск ' - ■.".' 610 ■ 518.' -627 518 1 - - 702 Г

Карталы ' 1' * '. : 700 642 :,. 574' 1 ■■■ 619 ■■ 775 ' :

Л'- -Л:.'' \ .■ -и : • Таблица5*

<■ Испаряемость (мм) в годы расчетной обеспеченности -ресурсами тепла ' ■ , .

Агромстсостанцин. Обеспеченность - -

5 : ' 25 • '- ■ :' 50 ' -.. 75 95

: . . 1 . . ' Го( іиая лесная зона '

Златоуст ■ ■ 434 ■ - -447 479 531 579

-■--■ ■■.:-.* ■ . ■ : Лесостепная зона'' -■' ' • ^ .. .

Кунашак -* ' ■ '■ ' 1'';' ■■■■'■■ ■ 4Ї7 ■ "512- ' ' ' 532- . ' 568 ь - ^ 618 '

Бродокалмак ' ' •' 498 " '• 532- ' 565 ■ - ■ 585 ■/-■ • '' і" 654 і

Аргаяш '■■ ■ ■ ■■'--■-. - 467 > 499 528 • ... 570 - 664 ■ ■

Южноуральск 458 533 ■ 568 620 693

Верхне\т>альск ■ 464 ' 542 565 608 670

Степная зона ■ ' "" '■'.....■.'■■'■".•.

Магнитогорск""' ~ ■ - 488 ■ - 555" " 584 ■ ' - 628 -«749

Карталы ' 556 ■ 603 • 629 679 '''» 775 '

потранспирации расчетными методами А.Р. Константинова (1971), С.И. Харченко (1977); необходимо учитывать температуру почвы (рис. 6), со-" . держание солей в почве (рис.7)^ Снижение температуры почвы на один '. градус с 15°С до 14°С (рис.6) вызывает уменьшение суточной величины : * эвапотранспнрацни на ЗО%, а снижение темнературы почвы до 12^ вызывает уменьшение звапотранспираііии на 75-80%. Столь высокая зависи-; мость эвапотранспирации от температуры почвы объясняется изменением Г..:,- - вязкости почвенной влаги и проницаемости цитоплазмы клеток. Высокие1' * амплитуды суточных, декадных ' температур' в биологически активном -"слое, как следствие континенгальности климата,:обуславливают необхо-; димость веста наблюдения й учитывать температурный режим почвы в

случаях использования расчетных методов определения эвапотранспира-" ции. Температурный режим'вбиологически активном слое чернозема'мо-^ жет учитываться введением поправочных коэффициентов, дифференциро*/ ванных во времени и в пространстве. Г- - ;; • ■ : Т-1 ' ;";.'■'.

^4-'']" Г.;|■■ Г ■ й'І'.-[■ ^ т[і

Ши

ж«« ЖїВЇИ мамі »нп шздкнмкж іивіш яїлиіиміймжїііікія й^аиищі^«*! ІН*»6І

мЦдііііфЦдіШ^ ^і.^і.іі.іпі;!,!^1 ііідїТ ні».

о 2 ¡6' ' 8 - ю- ;12 і' 14і '^16:

.: . т Температура,

• Рис.6. Зависимостьэвапотраспирации капустой' . оттемпературы почвы '-'Т4*:

18

:: ї ; Исследования показали, что эвапотранспирация зависит ещ£ и от со-1 1 держания солей в почвах (рис. 7). Изучение влияния концентрации солей в;.; почвеююм~растворе на эвапотранспнрашпо велось при влажности почвы,. 1 изменяющейся в диапазоне от Л^нв до \VBpK. При сумме солей 1,5% эва- ^; потранширация составляла 60% от испаряемости и соответствовала по аб-' -солютной величине эвапотранспирации на незаселенной почве при игвуз."-' ? При сумме солей 0,4% от массы почвы эвапотранспирация составляла 70%. '

ОТ ИСПаряемОСТИ.• "Г •'.•.•.•'.••• ' .' : ' •- V. • " ~ '' '''¿■¿•А"..! *

Таким образом/определение'фактической эвалотранспирации расчет- "" : ными методами требует, необходимости учёта не только температуры; и , влажности воздуха, но и влияния температуры почвы, концентрации солей , в почвенном растворе. Коррекция значений эвалотранспирации, получен-^ ных расчетными, методами; требует введения поправочных коэффициент тов на температурный режим биологически активного слоя и степень его;. -засоления. . і . ..'¡.„...і;- ¡.- ■ .

' -'-Зависимость эвалотранспирации: от температуры почвы, от концен-,; трации солей играет.большую роль в разработке экологически обоснован- ,„ • -ной оросительной нормы, в повышении коэффициента полезного исполь- ' . зования оросительной воды Отсутствие учета температуры^ почвы и кон- . центрации солей в почвенном.растворе является еще одной из комплекса.';

прич иц.вы со кого:; варьирования« биологических); коэффициентов) в;1рас-| четных методах определеиия эвапотранспирацшигнк.(-:« <■ 1'(!!рис,7. Зависимость Е/Ео отконцентрации солей в почвв;;!>>

'■!.;)':!. ^ЯНМ^'ч'*^' ¡-'о» ■ .'Он'.ПЧ 1 ^чч ■'»

0.9 —

0,8

. О 0,7 1ІІ

—. ■ **

V ш,о,е

0.5 V 0.4

'.''.'.'І .'■¡И!,"- і ■■ і'» •іп'.ІІО',' V"1-'

ЛЛ»' ■: • ■ V '■■■'¡'мі ■.м-к: - (І?'-; ' 1 І- ■. - * і , ,;..■-;,..- ;.!'.. І ^.і; і • - І . ч •

^ ■ '■ \ ■ '■ і'і- ч ; . .1 , , «¿¿Л-іїїї- - • • І*-. .< ••• •• Г'' V ,

■ »/ .. - "і ■ .:■■ •

} Гі . ■ і ■ ■■'.І-; ;

.0

0,5.

. 1. .1.5 . Л. 2 : 2,5

:■■■ :'■■ Сумм»солей,% . - > . </.... . .. -.< .:

Капиллярный приток влаги от грунтовых вод, Ирригационный подъ-' ем уровней грунтовых вод вызывает переход прежде автоморфного черно-' зема в ирригационно-гидроморфные типы почв (Аверьянов, 1978; Бондарев, 1982; Харченко, 1975, 1977 и др.). В приходной части водного баланса биологически активного слоя ирригацио нн о-гидроморф ных почв появляется дополнительная приходная статья - капиллярный приток влаги^от грунтовых вод. Он играет большую роль в процессах соленакопления и в

эволюции почв. '■' 1

Эффективным методом исследования капиллярного притока влаги от грунтовых вод является лизиметрический метод, который позволяет смоделировать вертикальный; влаго-солеобмен в зоне аэрации (Судницын, 1979;Муромцев, 1991). \ ■'.: - „ I ' . ' ^

Исследования, проведённые в шшшетрах, показали, что явленнека-пиллярного притока влаги от грунтовых вод зависит от уровня грунтовых вод, фазы развития растений, величины испаряемости. В явлении капиллярного притока влаги от грунтовых вод, как восходящего элемента вер-; тикального влаго-солеобмена между'горизонтом грунтовых вода и приземным слоем атмосферы, выделяются процесс капиллярного насыщения зоны аэрации и процесс испарения грунтовых вод из биологически актив-

ного слоя.

. ■. -¿..І,

_ Процесс поступления грунтовых вод В:зону аэрации протекает под влиянием капиллярно-менисжовшс сил.' Он протекает равномерно'в течение суточного цикла и теоретически останавливается при достижении равновесной капиллярной влагоёмкости почво-грунтов в зоне!капиллярной

каймы. Испарение: грунтовых вод в суточном ^цикле протекает^неравно-; мерно. Максимум испарения грунтовых вод приходится на дневное время < суток и зависит от испаряемости, влажности биологически активного слоя,' фазы развития сельскохозяйственных кулыур. Высокие показатели испарения грунтовых вод наблюдались в фазы активной вегетации капусты, которые совпадают с периодом максимальной мощности биологически ак-,тивного слоя почвы. .Это происходило во. время внедрения капиллярной каймы (КК) грунтовых вод в зону биологически активного слоя, а также при достижении КК дневной поверхности почвы. Такое положение КК отмечалось при УГВ = 1,0 м и величина испарения грунтовых вод составляла в среднем 20-30% от испаряемости. В вариантах с УГВ 1,5 м, 2,0 м, 2,5 м.. испарение грунтовых вод протекало примерно с 20 июня по 10 августа и составляло в среднем 10%, 2,5 % и 1,5 % от испаряемости соответственно (рис. 8).' • , •• .-.-."-г.':' ■■■■-,;■":. г. . ''■■.:. 4 ■■'

' Абсолютные показатели испарения грунтовых вод варьируют в сильной степени из-за высокой вариабельности испаряемости. ' -■■ -■ ". '. ■- Следовательно, испарение грунтовых вод определяется положением КК относительно поверхности и биологически активного слоя нрригаци-онно-гидроморфных;почв.; При небольшой мощности биологически ак-;; тивного слоя, из-за высокого.: объёма межагрегатных пор в гумусово-; аккумулятивномгор1™кгекапшшфный притокот грунтовыхвод невелик ; или вообще отсутствует. ; , , : . ; , , . Л-. ; '...' .. ' ч -

І 3.5

ГГ-з"

і „1,2.5

>х 2

. '2Г.. ■,

'. 5.-1.5

я'

' : О*

-■■■'■' • І, V „-.'Л,'.. с .. , ^ - . • л ■, ■..'.' . " ,..,

Ч!«...4' ' і"«.'.!

... -

г:.'' - ♦•'•' •--С ••• • . и

• -- ; > ,• V-4 * - ; " • .. . - ■ г.,- ,

•••• • • " -.....--- * - і • -•

о

',1

: о,5 ■

; 1.5' УГВ, м.

•2,5

■3

¡'Г:

Рис.9. Капиллярный приток влаги от грунтовых вод'

' / ІІнфіічьтрация почвенной еш^ является расходным элементом ¡водного баланса биологически активного слоя ирригационно-гидроморфных' почв й критерием оценки рационального использования водных й земельных'ресурсовв орошаемом земледелии. По ее величинеустанавливается' .интенсивность вертикального влаго-солеобмена в зоне аэращш. ' '

* Наблюдениями установлено, что инфильтрация за пределы биологи- ; ;; чески активного слоя протекает при; выпадении атмосферных осадков и. 1

при'оросительной мелиорации чернозема.-Отличительной особенностью • . мелиоративного почвоведения в семнгумидном, семиарндном поясе явля- ■ -■-; ется наличие инфильтрационных потерь атмосферных осадков. :Инфильт-

* рационные потери атмосферныхосадков зависят от интенсивности дождя/ ;

У. , суточной суммы осадков, от агрофизических свойств, от водного режима - ^ Г'.: - почв, от фазы развития фитоценозов. Исследования показали, что в авто-^ ■ морфном черноземе инфильтрационные потери осадков на Южном Урале '■:"»■■■'

составляют примерно 4,8 % от их суммы. ~; . ; . ;;. у-. I

! По мере усиления' гидроморфизма почв: инфильтрационные потерн ' возрастают. В лугово-черноземной почве с УГВ = 3,5-3,0 м инфильтраци- . " онные потери составили 5,9-6,9% от суммы осадков. В луговой почве при: ' УГВ = 2,0 м инфильтрация возросла до 10,7 %, при УГВ=1,5 м она увели-■ чилась до 12%; а прн УГВ11!,0 м достигла 15%"от суммы атмосферных ./' • 111'осадков.; гч'-•■'•* • »' - ■■,*■/--*• • . •■"..

■.У ;; Оросительная мелиорация в условиях стохастического характера вы--'/.'

падения атмосферных осадков вызывала увеличение инфильтрационных■ - " потерь за пределы биологически активного слоя почв. Так, если в черно-; ■

* земе с УГВ ниже 5 м инфильтрационные потери составляли 9%, то в луго^

.. - ~ во-черноземной почве с УГВ 3,5 м потери выросли до 11%, в луговой поч- . ' "'■;; ве с УГВ 2,0 м потери составили 20%, а при УГВ =1,0 м достигли 26% от'

суммы атмосфер 1шх осадков и оросительной нормы. Для предотвращения , •

- / ирригационного подъема уровней грунтовых вод и развития процессов за- соления, осолонцевания почв необходим контроль за инфильтрационными с

" " потерями влаги, использование приёмов по их снижению'до показателей,

. соответствующих степени естественной дренированности почв.; J Л■"... " Нормы орошения Необходимость сокращения инфильтрационных ? ■ л ^ . v потерь почвенной влаги требует разработки экологически обоснованных « ■ / * норм орошения сельскохозяйственных культур.'' , - i у ' ■ > '

. j ■■-■ Важнейшим элементом режима орошения является норма полива, ко- ; '-. , ;Торая в значительной мере определяет экономический й экологический »■ " ;* - ■ эффект оросительной мелиорации.- Обоснованию величины, поливной.'

нормы в практике мелиоративного почвоведения уделялось недостаточно f - -

- - '.--.■- внимания,'а рекомендации носили эмпирический характер (А.М. Абрамов,; ":'.'

Н.И. Ильин, 1985, М.Н. Багров,'1981, A.M. Куста, 1986, А.А. Рева, 1980).;. ■ / ' Экологически обоснованные нормы орошения не должны нарушать есте-; - . ' ственный ход процесса обмена веществом и энергией между почвой и ок- ' • ; ружающей средой в благоприятный по ресурсам тепла и влаги год. : - '' t Рассматривая почву как среду обитания живых организмов,4 мы пришли к заключению, что для оптимизации вещного режима глубину увлаж-; ^ ; няемого слоя,'используемую в практике расчета поливной нормы, необхо^

димо отождествлять с мощностью биаюшческн активного слоя^предпо-ливной ВЛаЖНОСТИф1;п' 1*: : ));|!г>-'.1й1-.яэи')фт" гок:? '.гкж.^пйл и^у.'"

■/^Исследования показали,,что.предполивнаявлажносгь биологиче-г ски активного слоя играет большую роль,в формировании высокопродук^- , тивныхI агрофитоценозов,¿так» как,,повышение; естественной; влажности, биологически активного слоя* до>уровня научно обоснованной пред полив-, * ной .влажности является:центральной задачей .оросительной мелиорации. } ■' :: -.' Согласно результатам полевого опыта урожайность капусты при предпо- . ливной влажности биологически активного слря.ВД^ 60%НВ составила? 160 ц/га; при Wj *= 70%НВ возросла до 470 ц/га; при = 80%НВ достигла. ' -760 ц/га. Урожайность капусты зависит, от, кратковременного и разновре- ;, -менного снижения? предполивной, влажности в биологически активном, ' -п слое, выходящего за пределы огггимума. В практике орошаемого земледе- " лия при расчете поливной нормы использовалась мощность" корнеобитае-могр слоя. Это приводило к периодическому иссушению биологически активного слоя до влажности завял ання растений. Оптимизация режима ув- . V лажнеиия не корнеобитаемого, а биологически активного слоя орошаемой -почвы явилась неиспользованным резервом повышения продуктивности ■ ■ - почв в 4?5 раз. С учётом внутрисезонной динамики мощности и предпо-ливной влажности биологически активного слоя орошаемых почв разрабо- '

таны экологически;обоснованные. нормы;полива сельскохозяйственных,, __.1

. культур (табл. 7). - ; -: -у;. - 1 " -.

\ л ■ . Таблица 7 *.

• ' 1 . • .НорМЫ ПОЛИВа (мэ/га)-;^/'! •• ;•.•,... 'г. ,

Месяцы .1 ' Ч» И * .. Декады ■ Обеспеченность, %

■■■ 5 • ■ ' -25 ■ ' ■50 ' - 75 85 - 95 - '

Май ч' ^ ; + т ■ - ■ 1 •: ..■•■■ ■ . ■ ■

2- ■■ ■ .... ! 1 -.. .М-- . .. ■■■ ■:■.■■.:■ л 140 •

3 • • •• ■ \ * ' _ ' „ . ' г : [ ■ • . ч- • 140

Июнь ... 1 100 . 140 140 • 240 -

2 " - ' 185 240 280 - 380

3 185 285 330 380 380 •

Июль ■■■ т 240 285 333 - 380- 430 430 - : •

2 • • ' 185 : 285' ' " 380 430 ' 430 ' 430 ■ : -Л-.5

3 ... -.< 185 - ■ Ч 285 430 430 = 430 ■ "... 430 -

Август, . .л ' 1 1. .. 185 ■■ ■ 333- 380 1 430 ' 430- - 430 .

21 - ■ ■■ . 285 ■ 380-; 430 - > 430 - . 430 ■ ■ -

3 - . 333 , ззз ■ 380 430

Сентябрь 1 140 240- ' 280 380

2 ■ 240 '

Л , ■ ■ .■ ( ■ ■ " ' • .

' Оросительная норма — главный элемент режима орошения. От степе- V ни ее обоснованности зависят продуктивность почв, величина инфильтра- ° ' " иионных потерь влаги и размеры экологических последствий от орошения.

Оросительная V норма і органически І связана; и представляет;, собой инте-^ гральную величину экологически обоснованных поливных норм. (•; ?. ; . ..

В практике орошаемого земледелия обоснование и разработка ороси-1 тельных норм осуществлялись по уравнению водного баланса корнеоби-таемого слоя. Оросительная норма определялась по разности междуэва-1 потранспирацией. и атмосферными осадками; без учета агрофизических,■ физико-химических, химических свойств почв (А.М: Алпатьев, 1954; С.М:; Алпатьев, І986; Н.Ф. Бондаренко; А.Р. Константинов; 1980; С.И. Харченко, 1975; 1977; И.С. Никитин, Е.П., Панов, 1985; Н.В. Данильченко, 1984) и

.. г Определение эвапотранспирации с учетом гидрохимического и соле-'; вот режимов и использование мощности, биологически активного слоя- обусловило то, что экологически обоснованные поливные и оросительные .нормы сельскохозяйственных культур в большей мере учитывают особенности почвообразования и специфику эволюции и генезиса почв Южного Урала; Большую роль в' почвообразовании играет, климатическая. состав-' ляюшая, которая . выражается в циклично варьирующей і обеспеченности * почвы ресурсами тепла и влаги. Разработка норм и нормативов' орошения на: годы расчетной обеспеченности ресурсами тепла, обусловила .то, что они оказались на 20-65% меньше поливных й оросительных норм,- разра-*, ботанных на годы расчётной обеспеченности дефицита водопотребления в; кориеобитаемом слое (табл. 8,' 9). Экономия всщы достигнута за счет, со- \ крашения' ёе непроизводительных • потерь на инфильтрацию за пределы *' мощности биологически активного слоя в периоды с неустойчивым тем- ; пературным режимом почв. V"' ', .. .....! '.. :*

:.-•'.'. ... ...'Л:,' '¡У,' • " V !/7С 'ІГ'Д-.''Л ,7 : . Таблица8 .

: Индивидуальные экологически обоснованные оросительные , ; . : ■

ку. Сельскохозяйственная культу-" ... ..,.. . ' Обеспеченность: " І."'"

•• ра: - ги-*.-; 25% - ■ 50% ■ ■ ■; 75% ■■ * .-95%'- ' • -'

1,0-0,4 • Яровые зерновые ' - *" 330 ...... 510 710 " 1020 ■ . *

:-:( г- Многолетние тралы 680 1510 1820 '; ■ 2240 -' - Ї?- - -

Овощи !г-! 1 1310 *■-■>■ 1810 2210 і 2870 - • .у- '

Кукуруза на силос 560 - - - 610 1010 1260 ;

.г. ' _ . Однолетние травм 390 600 850 1240 -

Картофель ^ ■ 650 ■ г 900 1250 1650 -" 5

Корнеплоды ' • ' 1010 1210 1410 1850

.. Водный режим чернозема и ирригационно-гидраиорфных почв., Ха-, рактер распределения атмосферных, осадков при. невысокой мощности : биологически активного^ слоя обуславливает инфильтрационные , потери; почвенной влаги за его пределы. В годы циклично варыфующеЙ обеспе-,^ ченности атмосферными осадками оросительная мелиорация не должна ' -.■■■''Ї'--' "" 7 , * . "■':'.-■" 27! ■ - 1. ■ V ; -Л ■"'".'■■ ■

нарушать ^естественного водного, режима -и её. следует, проводить .только .* при устойчивом дефиците водо потребления./Для сокращения, инфильтра-; ционных потерь необходимо выявить особенностиводногорежима почв во влажные исредневлажныегоды; ,, \ ( !. л? •'/:'»' ..

/•-• • '. ^ ^ V Таблица9 :

•г • < Укрупненные оросительные нормы, (м3/га): .= •'. • 'г

ку; Сельскохозяйственные куль- 1 ' '.'■ ¿' ■".-> Обеспеченность, г-■■ ./і

д , М у,: >-.75. - ; .. ' ' 95 • • ,

1,0- Яровые зерновые юао 1530 2250 "

0.4 Многолетние травы • ' 2070 • '2610 • -■" '3420 •

'И Овощи .,*■ ■■ • ■"-.-"-■ ** 1980 ' ' 2430' ■ -. 3330 ■ ■■-*■

Силосные - -'„¿.'-Ч'. ■ і,; .-.Iі 1710 2070 • ; .2520

Однолетние травы - ■ 1710 '■■ ■ 1980 - -■- 2320 - •

Картофель - ■ ■■ - 1080 1 ■■ 1620 ■ 2070 -

Корнеплоды ' 1890 2250 2700

Водный баланс корнеобитаеліого слоя чериозіма выщелоченного' в год 5^» обеспеченности осадками формируется положительным, в год 25% обеспеченности осадками ^нулевым, в годы 50%, 75%, 95% ' отрицатель-;ным:' Для его регулирования:в средний, среднесухой,' острозасушливый. годы требуется оросительная мелиорация. '» '^ V- /

Водный баланс корнеобитаемого слоя чернозема обыкновенного в год-5% обеспеченности осадками формируется положительным; а в годы 25%,' 50%,*75% й 95% обеспеченности - отрицательным. Для его регулирования в такие годы требуется оросительная мелиорация. ' ','" "

' Величина инфильтрационных потерь зависит от степени обоснованности норм полива: При поливах нормой, рассчитанной на мощность биологически активного слоя, потери на инфильтрацию минимальные. При использовании поливных норм ~ рассчитанныхна мощность корнеобитаемого слоя,1 инфильтрационные потери влаги ¡многократно возрастают. . Причиной ирригационного подъема уровней грунтовых вод на орошаемых черноземах: является использование необоснованно. завышенных оросительных и поливных норм; рассчитанных на мощность корнеобитаемого слоя почвы. . '.':.*.'•■ '.'■!.■'■. . ' :

і Водный режим орошаемой лугово-черноземной почвы (УГВ=2,5-3,0 м), орошаемой луговой почвы (УГВ= 1,5-2,0 м) формируется ^по тішу де. суктивно-выпотного. Величина капиллярного притока влаги от грунтовых вод в биологически активный слой этих почв составила от 2,6% до 10% от испаряемости.' "' '"'! У-'*:" ■ 'V.'-. -.'.''•'.'■ '■.'■' ; ■■/

Водный резким орошаемой луговой (подтип влажно-луговой УГВ=1,0 ,м) формируется по типу выпотного. Величина капиллярного притока влаги от грунтовых вод составила в среднем 25% от испаряемости.! .■'

Г; ' ^ В главе4 «Температурный режим почв»: показано, что,вопреки -- ■ ..'.'. сложившемуся мнению плодородие чернозема на Южном Урале лимити-: -Г руется не просто дефицитом почвенной влаги, но и ресурсами тепла и де- : ■

. фицитом доступной для растений почвенной влаги. - . . ; . . мГ т-. , Температура воздуха в приземном слое атмосферы с июня по август

определяется температурой поверхности чернозема. Меж^ температурой * * поверхности чернозема и температурой воздуха с июня по август отмечена ^ прямая линейная зависимость. Теснота связи между изучаемыми фактора- . , * ми постепенно нарастает от июня к июлю, а затем вновь уменьшается в г.". г.',: -. ■■августе. ■■;;■■■', .■ "■ . -; ■ * ' ■ ■ .'.*.' г; : ■ -" •, . : Уравнения связи между температурой воздуха и почвы использовали . для обоснования сроков начала и завершения вегетационных поливови разработки экологически обоснованных режимов орошения сельскохозяй- - *, ' ственных культур. Обоснование продолжительности периода "вегетационных поливов актуально как с позиций энергосбережения, так и с позиций ~ ■ -л', экологии почв.: Полученные уравнения связи указывают на то,что акпш-.'. ное регулирование водного режима почв оросительной мелиорацией огра- ' .

* ничено периодом значимой связи между температурными режимами почвы и воздуха. Тесная связь температурных режимов приземного слоя ат-

* мосферы и почвы, зависимость эвапотранспирации от температуры возду^ ха и почвы.указывает на тесную связь между водным и температурным

-режимами почв, что обуславливает необходимость изучения последнего-

■ : для разработки приймов регулирования водного режима оросительной ме-;

' ■■ лиорацией.. . ' : ¿¿-.л".' • ,Г г!- У■ " • V' ■' ''' ''

Температурный режим чернозема. Для оценки ресурса тепла необхо- \ "■-■ дима хронологическая динамика показателей мощности биологически ак- - ' ■ . тивного слоя орошаемой почвы, которая описывается ходом изотермы 15° ' С В ГОДЫ расчётной обеспеченности, V . А;" . '■.".'••■■

: V: В лесостепной зоне мощность биологически активного слоя в черно-, / земе выщелоченном в год Р=5% обеспеченности ресурсами тепла состави-' ла 20-25 см. Устойчивое прогревание этого слоя почвы до температуры ' 15°С и выше наблюдалось с 1 июля но 10 августа, т.е. в течение 40 дней. •, . " , " : \ В год Р=50%обеспеченности'ресурсами тепла до температуры15°С . .', продевался почвенный слой мощностью 10-45 см. Устойчивое прогрева- -

ние этого слоя наблюдалось в течение 100 дней с 1 июня по 10 сентября.* ,

■ - В год р=95%' обеспеченности ресурсами тепла до температуры 15°С ;

: .1 * прогревался слой 15-45 см. Устойчивое прогревание этого слоя до темпе- *

* ратуры 15°С и выше наблюдалось в течение ) 30 дней, с 20 мая по 20 сен- тября (см. табл. 1). Продолжительность периода с устойчивой температур . ,

" рой 15°С в биологически активном слое обуславливает необходимость' возделывания сортов сельскохозяйственных культур' с длинной вегетации *. ••• . 100 дней. . _ ^ •.*.•**.":,". / ^^ '^../А;'^.'.'. :

■ '■ , ■''.," 29 ' •' - .. ■ .;. .."У ' '-'■"

•••'.• В степной зоне мощность биолотчески активного'слоя в черноземе обыкновенном в год Р=5% обеспеченности ресурсами тепла составила 1030 см. Устойчивое прогревание этого слоя до температуры 15°С наблюдалось с 20 июня по 31 июля в течение 40 дней. В средний год (Р=50%) мощность прогреваемого до температуры 15°С почвенного слоя составляла'10-4 5 см. Устойчивое прогревание этого слоя до температуры 15°С наблюдалось с 10 июня по 10 сентября в течение 90 дней. В год 95% обеспеченности мощность биологически активного слоя составляла 15-45>сми устойчивое прогревание этого слоя до температуры 15°С наблюдалось в течение 130дней. ..■■'.■■■',> . - ' -

у '" 'Мощность биологически активного слоя чернозема южного в год 5% обеспеченности составляла 20-35 см.'Устойчивое прогревание этого слоя до температуры * 15"С и выше наблюдалось в течение 31 дня, с V июля по 31 июля. В условиях года 50% обеспеченности ресурсами тепла мощность биологически активного слоясоставляла 25-40 см. Устойчивое прогревание этого слоя до температуры 15°С и выше наблюдалось с 1 июня по 10 сентября в течение 100 дней. В год 95% обеспеченности мощность биоло-' гически активного слоя составляла 25-45 см. Устойчивое прогревание этого слоя до температуры 15°Сивыше наблюдалась с 20 мая по 10 сентября, т.е. в течение 110 дней. " 7 ■'■'■ .-''. ■""1 ■ - ..- ; •

Таким' образом, мощность биологически активного слоя чернозема динамично изменяется от 10 до 45 см; Продолжительность периода с температурой почвы выше;150С в биологически активном слое составляет в холодный год 30 дней, в жаркий год увеличивается до 110-130 дней. > - '■•■> .""< '-** Влияние температуры на рост » 'развитие агрофитоценоза. Продолжительность' вегетативного, генеративного периодов роста и развития растений зависит от обеспеченности почвы ресурсами тепла и влаги. Де-^ фишгг тепла и почвенной влаги сокращает продолжительность вегетативного'периода,'ускоряет наступление генеративного периода развития в ущерб продуктивности агрофитоценоза. ■' - -••'••

• "Между продолжительностью вегетативного н генеративного периодов онтогенеза сельскохозяйственной культуры и температурой воздуха в приземном слое атмосферы установлена значимая связь. Полученные уравнения'связи использовались для определения продолжительности периодов онтогенеза в зависимости от ресурсов тепла. Уравнения имеют вид:. -' ■ ' ;; Ч-.;: "V . Т = а+ВІІ, ' ;' ' •/ ' ' (4)

гдё Т — продолжительность вегетативного и генеративного периодов, дней; Й- сумма эффективных, сумма активных температур, °С; а, в - коэффици-; енты. \ ' 4 " • *' "і і';

' В процессе исследований выявлена закономерность более тесной свя-. зи между суммой эффектных температур и продолжительностью периодов роста и развития, в то время как между продолжительностью периода

онтогенеза сельскохозяйственных культур й суммой активных температур : '.'■ . . СВЯЗЬ менее тесная! ; 'V - • " > о • ' : ^ " * \ ": "

' • Зависимость между ~ испаряемостью и атмосферными осадками.' ;; • • Эффеет биологической продуктивности агрофшоценоза зависит от ресур--7 ' ч г сов тепла и от доступной почвенной влаги..Показателем обеспеченности * - ресурсами тепла может служить не только сумма эффективных, активных V : температур, но и испаряемость. . '•.< ' / ^ ; •<»;• -

^' ; Л ч1- рч В многолетнем ряду наблюдений между суммой атмосферных осад" • - : ков и испаряемостью выявлена обратнаястохастическая зависимость. В . - , : . горной лесной зоне связь между испаряемостью и атмосферными осадка- * -О-' ми не обнаружена.В лесостепной зоне она значимая, коэффициенгкорре-. - • ляции между исследуемыми признаками составил 0,773.. Зависимость между испаряемостью н осадками в лесостепи описывается уравнением вида , " ' • Ео - -0,366 2Х + 660. ,• ■ : ; 1 < ■ • ■ • .

. ' . . ' В степной зоне связь между испаряемостью и осадками значимая, ко' . : эффициент корреляций 0,688.' Зависимость между исследуемыми призна- ■ д ками описывается уравнением вида: . :■' ;■•' ..м ч:' ■.'■■' '■■' ■

:г:': " .••':•• Ео =.-0,665 2Х + 501,8:'\/•;•••• ..'•' ' (6) '

'.'■'.'?Следствием континентального климата является неблагоприятное со- -^'отношение между осадками и испаряемостьюЛВ годы 50%; 75%,,95% . '2",'— ' ^обеспеченности почв ресурсами тепла для компенсации испаряющей спо- ■ ,., .; "'■■ _ собности климата осадков выпадает недостаточно. Экологически обосно- -'■;•' ванный режим орошения сельскохозяйственных культур требует анализа * .... : ::не только сезонного, но и внутрисезонного распределения испаряемости и " осадков: В горной лесной зоне в холодный год (Р=5%) сезонное отноше-: ■ ние осадков к испаряемости составляло 1,2., Максимальная испаряемость ■

'наблюдалась в мае и в июне! Отношение осадков к испаряемости в эти ме- :: "'•' , сяцы составляло 0,7-1,5.' В средний год (Р="50%) сезонное отношение " : осадков к испаряемости составляло 0,74 (в мае-июне -0,1-1,4); в жаркий • '" год (Р=95%) - 0,34 (в мае-июне изменялось в пределах 0,2-0,4). ц ... *

■ ; , ,. В лесостепной зоне в холодный год (Р=5%) отношение осадков к ис-

.. " ¡ ^паряемости за теплый период года составило 0,7,а в мае-июне 0,13-0,80. В: ; средний год (Р=50%) отношение осадков к испаряемости составило 0,5" ' ; 0,7, ъ мае-июне^-0,1-0,8. В жаркий год (1^=95%) оно составило 0,3, в мае; .. июне - 0,008-0,8. . . . -•.'."•..'„.•' " ' -В степной зоне в холодный год (Р^5%)отношение осадков к испаряе- ■

■ мости за теплый период года составйло 0,5, а в мае-июне - 0,4-0,6, В сред- '•'. ■ ний год (Р=50%) оно составило 0,5,а'в мае-июне ^ 0,25-0,30. В жаркий год

■ ';(Р=95%) оно за теплый период года сократилось до 0,08," а в мае-июне, ' уменьшилось до 0,005-0,09. ' " ■* '' '' - "'"■' 1'."' '1 " V";г " :

••-Коэффициент увлажнения ¡почв в лесостепной зоне и степной зонах указывает на необходимость проведения увлажнительной оросительной ^ мелиорации чфнозема в условиях среднего, теплого и жаркого года. ■"'

Районирование территории по коэффициенту увлажнения (КУ): Дня характеристики ресурсов лепла и влаги Г.Н. Высоцким и Б.Г. Ивановым (1948), разработан коэффициент увлажнения (КУ). По КУ и особенностям почвообразования М.И Будыко (1968) предложил выделять климатические области;'которые могут быть использованы для оценки обеспеченности чернозема ресурсами тепла и влаги и выявления необходимость ороси-, тельной мелиорации.-' ■'.^■-'^.Ли. .>■<:■у* V ■■ ... "

У'. Рациональное'использование и охрана земельных и водных ресурсов может осуществляться на основе дифференцированного районирования территории Челябинской области по КУ! на годы циклично варьирующей обеспеченности чернозема ресурсами тепла. ■ - , ■ :■-*.'_

г Выполненное районирование показало, что горная лесная зона в год ^ 5% и 50% обеспеченности ресурсами тепла характеризуется как влажная, а . В ГОД 95% обеспеченности как умеренно Сухая.' : .. / - • - .

. Лесостепная зона в год 5% и 50% обеспеченности характеризуется как умеренно сухая, в год 95% обеспеченности как за<ушливая и аридная; < Степная зона в годы 5% и 50% обеспеченности характеризуется как умеренно сухая, а в год 95% обеспеченности - как засушливая аридная; исключительно сухая супераридная (рис. 9,10, 11,12). ■ '.п. .

В,условиях холодного (Р=5%), среднего (Р=50%), теплого <Р=75%) и . жаркого (Р=95%) года КУ; варьирует в значительной мере, что объясняется континентальностью климата, • горным рельефоми господствующим направлением движения воздушных масс.' : - , Л ; . .: . ': . • •• .-".у в холодный год (Р=5%) границы районов, выделенных по КУ, распо-' латаются строго ^ с севера на, юг1 вдоль' меридионально расположенных ; хребтов Уральских гор: В средний год (Р=50%) эта закономерность сохраняется только в пределах горной лесной и лесостепной зон, а в степной зоне границы районов, выделенных по КУ,: располагаются горизонтально. В теплый и жаркий годы (Р=75%, Р=95%) границы районов располагаются. ' строго горизонтально. ." • •*"

'/ *" Миграция границ районовпо КУ объясняется тем, что в условиях холодного, прохладного года преобладает западное с Атлантики движение воздушных масс, а в условиях теплого и жаркого года преобладает движе-' ние воздушных масс южного направления. 'г. . '*,

. Районирование территории Челябинской области по КУ показало, что для получения стабильных урожаев сельскохозяйственных культур технолога« их возделывания должны разрабатываться с учетом прогноза ресур-

-*■ * " сов тепла конкретного года с соответствующей оптимизацией почвенных ■■ 1-'' ., режимов, - — '-.-—■О; Ч : '. .** .' • ' ■ ■ ■ -И

/ . Динамика КУ определяет многообразие сочетаний комбинаций поч-V.-" :.': вообразовательного процесса, многообразие почвенного покрова, и вар ьи- , е. рование его свойств. В условиях циклично варьирующего КУ, соответст- Г -

* " веино, изменяется и урожайность сельскохозяйственных культур. В на. : - стоящеевремя,когдапроведение полного технологического цикла поле- : ^ ' . вых работ требует получения кредита денежных и материальных средств и гарантии их возврата* после уборки урожая, остро стоит проблема прогноза размеров самого урожая сельскохозяйственных культур, г . . . . ;

■ Моделирование продуктивности чернозема в годы расчетной обеспе- ," V, ченност ресурсами тепла и влаги/ прогноз наступления года с конкрет-'/- ным гидротермическим потенциаломприобретаетособую актуальность и

. ".".' значимость'.-'-' ■'■-' '*--:*Л. " '..- : Л ■.- - .'. - .••;•/.. " '. '

;■/■/■<. - - Исследования продуктивности агрофитоценозов показали, что уро- -: . жайностъ* сельскохозяйственных культур определяется естественными ус- "-■"_. С:'-.-. ; ловиями гидротермического режимов. Максимальная урожайность сель- .

скохозяйственных культур была получена в годы, когда,запасы влаги в --."*• * : биологически активном слое не выходили за нижнюю границу,оптимума,-. :: - * ^ т.е Wвpк. Ресурсы тепла соответствовали Р = 35-50% обеспеченности.

Почвенные режимы чернозема тесно и взаимно связаны между собой. .

- Продуктивность афофигоценоза" является результирующей и зеркально. .-.'.* - отражает динамично изменяющиеся показатели взаимно связанных между . собой почвенных режимов. 'г \ *' . ^ V"

.Моделирование продуктивности агрофитоценозов иа'чернозЗме про- ' водилось по наблюдениям за урожайностью,* выполненным на территории ■'■';:', ; - лесостепной и степной зон области^ Наблюдениями был охвачен широкий ' ' „ диапазон варьирования гидротермического потенциала,' который изменял- . " : :ся от прохладного (Р= 5%) до теплого года (1^75%) (рис.13). На примере

; зависимости урожайности картофеля от КУ можно заключить, что доми- . ; ' , нирующее влияние на продуктивность агрофитоценозов оказывают ресур-; * сы тепла и влаги,- выраженные через коэффициент увлажнения почв. Не- - - ,.' . . • / значительный'разброс урожайности объясняется влиянием:агротехниче- .'"' '* , V ских, гидромелиоративных и агрохимических приемов управления ею, а ' \ также погрешностью определения КУ по информации агрометеостанций.' . - V .ь -.у Высокая зависимость урожайности картофеля от КУ показывает, что.

на современном уровне развития сельскохозяйственного производства из- . ~ ; : вестные приемы управления ею малоэффективны -, ,г . ^ ( ;. 1

- и . Горная лесная зона. 2.'Лесостепная зона. 3; Степная зона. ".-■■ „' *: " V Рис^ 9. Районирование территории Челябинской области по КУ ■ , .»■■ .■"- - г; в год 5% обеспеченности ресурсами тепла ; " : :' Г:

1. Горная лесная зона. 2. Лесостепная'зона 3. Степная зона.' -Рис.10. Районирование территории Челябинской области по КУ в год 50% ' - • обеспеченности ресурсами тепла '

1, Горная лесная зона. 2. Лесостепная зона. 3. Степная зона. ; Рис. 11. Районирование территории Челябинской области по КУ в год 75% обеспеченности ресурсами тепла." '

КизиПкСКОе.

: 1. Горная лесная зона. 2. Лесостепная зона. 3. Степная зона.

! Рис. 12 Районирование территории Челябинской области по КУ в год 95% обеспеченности ресурсами тепла ? - ■ ■ ^

У '•.. ...О--.; - so 100: . 150 200 " '.

"' ^ '..У У-'. -Урожайность, ц/га У'"' ' - г'

Рис. 13. Зависимость урожайности картофеля от КУ

В главе 5 «Солевой режим ирригационно-гидралюрфных почв» рассмотрены особенности формирования солевого режима ирригационное гидроморфных почв в зависимости от особенностей их водного режима.

Происхождение, движение и накопление, солей в настоящее время связывается с выветриванием горной породы и с денудацией вторичных минералов подземным и поверхностным стоками в океан (Ковда, 1946; Егоров,'1954).' В областях с засушливым климатом при .недостаточной дренированности территории соли накапливаются в биологически актив-• ном слое ирригадионно-гидроморфных почв под влиянием испарения капиллярно-восходящих потоков солевых растворов от грунтовых вод. Между солена(соплением в биологически^ активном слое ирригационно-гидроморфных почв и горизонтом грунтовых вод^ при глубине их залегания 2,5-3,0 м, существует тесная связь. Размеры соленакопления определяются объёмом капиллярного притока влаги и солей от грунтовых вод..

Если испаряемость превышает, сумму атмосферных осадков, то формирование сильнозасоленной почвы, солончака может протекать при неза-соленной почвообразующей породе и невысокой минерализации грунтовых вод (Полынов, 1956).' ''

■ На недостаточно дренированных участкахинфильтрационные потерн ■ влаги за пределы биологически активного слоя вызывают ирригационный подъем грушовых вод и' изменение: естественного водного режима орошаем ой'лк>Ч£^Дес>тсгивно-выпот^ и выпотному типам водного режима ирригационно-гидроморфных почв соответствует свой тип солевого режима. -у У, ■ У ■ у- «у у;'■'-Уу,- ■■

Содержание и состав солей,в ирригацио/шо-гидроморфных почвах.: Ирригационный, с повышенной ролью атмосферных осадков режим грунтовых вод, десуктивно-выпотной и выпотной типы водного режима почв . благоприятствуют' накоплению'солей ^образованию солончаков. Приходная часть солевого режима ирригационно-гидроморфных почв обусловлена поступлением солей с оросительной водой, капиллярным притоком со-

' • • і

лей от грунтовых вод/Содержание солей в почвах определяется объёмом поступающих растворов оросительной и грунтовой воды в биологически активный слой, интенсивностью испарения почвенной влаги, а состав солей определяется составом питающих источников. -'V. .., / ;

. Расходная часть солевого режима ирригационно гидроморфн ых почв , определяется инфильтраци окны м выносом солей из зоны аэрации иррига-ционно-гидроморфных почв, обусловленным естественным оттоком грун- -товых вод в зону их разгрузки. , . .; , . }: .^

а. По содержанию и составу солей оросительная вода маломинерализованная (1,13 г/л), хлориднсисульфатно-натриевая. Ирригационная оценка воды' по) общепринятым критериям (Ковда,* Захарьина, 1969; Бехбутов, гу.. ' Сейидов, 1979) свидетельствует об отсутствии угрозы осолонцевания поч-^ - вы. Низкая водопроницаемость почвообразующей породы и необоснован-| но завышенные нормы полива несут предпосылки засоления почвы.. ' . '' Грунтовые воды в условиях высокой естественной дренированности почв и хорошей проточности' пресные,, их минерализация изменяется в ^пределах от 0,5 до 0,7 г/л."¡Как показали исследования, состав солей в ; грунтовых водах зависит от типа водного режима почвы. При десуктившь г вы потном типе водного режима грунтовые воды сульфатные натриевые,.

- ~ • -' ; при выпотиом типе - гидрокарбонатные натриевые. :- . . {

': - В условиях недостаточной естественной дренированности - подъем

- - ! уровней грунтовых вод к поверхности ііочв вызывает постепенный рост их

Г минерализации и изменение состава солей. Увеличение минерализации " Г грунтовых вод происходит за счет накопления в грунтовых водах хлоридов и сульфатов натрия и магния (рис. 14). / ; ■ , / ^ -' ; ■ ;

10

■5

: <£ 8 ~ в ,4

I 2

8

■ г і " . ■ .- ,. ■■ .>■ -V;■::: ■ .' V ^' : ■

: У-4083!

- ПгчЛС у? .

^ . . г

-

"4; • . 4 ■ . 46 —'- Іфоамгрунгсеьквод м ■/.■;.

сиз

, , . , - Рис.14. Зависимость минерализации от уровня грунтовых вод ,; :

Увеличение минерализации грунтовых вод под покровном ирригаци-онно-гидроморфных почв протекает за сч£т инфильтрационного выноса

"солей из биологическиактивного слоя в зону КК грунтовыхвод, а затем за счёт йнфильтрационного выноса солей из зоны КК в горизонт грунтовых : вод/"'''"- •■; ': г : '

Содержание солей в биологически активном слое орошаемой лугово* ^черноземной почвы за'десятилётний период наблюдений изменялось от 0,089% до 0,124%, отражая условия формирования водно-солевого режима! Согласно классификации почв (1977), при содово-сульфатном натриевом составе солей они характеризуются как незасаленные (таблМО),г ; .

^'-Г 'V ■Таблица 10 ,,. ",. Содержание и состав солей в ирригационнойгидроморфных почвах '

Глубина, см. Сумма "со- Ионный состав, мг-экв. на 100 г почвы

.-. . ... ■■■ ■■..V лей, %. НСОЗ С1 - 1804 • 1 Са - ■ ' 1 Ш 1 N8

' Орошаемая лугово-чернозбмпая почва .....

0-20 0.116 0.416 0.280 0,940 . 0.611 0,218 0.807

20-40 0.124 0.396 0.285 1.122 0.613 0.250 0.940'

40-60 " 0.102 0.395 0,329 " 0.792 0,471 0.394 0,651

60-80 - - " 0095 0.389 V 0.286 0.661 0.734 0.260 0,342 1

80-100 '' 0.112 0.573 - 0.269 ■ 0.730 0.833 0,339 0,400-

100-150 0.104 - 0,587 • 0.247 - 0.646 *■ 0.691' " 0.326 ■ 0,463 '

150-200 0.089 0.669 ■■ 0,184 0.377 0.588 0,419 0.223

Грунтовые воды г/л. мг-экв./л ■ -

! 0,824 2,900 1,570 14,653 0,935 2,320 5,868 '

Орошаемая луговая почва

0-20 ...... 0,143 0.340 0,520" ' 1.307 0.511 0.492 1.164 '

20-40 ■*- 0.125 * 0.285 0.456 ■ 1.108 • 0.631 0.369 0.849

40-60- 0.133 0.506 0,432 1.039- 0.614 0.403 ■ 0.960 ■

60-80 0.126 0.650 0.266 0.831 0.595 0,422 0.730

80-100 ■ 0,118 0,745 • 0.233 : - 0,665 0,455 0,300 * 0.888

100-150 - 0.123 0.809 0.216 0,777 0.468 - 0.430 " 0.904

Грунтовые волы г/л ------ мг-экв/л . . .-

1 0,657' 3,140 1 1,417 14.845 1 1,520 1 2,924 -." 4,958

*" - ^ Орошаемая луговая, влажно луговая почва * :

0-20' 0.348 ~ 0.862 1.356 2,890 0.873- 0.525 3.710

20-40 0,186 0.892 0,467""-: 1.256 ~ 0.358 0.218 2.038

40-60 0.149 0.952 0.309 0.775 0.307 0.208 1.521

60-80 0,142 0,912 0.387 - 0 698 0.392 0.543 1.062

80-100 ■ ■-■■ 0,122 0.855 < 0.303 -і 0.564 0.292 0.542 0,888

Грунтовые воды, г/л; _ мг-экв7л

! 0.747 1 5.380 1 2.703: - 1 2.394 1,429 | 3,285 ' 5.763 -

Содержание солей в биологически активном слое орошаемой луговой почвы под влиянием возрастающего капиллярного притока растворов солей от грунтовых вод выросло до 0,118-0,143%. Согласно классификации / почв (1977), при хлоридио-сульфатном натриевом составе солей они характеризуются, как незасоленные. : ' ■ 1

X.л. . - > Содержание солей в биологически активном слое орошаемой дуговой -i V (подтип влажно-луговой) почвы за десятилетний период наблюдений из-; '.'_*-- .j - менялось от 0,122%'до 0,348%. По химическому составу солей эти почвы: ' ; отнесены, согласно классификации почв (1977), к хлоридно-сульфатнрму ' ""„;. натриевому типу засоления и характеризуются как неза со ленные и средней " . степени засоления. ■ ,' .•'...-*:•••. ., ', Г- '' . . ■

~ . Особенностью современного сояенакопления в биологически актив-

" ном слое ирригационно-гидроморфных почв Южного Урала является ши-■Т . ' - , рокий диапазон сезонного прироста солей, обусловленный .циклично из- '

V ^ меняющимся гидротермическим режимом. '.. '.;■*-;'; V i '■■■!% i'i! '.:■.■.'""'.■ Возрастающее содержание солей; по, мере усиления степени гидро-

".''у. морфизма, обусловлено накоплением.хлоридов, сульфатов натрия и маг-'•-'■ ния в поровом растворе. Накопление солей натрия изменяет, состав обменных оснований в почвенном поглощающем комплексе, в частности, отме- -f" '.. :, чено накопление обменного натрия. Содержание обменного натрия в поч- '"'

■ венном поглощающем, комплексе орошаемой;лугово-черноземной, оро- ;

■ ■ шаемой луговой почвы составляет 0,50-1,35%, в орошаемой луговой (под-

тип , влажно-луговой) почве увеличивается до 7,2% от емкосги поглоще-* !■''.V ■■.: ния;'"'-.' ■ -" . ';; ; "-:*'-■." " • ; ' .'• '' ' ..' '" -■.'■ ■■--'.■ ' ■. •/--■

, : ' ' Таким образом, по мере усиления степени пироморфизма происходит i ■■":'.,постепенное увеличение степени засоления ирригационно-гидроморфных -'. почв. При средней степени засоления орошаемой луговой (подтип влажно. ' луговой) почвы наблюдалась слабая степень осолонцевания. л *■■ '-г

~ ;' ■■■■Поступление солей с оросительной водой. Естественная концентрация -.'-.:/-: • солей в почвенном растворе чернозема изменяется под влиянием ороси-■ ; : 1тельной мелиорации незначительно. Под влиянием'орошения появляется .

i дополнительный источник поступления солей, который определяет отно-- '

сительное увеличение концентрации■ солей в почвенном растворе в соогг*. ветствии с величиной оросительной нормы н её минерализацией. Измене-v ния концентрации солей в почвенном, растворе под влиянием орошения: ; ; ■ : зависят от оросительной нормы, от минерализации оросительной воды и

V ' водоудерживающей способности биологически активного слоя, а также от: .;■"-.■■ -^формирования инфильтрационных потерь почвенного раствора. Сложный

. цикл явлений поступления раствора оросительной воды, раствора атмо- '. сферных осадков, их взаимодействие с почвенным раствором и, наконец, ' / .; , формирование инфильтрационного выноса солей описываются уравнени-. ; ем водного и солевого баланса, имеющего вид . . . .'.,..•.'.•;..• ...;..

; ' • '• ' ". Поступление солей с капиллярным притоком от трутгтовых вод в био- -*':..-." ' ;;'логйчески активный слой играет большую роль в'ссшевом режиме иррига- -■ ' i цнонно-гидроморфшлх почв. Прирост солей пропорционален объему ка- , ; ' пиллярного притока отгрунтовых вод,-Поступлению солей с капиллярным:

'' " ,it ">!:■■:■' ..■ >'-!•■. ¡'.i"i г1 l ■■ г ;!;*, f ¡^^"is;' v-.c.i !'i> ■ i; ■ •

притоком от грунтовых'вод вирригационно-гидроморфные почвы всегда -уделялось' много внимания (В;А.'Ковда, 1946; :П.С."Панин, 1968, ■ 1976; ; H.A.* Муромцев; 1998,'AT. Бондарев, 1974/1994; A.B. Шуравилин, 1982, 1989). Б.Б; Полыновым'(1956) был введён термин «критическая глубина» -грунтовых: вод. Для определения критической глубины залегания грунто: вых вод В.А. Ковда (1946) предложил использовать среднюю годовую ■ температуру воздуха в уравнении • ' • ■ -' Л .

,: • .. ' г' <-•• 170+ 8х+15, - •• ' •• : ' - (8) • -'

где У - критическая глубина грунтовых вод, м; X'-средняя годовая тем-' иература воздуха, °С. - '-'У';" - ;■

По средней годовой температуре воздуха-для территории Челябин-; ской области рассчитана критическая глубина грунтовых вод. Её значения для территории Челябинской области изменяются от 157 до 200 см.;.

.Сезонный прирост солей в биологически активном слое ирригацион-но-гндроморфных почв пропорционален объёму капиллярного притока и минерализации грунтовых вод и описывается уравнением водного и солевого баланса биологически активного слоя: ;' ' \;' • - - v ,

•'"У :: г' . : 'WiiCn.h + КСк= Wk Сп.к +Е Се. : ' ' "' " (9). .

- Прирост солей зависит от положения капиллярной каймы грунтовых вод относительно биологически активной) ■ слоя , ирригационно-,гидроморфных почв. При УГВ-1,0 м КК достигала дневной поверхности и в этом случае наблюдалось максимальное поступление солей в биологически активный слой ирригационно-щцроморфных почв! s,.-\"

i Многолетние наблюдения за концентрацией солей в биологически ак-, ; тивном слое ирригациоино-гидроморфных почв показали, что с момента превышения уровнем грунтовых вод-критической глубины залегания обмечена слабая степень засоления и по мере дальнейшего подъема уровней грунтовых вод степень засоления возрастает. Регулирование солевого ре-жима'ирригационно-гидроморфных* почв тесно связано с регулированием уровней грунтовых в0д: сокращением непроизводительных потерь ороси-4 тельной воды на инфильтрацию. v"/ • 1 <- "*• '' >; - .ivv •••. ie.j 1 ' Вынос солей с инфильтрацией. Главным расходным элементом баланса солей в ирригационно-гидроморфных почвах является их вынос с инфильтрацией почвенной влаги.'* - г* -'-'."•' ■*' • • ' • • ' '/ ; '' • ■'- " Инфильтрационные потери поливной воды, атмосферных осадков за пределы биологически активного слоя вызывают миграцию солей в зоне . аэрации, не оказывая существенного влияния на содержание солей в поч-. венном профиле в целом. Миграция солей из биологически активного слоя в зону КК грунтовых вод сопровождается всплеском щёлочности. Явления .инфильтрационного выноса солей за, пределы биологически активного . слоя вызываются в условиях переувлажнения его атмосферными осадками , и необоснованными нормами орошения. Концентрация солей в инфильт-

рационном стоке определяется решением уравнения водного и солевого ;. • баланса: .■■ = - ■.■■■'.' ... ; u ■

; С J+whb Сп.к = Wh Сп и+М См + X Сх. (10) ;

Рассоление почв зависит от объема естественного оттока грунтовых вод к месту их разгрузки. Объем вынесенных солей из зоны аэрации гид-v роморфных почв с оттоком грунтовых вод определяется минерализацией

■ раствора КК и объемом свободной гравитационной влаги в зоне КК трун:. товых вод.

В многолетнем ряду наблюдений средний ежегодный вынос влаги и : солей из зоны аэрации орошаемой лугово-черноземной почвы рассчитан ' решением совместных уравнений водного и солевого баланса биологически активного слоя, зоны КК, горизонта грунтовых вод в суточном цикле и - составил 118 мм, при минерализации 3,7 г/л и объеме солей 4,37т/га. 1

Из зоны аэрации орошаемой луговой почвы в среднем ежегодно выносится 85 мм раствора солей, с минерализацией 5,5 г/л и с объемом солей 4,67 т/га.

I Из зоны аэрации орошаемой дуговой (подтип влажно-луговой) почвы ежегодно выносится 70 мм раствора солей с минерализацией 7,2 г/л и с • объемом солей 5 т/га.

Солевой резким %4рри£(п$ионно-гидроморфных почв. Тип солевого баланса нрр игационно-гидр оморф иых почв зависит от типа водного режима. , В почвах с десуктивно-выпотным типом водного режима (орошаемые Jiy-гово-черноземные, орошаемые луговые почвы) в годы 5%, 25% обеспе-- чениости ресурсами тепла формируется отрицательный баланс солей. В год 50% обеспеченности ресурсами тепла солевой баланс ирригационно гидроморфных почв сформировался нулевым (табл. 11,12). ...;. ,.ч -

В годы 75%, 95% обеспеченности ресурсами тепла солевой баланс . ирригационно-гидроморфных почв с десуктивно-выпотным типом водного

■ режима характеризовался положительным. ■';.','. i -

Солевой баланс ирригационно-гидроморф ной почвы с выпотным типом водного режима (орошаемая луговая, подтип влажно-луговая почва) в год 5% обеспеченности ресурсами тепла формировался отрицательным,7 а в другие годы (Р=25%; Р=50%; Р=75%; Р=95%) - положительным (табл. 13). В отличие от ирригационно-гидроморфных почв с десуктивно-выпотным водным режимом при выпотном водном режиме ирригационно-гидроморфных почв главным источником поступления солей в биологически активный слой этих почв является капиллярный приток от грунтовых вод. . -; ■ ■ v '■",'-' -Д'.'.,''.-" /

Таблица 11

і V - Водно-солевой баланс орошаемой лугово-черноземной почвы : • ' \

. . Элементы балансаьлагн н солей. , Единицы измерения:

мм ' 1 ■ г/л " 1 т/га

г.-..-:- .... ^ - ••• •- Р=5% 1 - ■ V . - <., 1 .--і....', і .

Приход влаги и солей с капиллярным притоком ■' 12 0.6 V 0,07 .

Вынос солей с оттоком грутэвых вод - ■<" 50- 3.7 . 1,85

Невязка баланса солей - ... -1,78

• . " ■ Р-25% • ' ■

Приход влаги н солей с капиллярным притоком - '*' 13.8 0.6 0,08

Вынос солей с оттоком грунтовых ВОД ■:•■-■■■ - ' 50 3,7 " 1,85

Невязка баланса солей • 1 -. .ч-.. -1,77 •

■ ;■■■■ ■ ■ ' .■■■-■. ■ . ■ л.",' р=50% ■

165 ■ 1,0 ■ 1,65

Приход влаги и солей с капиллярным притоком - - 16.Г 0,6- 0,10

Вынос солей с стоком грунтовых вод " 50 3.7 1.85

Невязка баланса солей -0,10

- ------ Т р=75% - ■

Приход влаги и солей с поливом -.;.,. 295 - I 1.0 1 2,95 '

Приход влаги и солей с капиллярным притоком " 19 ' 0.6- 0,11

Вынос солсй с оттоком грунтовых вод . ..... 50 - .. 3.7. 1,85 ■ ■

Невязка баланса солсй 1 +1,51

■ ■ . . - - ' ' Р-93% ■■■■■■.■

Приход влаги и солей с поливом' " -■.-*: ' — ■ 295 1.0 ' - 2,95

Приход влаги и солей с капиллярным притоком' > ■ 22,3 0,6 0,13 :

Вынос СОЛСЙ С ОТТОКОМ ГРУНТОВЫХ ВОД - ■■'"■■■■ '' ' 50- ' ■ 3.7 1.85,

Невязка баланса солей • . . ■ ■ . ■ ; . . +1,90

' '. Водно^олевой баланс орошаемой луговой иочвіл

Элементы баланса влаги н солсй " • ■ ■ - ; - -.: | Единицы измерения -г ... ■

| мм г/л т/га |

р=5% - ■ ■ - - ' ■ |

Приход влаги н солсй капиллярным притоком 94 - 0,62 0,58 -. ■ :

Вынос солей с оттоком грунтовым вод • ■..■-■■- 45 5.5 2,47 1

Невязка баланса солсй ..- !>: .* г" - ■ (.--'.: -1,64 1

. Р=25% * ■■■■•. - ■■ ; - .-..■■..■..... ...

Приход влаги и солей капиллярным притоком 145 0.62 0.90 '

Вынос солей с оттоком грунтовых вод 45 5,5 2,47

Невязка баланса солей '.-■'■* -1,30

- Р-50% • • ' :■■ ■■■ . <■ - ■ і J -...■,- г.

Приход влаги и солей с поливом . • ■ - > - - - 165 - 1,0 > " 1,65

Приход влаги и солей с капиллярным притоком 150 - 0,62 0,93

Вынос солсй с оттоком грунтовых воя 45 - 5.5 2,47

Невязка баланса солей ■■"■.. . . . . ... +0,10

Приход влаги и солей с поливом 295 - - 1.0 2,95 - |

Приход влаги и солей с капиллярным притоком І63-. 0.62 1,01

• -н)' 42

Элементы баланса влаги н солен " " * ' Единицы измерения:- >--■■--

• ' 1 V-.''-.. V. -; .,;-. г -л V-.' мм ' - ' г/л ' т/га - .

Вынос солей С ОТТОКОМ ГРУНТОВЫХ ВОЛ ''-• ■■■ : 45 - 5.5- 2.47- - |

Невязка баланса солей - ■■-> ■>■•■■< ■ .■■•> •:'■• +1,49 -

Р=95%..... • ,...., ■>- ...... ■■■ .. - . ....

Приход влаги и солей с поливом - 295 1.0 2.95

Приход влаги и солен с капиллярным притоком - 182 0,62 1.13

Вынос со лей с оттоком грунтовых ВОД ~ 45 5.5 2.47 "

Невязка баланса солей ■ ; - -- ; ■ • г ■ • -...і. ■, ...... - -)+1,68->

Таблица 13

Водно-солевой баланс орошаемой луговой влажно-луговой почвы ; '

Элементы баланса влаги н солей ї ? . Единицы измерения ■

мм Т/Л. - т/га

Р=5% ■ - ■ ■ -

" - - Приход влаги и солей с капиллярным притоком 148 ~ 0,57 - 0,84 ■

Вынос солей с оттоком грунтовых вод ■ ^ ' 15 7.2 1.08

Невязка баланса солей ' - " ----ч .■■ ■ -0.24

р=25%-''*''■>■■1 ..■-і--- ■ '■•>■ — -.лі : > 'І. - ' ■ .

. . . ... Приход влаги н солей с капиллярным притоком :1 - 250 ОЛ -

Вынос солей с оттоком пантовых вод - 15 ^ 7.2 ~ 1,08 .

Невязка баланса солей > . +0,34

- - " ' ' " Р-50% .. -■ ■ ■-. ..

Приход влаги и солей с капиллярным притоком 233 0.57" ^ 1,44

Вынос солей с оттоком грунтовых ВОД ..... і . Ь - ■ - 15 -7.2 • '---і 1,08

* ■ -1. ' - Невязка баланса солей - : : - 1 -"■-.■.,;.„-'. > +0,36 '

*

Приход влаги и солей с капиллярным притоком - ■ 257 ; - - 0,57 і 1,46

Вынос солей с оттоком грунтовых вод 15 7.2 - 1,08

Невязка баланса солей .....-■■ • • .. . +0,38

Р=95% ' ...... ' ' ........... ' " ' '

Приход влаги и солей с капиллярным притоком 288 -> 0,57 ' - 1,64 "

Г " " Вынос солей с оттоком грунтовых вод 13 ------- 7,2 п-.-. 1,08

~ ""- V Ненязка баланса солей • і .-..!-.... ■. . . л- +046--

•'.• . ■■■...:. і „.'і----..• " . і >.-: .- і Ї.ЧІ ■

V

'У і \ ;• -; Выводы ■ . •.ЛІ • Гт ^ У ' І*' у ■-'''Г *... .'г • '

>ч. 1. Своеобразие природных условий Южного Урала обуславливает не-: ..обходнмость унификации научных разработок и опьпа оросительной мег, . лиорации. почв,- заимствованных, из /традиционно, орошаемых.; регионов ; страны, по особенностям обмена веществом и энергией биологически активного слоя с окружающей средой. Приемы регулирования почвенных

-'.,.1:режимов оросительной мелиорацией должны улучшать естественный ход Г эволюции и генезиса чернозема Д "• ' •"*, , 7,^.; : | 2. Ресурсы тепла'и-влаги распределены во времени и пространстве 'крайне неравномерно. Запасы влаги в биологически "активном слое черно. ' . 1 зема в средний, среднесухой и острозасушливый годы периодически снй- > ? жаются до влажности устойчивого завядания растений. Дефицит водопо- - • ; требления растений обуславливает потери урожая, достигающие 80%'от "• -^ потенциально возможной ■ продуктивности агрофитоценоза. Эффектив- ; ность производства продукции растениеводства связана с необходимостью оросительной мелиорации почв в годы высокой обеспеченности их'ресур- V '' сами тепла. 1; "

■ ; , ЗЛ Неувязка между испаряемостью в год расчетной обеспеченности ,

«л: ресурсами влаги ииспаряемосгаю.'и в год условной обеспеченности ресур--, . сами тепла достигает 100 мм. Проектная оросительная норма, рассчитанная на год 75% обеспеченности осадками, не обеспечивает оптимального ' : режима увлажнения биологически активного слоя й вызывает непроизво-. < дательные потери воды на инфильтрацию! Прирост продуктивности оро-■' шаемых почв, рациональное использование водных и земельных ресурсов ■-' * гарантируется проектной оросительной нормой, разработанной на год рас- : . ., ■ ' четной обеспеченности ресурсами тепла. • V'-"-. '•:' , :

- 4 Биологически активный слой, установленный методом регистрации 1.. зон иссушения^ адекватен слою почвы,1 который устойчиво прогревается . .-'/>• до температуры 15°С. В биологически активном слое сконцентрировано ; 5 95% от общей массы корней агрофитоценоза,' более 60% от общих запасов . гумуса^ и он соответствует слою интенсивного влагооборота и соленакоп- ' :;; ления. ■.7: ...' 7„ ■■.. -.'/- V. ■: ■ ■ V '■■'■ ■ '.-V 4 ' л

Ч 5... Величина капиллярного' 'притока..' влаги в 1 ирригационной . ~ ^

* - гидроморфных почвах определяется - положением капиллярной каймы .'1 грунтовых вод отностельно поверхности и биологически'активного слоя, г В период смыкания капиллярной каймы грунтовых вод с нижней границей ; - ^ биологически активного слоя капиллярный приток из грунтовых вод со-^ г сгавляёт 2-10% от испаряемости. Если капиллярная кайма достигает днев- г

* ; ной поверхности почвы, то капиллярный приток из грунтовых вод проте, кает в течение всего теплого периода года и его величина превышает 25%

" - от испаряемости. , . ■ ' [у ' ' ; > ■

* 6. Стохастическое распределение атмосферных осадков вызывает ин- - К -фильтрационные потери до 4% от их суммы в богарном земледелии, В

— орошаемом земледелии инфильтрация достигает 8-10% от суммы осадков

- и оросительной нормы. Вирригационно-гидроморфиых почвах инфильт- 7" . -рационные потери почвенной влаги значительно возрастают и составляют : 55%ОТСуммы'осадков. \ ;•*>; "-"^■■г:: ■ ; ^■ -■>'■■ -

-''■■ 17, ^Экологически. обоснованные поливные и оросительные1 нормы 'обеспечивают экономию оросительной воды' на 40-60%, • оптимизируют режим увлажненности биологически активного слоя, сокращают инфильт-рационные потери влаги за его пределы. Их применение может привести к высокому экономическому И ЭКОЛОГИЧеСКОМу эффекта.;'111 - '

3 8; Перехода автоморфного чернозема в ирроташгокно-шпроморфные почвы изменяет его водный режим на десуктивно-выпотной и выпотной типы.' Причиной засоления ирригационно-гидроморфных почв является изменение'естественного водного режима" чернозема под влиянием необоснованно 'завышенных поливных и оросительных норм.' Прирост солей в биологически активном слое почв пропорционален объему капиллярного притока. солевого раствора от грунтовых вод. Критическая глубина грунтовых вод составляет 164-200 см. Засоление ирригациоино-гидроморфных почв протекает под влиянием накопления хлоридов и сульфатов натрия и магния. . • .... .. • ..... , ,.■; . • .. д. -.....•

9. Орошаемые лугово-черноземные почвы и орошаемые луговые почвы с: десуктивно-вы потным - водным режимом: характеризуются: содово-сульфатным, хлоридно-сульфатн ым кальциево-натриевым составом солей, они незаселенные или слабой степени засоления. " ■ Г -V

10.' Орошаемые луговые, подтип влажно-луговые, почвы с выпотным водным режимом характеризуются хлоридно-сульфатным натриевым составом солей. слабой и средней степенью засоления. / * .

V 11; в антропогенной эволюции орошаемого чернозема в настоящее время наблюдаются отрицательные явления подтопления й засоления ир-ригационно-гидроморфных почв. Предотаратигь заболачивание, засоление орошаемых почв и одновременно повысить продуктивность мелиорированной пашни можно на основе применения экологически обоснованных поливных и оросительных норм, разработанных с учетом природных особенностей почвообразования. ' V " ".';'

'■•■ . ■ Рекомендации производству - ■'<'■'. •'•'•'• ».-.•

1. В условиях континентальногоклимата с цикличной изменчивостью обеспеченности почв ресурсами тепла и влаги рекомендуется комплексное регулирование почвенных режимов в биологически активном слое оросительной мелиорацией. . -V ^ ' - - ■ ". / ^ -..• : У . ^2.. Разработку 'экологически обоснованного режима орошения сельскохозяйственных культур рекомендуется вести на мощность биологически активного слоя почв с учетом влияния температуры почвы, концентрации солей в почвенном растворе иа величину э вапотранспирации. ' -; ; З. Для предотвращения вторичного засоления орошаемых почв рекомендуется использовать экологически обоснованные поливные и оросительные ■ нормы. Их применение повышает коэффициент полезного ис-

пользования оросительной воды! В процессе эксплуатации мелиоративных систем рекомендуется контроль над режимом грунтовых вод и осуществление мероприятий по предотвращению их подъёма до критической глубины залегания.^ , . .'■ .. t

4. Связь годовой суммы атмосферных.осадков с суммой осадков'за -теплый период .года, закономерности сезонного распределения осадков, зависимость; между испаряемостью и! осадками, а также установленная цикличность варьирования обеспеченности лет. ресурсами влаги и .тепла рекомендуются для прогноза обеспеченности почв гидротермическим по-,тенциалом, Технологии оптимизации почвенных режимов могут быть разработаны'по гццротермическому режиму и моделям продуктивности почв.'

г i.1:»- • Список основных публикаций по теме диссертации; •'-

' Дерннгер ХЛ., Панов ПА. Орошение капусты в лесостепиУОвощи на

ЮжномУрале, -Челябинск, 1981;-С.31-44. ..... ' ' ■ * .

Панов Г.А. Рекомендации по расчету концентрации солей в почвенном растворе / Свердловский ЦНТИ. Na 220-82. - Свердловск, 1982.-3 сл : -jt - - v Панов ПА. Оптимизация режима увлажненности почв в овощном севообороте // Уральские i швы. 1982. №4.-С. 16-17. . • - , ■ ■

Панов ГЛ., Панова В.А. Ирригационная оценка возвратных вод // Регулирование водного и солевого режима орошаемых земель Южного Урала: Сб. тр. .УралНПИВХ. Красноярск, 1982,-С. 60-64. . ; , / / . . - , 1

" . . Панов'Г.А. Метод определения инфкльтрационного выноса солей с мелиорируемых земель // Регулирование водного и солевого режима орошаемых земель Южного Урала: Сб. тр.' УралНИИВХ. - Красноярск, 1982. - С. 71-74.

' Панов Г.А. Методические рекомендации по составлению прогнозов изме-■ нения солевого режима почв и определению инфильтрационного выноса солей в грунтовые воды. - Челябинск, 1982.-30 с. - • :• ••. ••• '■■•'■•;■■.'

-. Панов Г.А. Определение слоя активного влагообмена почв с.учетом их особенностей дифференцированно по фазам вегетации /.Челябинский ЦНТИ. №559-83. - Челябинск, 1983. - 3 с. ; 4

Панов Г. А., Худякова А.Н. Определение активного слоя почвы / Челябинский ЩГГИ. № 415-84. -Челябинск, 1984.-3 с. ..'.. : : ■ ... Панов Г.А., Егорова Н.П. Оптимальные нормы полива селъскохозяйствен-ных культур / Челябинский ЦНТИ. № 559-84.- Челябинск, 1984.-2 с. •

. ^ ■ Панов Г.А. Засоление орошаемых земель // Руководство по использованию 'орошаемых земель Челябинской области в системе АПК. - Челябинск, 1984. -С.128-133. . _ \ . " ■■ д-" у *"?:.'; v'"у У'-

Панов ПА. Солевой режим ирригационно-гидроморфиых почв и его прогноз в условиях лесостепного Зауралья: Автореф. дне.' ...канд. с.-х. наук. - М., -1984.-20с.'- '••,<•.; • • • ' • . . .- j-i-i- -.У:,-.

Панов ПА.,' Шиманский J1.И..Технология мелиоративного освоения луговых солончаковатых, луговых солонцеватых почв, солончаков Зауралья / Челя-,бннскнйЦНТИ.Ка479-85.-Челябинск, 1985.-4с.,.: ■¿l.n.r ч ^ . . :

• Панов Г.А.,Чугаев> В-Д-» Методические рекомендации > ло определению' норм и сроков полива сельскохозяйственных культур при планировании водо-» пользования на орошаемых землях Челябинской области.',- Челябинск, 1985. -■ 22 с. ; . .л-'1 V . >■..■,''-.':„!■ г! > - Г. .■.":■.1 ■ / . /. ; .....

Панов Г.А.'Режимы орошения сельскохозяйственных культур , на иррига-ционно-гндроморфкых почвах // Пути улучшения использования мелиорированных земель и проблемы предотвращения снижения их.плодородия:.Тез,' докл. - Челябинск, 1986. -С.4-5.. -*>:.т.¡>.'1 Г'." ■ ." • ";

. Панов Г.А. Водно-солевой режим, ирригационно-гидроморфныхпочв Зауралья // Пути улучшения использования мелиорированных эемель'и проблемы предотвращения снижения их плодородия: Тез. докл. - Челябинск, 1986. - С. 9-10. . ^ . ■,;'■:*..;'ч . ... ;. \ ; ".0

^ , Панов Г.А., Шиманский Л.И., Панова В.А; Коренное улучшение сенокосов и пастбищ в Зауралье// Уральские нивы. 1986. Коб.-С.36-37.

■ Панов Г.А., Крамаренко. В.Я. • Интенсивные технологии возделывания; сельскохозяйственных культур при орошении а■ Система мелиорации .земель Челябинской области: Рекомендации, методические указания. ЧЛ. - Челябинск." 1987. - С.24-69. . и: г^ у .- .

Панов Г.А.. Коренное и поверхностное улучшение естественных сенокосов и пастбищ // Система мелиорации земель Челябинской области Рекомендации, методические указания. 4.2. - Челябинск, 1987.-С.40-45. ■ ,■■ ■■

Панов Г.А., Чутаев В.Д, Технология коренного улучшения сенокосов и пастбищ- на гидроморфных солончаках Зауралья: Рекомендации. - Челябинск,

1987.-26 е.. . • .. .-■'■■. .....'-.г ¡.у,.^О...

* >; Панов Г.А Рекомендации по системам земледелия Челябинской области. Северная лесостепь. -.Челябинск, 1987, -293 с. (всоавт.). л. !

. Панов Г.А. Водо-сберегающая технология возделывания многолетних трав в орошаемом земледелии / Челябинский ЦНТИ. № 312-88; - Челябинск, 1988, -

' Зс. -: ; ■ • ; ' .а, - ~ ..-••.•

. Панов Г.А. Определение норм водопотребности для орошения с учетом качества воды // Качество воды для орошения: Тез. докл.' - Алма Ата,,1988,-с.95. .„■'- - ■ - / / -'. :Л...г ■■■ г...

-■■'■■■ Панов Г.А. Водо-сберегающая почвозащитная технология возделывания кормовых корнеплодов в орошаемом земледелии /.Челябинский ЦНТИ. № 22488. - Челябинск, 1988. -3 с. : . . ;..'"Ч-

Панов Г.А - Водо-сберегающая почвозащитная технология возделывания однолетних трав в орошаемом земледелии / Челябинский.ЦНТИ: №223-89. -Челябинск, 1989. - 2 с. - •. ^Ч Лй-..-;;"

Панов Г.А Водо-сберегающая почвозащитная технология. возделывания картофеля в орошаемом земледелии / Челябинский ЦНТИ. № 222-89. - Челябинск, 1989. - Зс. . , -

Панов Г.А. Водо-сберегающая почвозащитная технология возделывания капусты в орошаемом земледелии / Челябинский ЦНТИ.: № 242*89. - Челябинск, 1939.- 3 . . ; -чд ;г .П "Ч.,;;.:.':■"'■ Панов ГА. Экологически обоснованные нормы водопотребности для орошения сельскохозяйственных культур // Биологические, экономические и эко-

логические Основы нормирования водопользования в орошаемом земледелии; . ■ Тез. докл.-S Днепропетровск, 1989, - С. 68.* . 3" ' * ; -г-; .bM i'ü •

Антошенков Ю.П., БугттовР,В.,;Дер1шгер A.A., Низамутдинов О.М.у Панов Г.А., Рабинович И.Е. Гидрогеолого-мелиорати вные предпосылки строительства дренажа на орошаемыхземлях Челябинской области // Подземные во- , , ды'Урала и методы их изучения и использования^ Тез. докл. - Свердловск," .■ 1989. - С. 42: ; Ч у-' '/ Панов ГЛ. Водо-сбереганпцие почвозащитные технологии возделывания ' сельскохозяйственныхкультур в орошаемомземледелии II Регулирование вод- i ио^сшевого режима водоемов й мелиорируемых земель: Сб. тр. УралНИИВХ;- ; ' Свердловск, 1990. - С. 3-20. / -Г; ■ - Л' '; • • -Ч'-

Панов Г.А. Совершенствование методики определения норм водопотреб-1 ностн для' орошения сельскохозяйственных культур на Южном Урале // Регу- -лирование водно-солевого режима водоемов и мелиорируемых земель Южного г Урала: Сб. тр. УралНИИВХ. - Свердловск,' 1990. - С. 21-30. 7

; Панов' ГА.' Проблемы оросительных мелиорации на ЮжномУрале // Проблемы оросительных мелиорации и водного хозяйства Южного Урала: Сб. тр.' ЮжУралНИИВХ. - Челябинск, 1991. - С.3-19. V.. " ' ' / ; 11

' Панов ПА/Влияние отдельных видов сельскохозяйственных мелиораднй - ;

на урожайности кормовых культур // Проблемы оросительных мелиорации и ' ' ^ водного хозяйства Южного Урала: Сб тр. ЮжУралНИИВХ. - Челябинск, 1991, - С: 20-26." , -л :-.:. ■'. = : : . --■'

■ Панов Г.А.,'Тараторин A.C. Руководство по водосберегающим технологи-' ; ■ ям возделывания сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии

Южною Урала. - Челябинск, 1991. - 53 с. .....

Панов ГА. Формирование качества речного стока регулированием водно- ''. t : солевого режима орошаемых почв на водосборной площади // Экосистемный подход к управлению качеством поверхностных и подземных вод мероприятиями на водосборах: Тез. докл. - Свердловск, 1991. - С.5-6. - ;

' Панов Г.А. Временные методические рекомендации по расчету экологиче-; ски обоснованных норм водопотребности для орошения на Южном Урале. Челябинск, 1991.-71 с. > : * ' .' ■;

': Панов ГА. Сельскохозяйственные мелиорации и использование мелиорируемых почв // Система ведения агропромышленного производства Челябин-; ской области на 1991-1995 гг.: Рекомендации. Ч. 2. - Челябинск, 1991, - С.272- ■ 282. rü- ■ ■■■ ■■. ч ... Ч . ■■ .,-

-Панов ГА.;1 Бакунин В.А., Малышев С.Н., Шеремет Н.Т., Шеметов В.Д. / Рекомендации по производству н использованию биогумуса в сельском хозяй- -

стве. - Челябинск, 1995,-21 с. • • ' : , ■ г ^ . ' - , ,

- Панов Г.А. Водно-солевой режим почв Южного Урала // Пути повышения эффективности сельскохозяйственного производства: Сб. тр. ЧГАУ. - Челябинск, 1998, -С.31-38. ,' ■-,'..^"-.V. :'.,■■-■;■ , •

' Панов Г.А! Мощность биологически активного слоя чернозема обьгкно- А

венного И Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения: Сб. ' : тр. ЧГАУ. - Челябинск, 1999. - С. 87-94. ■ -.■"•• ч' ---У . ••

Панов Г.А. Экологическое образование населения основополагающий фактор производства экологически чистых продуктов // Экологическое воспитание и образование фактор устойчивого развития региона. Тез. докл. - Челябинск, 1999. - С.72-74.

Панов Г.А, Воспроизводство плодородия черноземов регулированием водного режима // Ш съезд Докучаевского съезда почвоведов: Тез докл. - М., 2000. - Кн.2. - С. 239.

Панов Г.А, Атмосферные осадки и испаряемость как факторы почвообразования и продуктивности агрофитоценозов // Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения*. Сб, тр. ЧГАУ. - Челябинск, 2000. - С.84-90.

Панов Г.А. Капиллярный приток влаги от грунтовых вод как фактор режимов почвообразования // Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения: Сб, тр. ЧГАУ, - Челябинск, 2000. - С.91-97,

Панов Г.А. Повышение продуктивности агрофитоценозов оптимизацией почвенных режимов чернозёма: Тез. докл. XI науч.-техн. конф. ЧГАУ. - Челябинск, 2001. - С. 398-400.

Панов Г.А, Повышение плодородия чернозёма оптимизацией атмосферного климата: Тез, докл. XI науч.-техн. конф. ЧГАУ, - Челябинск, 2001. - С.400-401.

Подписано к печати 24.10.2001. Формат 60x84/16. Уч.-изд.л, 2,0. Заказ 686 . Тираж 100.

Типография ЧГАУ.

454080, Челябинск, пр. Ленина, 75,

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Панов, Георгий Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ.

1.1. Местоположение.

1.2. Геоморфология.

1.3. Геологическое строение.

1.4. Гидрогеолого-мелиоративные особенности.

1.5 Климат.

1.6. Почвы.

1.1. Водные ресурсы.

Выводы:.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Местоположение.

2.2. Гидрогеологические условия.

2.3. Характеристика почв опытного участка.

2.4 Ирригационная оценка воды.

2.5. Состав и методика исследований.

ГЛАВА 3. ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВ.

3.1. Общее представление о водном режиме.

3.2. Мощность биологически активного слоя почвы.

3.3. Запасы влаги в биологически активном слое почв.

3.4. Атмосферные осадки.

3.5. Эвапотранспирация.

3.6. Капиллярный приток влаги от грунтовых вод.

3.7. Инфильтрация почвенной влаги.

3.8. Нормы орошения.

3.9. Водный режим почв.

Выводы:.

ГЛАВА 4. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ЧЕРНОЗЕМА.

4.1. Общее представление о температурном режиме.

4.2. Температура в приземном слое атмосферы.

4.3. Температурный режим почвы.

4.4 Влияние температуры на рост и развитие агрофитоцено-зов.

4.5. Зависимость между испаряемостью и атмосферными осадками.

4.6. Районирование территории по коэффициенту увлажнения.

Выводы.

ГЛАВА 5. СОЛЕВОЙ РЕЖИМ ИРРИГАЦИОННО-ГИДРОМОРФНЫХ ПОЧВ.

5.1. Происхождение, движение и накопление солей в почвах.

5.2. Содержание и состав солей в исследуемых почвах.

5.3. Поступление солей с оросительной водой.

5.4. Поступление солей с капиллярным притоком от грунтовых вод.

5.5. Вынос солей с инфильтрацией.

5.6. Солевой режим ирригационно-гидроморфных почв.

Выводы:.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Гидротермический и солевой режимы почв Южного Урала и их регулирование"

Черноземы в нашей стране имеют различную по продолжительности антропогенеза историю эволюции от 400-500 лет на севере до 150-200 лет на юге (133). Интенсивное развитие земледелия и использование чернозёма началось на Южном Урале после отмены крепостного права в России (257). За сравнительно непродолжительный примерно столетний период использования в условиях высокой степени распаханности чернозема произошло снижение содержания гумуса более чем в два раза (103, 106, 257). Причинами дегумификации черноземов является водная эрозия склоновых участков и отрицательный баланс органического вещества в почвах, под влиянием отчуждения его с урожаем (93, 94, 103, 106). Агропедогенезу сопутствует процесс глубокой трансформации почвенно-гидрологических и гидрохимических условий зоны аэрации чернозема под влиянием оросительной мелиорации.

Исследования изменений почвенных режимов чернозёма в условиях орошаемого земледелия и разработка приёмов рационального землепользования является актуальной проблемой.

Возрастающая агрогенная, мелиогенная, техногенная нагрузка на чернозем, сопровождающаяся его деградацией, требует разработки новой концепции его использования, построенной на целенаправленном регулировании почвенных режимов.

На протяжении длительного периода времени в нашей стране сложилось землепользование на основе экстенсивного ведения сельского хозяйства. Удовлетворение постоянно растущих потребностей в продуктах питания осуществлялось за счет увеличения площади пашни, численности работников, продолжительности рабочей недели, рабочего дня.

Общественно-политический кризис не мог не затронуть сельскохозяйственного производства. Назревшая необходимость реформирования сельскохозяйственной отрасли требует безотлагательного его перевода на интенсивные формы землепользования. В свою очередь интенсивное землепользование требует гарантированной продуктивности пашни и краткосрочной окупаемости капиталовложений.

В условиях континентального климата земледелие Южного Урала развивалось при постоянном дефиците ресурсов тепла и влаги. Стохастический характер распределения естественных ресурсов тепла и влаги без искусственного регулирования почвенных режимов не может гарантировать полной окупаемости денежных средств в течение одного года.

Закономерности динамики показателей почвенных режимов, моделирование продуктивности агрофитоценоза на условия вероятностной обеспеченности ресурсами тепла, дозированное регулирование водного режима - это слагаемые гарантированной рентабельности и окупаемости, вложенных труда и средств. В настоящее время биологическая продуктивность чернозёма имеет сравнительно высокие показатели. В условиях полевого опыта получены урожаи капусты, достигающие 300 т/га, столовой свёклы 110 т/га, картофеля 80-85 т/га. Биологическая продуктивность чернозёма превышает фактическую урожайность сельскохозяйственных культур в сельскохозяйственных предприятиях в 5-10 раз. Причиной столь высокого разрыва между фактической и биологической продуктивностью является крайне высокий дефицит почвенной влаги и элементов минерального питания, главным образом, азота и фосфора в биологически активном слое чернозёма.

Чтобы выполнить объективную оценку ресурсов тепла и влаги необходимо обоснование мощности биологически активного слоя чернозема. Регулирование водного режима в биологически активном слое с использованием экологически обоснованных оросительных и поливных норм, с учетом естественной дренированности чернозема, в годы высокой обеспеченности ресурсами тепла гарантируют экономически целесообразное увеличение продуктивности агрофитоценоза.

Высоко продуктивные агрофитоценозы, при рентабельном ведении хозяйства единственно возможный вариант расширенного воспроизводства плодородия чернозема.

Концепция интенсивного землепользования требует дифференцированного подхода к использованию всей площади пашни. В речных долинах на хорошо дренированных почвах, с близко расположенными источниками воды и выровненным рельефом, необходимо создавать оазисы орошаемого земледелия.

На орошаемом черноземе предполагается применение интенсивных технологий, направленных на расширенное воспроизводство плодородия, систематическим внесением специально приготовленных вермикомпостов.

На участках, подверженных водной эрозии, следует провести задернение почв многолетними травами и использовать их в дальнейшем, как сенокосы и пастбища. Эти кормовые угодья могут быть использованы на основе экстенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур.

Сформировалось устойчивое мнение о том, что главным лимитирующим продуктивность агрофитоценозов фактором, является дефицит почвенной влаги. Это мнение справедливо только в годы высокой обеспеченности ресурсами тепла. В годы высокой обеспеченности ресурсами влаги лимитирующим плодородие чернозёма фактором являются ресурсы тепла.

Природные ресурсы тепла и влаги находятся в обратной, но не в функциональной, зависимости. В холодный год выпадает много атмосферных осадков, но почвенная влага из-за дефицита ресурсов тепла малодоступна. В жаркий год при высоких ресурсах тепла наблюдается острый дефицит влаги. Формирование высоко продуктивного аг-рофитоценоза возможно в годы высокой обеспеченности ресурсами тепла, но при искусственном регулировании водного режима.

В каждом десятилетии примерно пять лет сравнительно благоприятных по естественному увлажнению, но с дефицитом тепла и, пять лет с сравнительно благоприятной обеспеченностью теплом, но с дефицитом влаги. За последние пятьдесят истекших лет только два года (1978, 1997 г.г.) характеризовались благоприятным сочетанием тепла и влаги и было зарегистрированы рекордно высокие урожаи сельскохозяйственных культур.

До настоящего времени при разработке оросительной нормы учитывались условия естественного увлажнения осадками и игнорировались тепловые ресурсы почв. Дефицит водопотребления в биологически активном слое чернозема в год 75% обеспеченности влагой не соответствует дефициту водопотребления в год 75% обеспеченности теплом и это обстоятельство несет потенциальную угрозу неблагоприятных экологических и экономических явлений от орошения. В условиях цикличной изменчивости обеспеченности почв естественными ресурсами влаги трудно определить дефицит водопотребления растений на конкретный год. Принято использовать понятие расчётного года, за который чаще принимается средне сухой год 75 % обеспеченности. Под обеспеченностью понимается вероятность, что в течение 75 лет из 100 дефицит водопотребления в биологически активном слое почвы будет покрыт оросительной нормой, а в течение оставшихся 25 лет оросительной нормы будет недостаточно для получения проектной урожайности сельскохозяйственных культур.

Опыт ирригации чернозёма на Южном Урале показал, что орошение несет угрозу усиления степени гидроморфизма черноземов, развитие процессов вторичного засоления и осолонцевания биологически активного слоя (5, 56, 126, 199). Для предупреждения негативных явлений от орошения рекомендуется строительство дренажных систем (95, 126, 259).

Природно-климатические условия Южного Урала близкие к условиям Западной Сибири и с экономических, и с экологических позиций обуславливают нецелесообразность устройства дренажа (215, 220).

В условиях глубокого промерзания и позднего оттаивания чернозёма, при невысокой мощности гумусово-аккумулятивного горизонта, при укороченном почвенном профиле и, наконец, при низкой водопроницаемости почвообразующей породы необходим поиск профилактических приемов, предупреждающих непроизводительные потери оросительной воды и заболачивания чернозема.

Комплексным профилактическим экологически и экономически целесообразным приёмом, является сокращение непроизводительных потерь оросительной воды за счет проектирования и строительства закрытой оросительной сети и разработки увлажнительного режима орошения чернозёма.

Для увлажнительного режима орошения необходимо чтобы оросительная норма разрабатывалась на год 75-85% обеспеченности ресурсами тепла. Чтобы норма полива определялась бы с учётом мощности биологически активного слоя. А число и сроки поливов диагностировались бы температурным режимом чернозёма и приземного слоя атмосферы. Проектирование и строительство оросительных систем необходимо вести на участках с хорошей естественной дрениро-ванностью, которая обеспечивала бы своевременное отведение ин-фильтрационных потерь почвенной влаги за пределы оросительной системы

Адаптация сельскохозяйственного производства к конкретным ландшафтным условиям, экологизация землепользования на основе оптимизации почвенных режимов является актуальной проблемой для исследований.

Целью исследований явилась разработка теории, методологии и методик комплексного регулирования почвенных режимов (водного, температурного и солевого) оросительной мелиорацией.

Реализация поставленной цели достигалась при поэтапном решении следующих задач:

1. Изучить особенности гидротермического и солевого режимов орошаемых почв в зависимости от обеспеченности их ресурсами тепла и влаги.

2. Выявить зависимости между основными показателями водного и температурного режимов орошаемых почв.

11

3. Установить закономерности влияния водного и температурного режимов на соленакопление в биологически активном слое ир-ригационно-гидроморфных почв в условиях варьирующей обеспеченности ресурсами тепла и влаги.

4. Разработать рациональные приемы регулирования почвенных режимов оросительной мелиорацией в годы расчётной обеспеченности ресурсами тепла и влаги.

Заключение Диссертация по теме "Мелиорация, рекультивация и охрана земель", Панов, Георгий Александрович

Выводы и предложения производству:

1. Недостаточные ресурсы тепла и влаги, сложная геологическая история, геоморфологические и гидрогеологические особенности Южного Урала и специфические условия почвообразования, требуют проведения оросительной мелиорации чернозема с использованием специально разработанных экологически обоснованных поливных и оросительных норм.

2. Своеобразие природных условий обуславливает необходимость совершенствования опыта и научных разработок, заимствованных из традиционно орошаемых регионов страны. Необходимы исследования и разработка приёмов оросительной мелиорации в соответствии с особенностями почвенных режимов чернозёма Южного Урала.

3. Ресурсы тепла и влаги распределены во времени и в пространстве на Южном Урале крайне неравномерно. Эффективное плодородие чернозёма в холодный и прохладный годы лимитируется дефицитом тепла. В средне сухой и острозасушливый годы оно лимитируется дефицитом доступной почвенной влаги. Запасы влаги в биологически активном слое чернозема при его естественном увлажнении атмосферными осадками в средний, в средне сухой, в острозасушливый годы периодически снижаются до влажности устойчивого завя-дания растений. Потери урожая от дефицита почвенной влаги достигают 80% от потенциально возможной продуктивности агрофитоценоза.

4. В многолетнем ряду наблюдений атмосферные осадки отличаются высокой неравномерностью распределения во времени и в пространстве. Прогноз летних атмосферных осадков может быть выполнен по запасам влаги в снеге на период снеготаяния и зависимости между осадками за холодный и тёплый периоды года

5. Между суммой атмосферных осадков и испаряемостью установлена стохастическая обратная зависимость. Испаряемость, рассчитанная на год 75% обеспеченности атмосферными осадками не соответствует испаряемости рассчитанной на год 75% обеспеченности ресурсами тепла. Невязка между испаряемостью, в год обеспеченности ресурсами влаги и тепла достигает 100 мм. Разработку оросительной нормы необходимо вести на год расчетной обеспеченности ресурсами тепла в биологически активном слое, а не на год расчётной обеспеченности дефицита водопотребления в корнеобитаемом слое почвы.

6. Мощность биологически активного слоя адекватна слою почвы, в котором сконцентрировано 95% от общей массы корней агрофитоценоза, более 60% от общих запасов гумуса и он устойчиво прогревается до температуры 15°С и выше. Методика расчета оросительной нормы по дефициту водного баланса корнеобитаемого слоя не учитывает температурного режима чернозёма, концентрации солей в биологически активном слое и это обстоятельство вызывает рост непроизводительных потерь оросительной воды на инфильтрацию, ирригационный подъем грунтовых вод, развитие нежелательных явлений от орошения.

7. Под влиянием режима орошения, рассчитанного по дефициту водопотребления в корнеобитаемом слое чернозема, на части территории оросительных систем в отдельных случаях происходит подъем уровней грунтовых вод. Прежде автоморфные черноземы могут переходить в ирригационно-гидроморфные почвы.

8. Величина капиллярного притока влаги в биологически активный слой ирригационно-гидроморфных почв определяется мощностью и положением капиллярной каймы грунтовых вод относительно поверхности и биологически активного слоя. При смыкании капиллярной каймы грунтовых вод с нижней границей биологически активного слоя почвы величина капиллярного притока от фунтовых вод составляет от 2 до 10% от испаряемости. Если капиллярная кайма грунтовых вод достигает дневной поверхности почвы, то капиллярный приток от грунтовых вод протекает в течение всего теплого периода года и его величина превышает 25% от испаряемости.

9. Для предотвращения негативных явлений от орошения разработаны экологически обоснованные поливные и оросительные нормы с учетом температурного режима и концентрации солей в почвенном растворе. Эти нормы обеспечивают экономию оросительной воды от 40 до 60%, оптимизируют режим увлажненности биологически активного слоя, сокращают инфильтраци-онные потери влаги за его пределы и несут предпосылки высокого экономического и экологического эффекта.

10. В условиях стохастического распределения атмосферных осадков инфильтрационные потери влаги за пределы биологически активного слоя чернозема составляют 4% от суммы атмосферных осадков в богарном земледелии и 8-10% от атмосферных осадков и оросительной нормы в орошаемом земледелии. На ирригационно-гидроморфных почвах инфильтрационные потери почвенной влаги за пределы биологически активного слоя значительно возрастают и могут достигать 55% от сумма атмосферных осадков при УГВ = 1 м и выше.

11. Водный режим орошаемого чернозема формируется по типу периодически промывного. Водный режим орошаемой лугово-черноземной почвы, орошаемой луговой почвы формируется по типу десуктивно выпотного. Водный режим орошаемой луговой, влажно-луговой почвы формируется по типу выпотного.

12. Температурный режим в приземном слое атмосферы и на различных глубинах почвенного профиля зависит от температурного режима поверхности чернозема. Между температурой поверхности чернозема и температурой в приземном слое атмосферы с одной стороны и на различных глубинах чернозема с другой, существует прямая зависимость, описываемая линейными уравнениями связи.

13. Сумма эффективных, сумма активных температур в приземном слое атмосферы постепенно возрастают от горной лесной зоны к лесостепной и к степной зонам. На равнинной территории области ресурсы тепла возрастают по мере движения с северо-запада на юго-восток и от холодного к среднему, к жаркому году.

14. Продолжительность вегетативного периода онтогенеза агрофитоце-нозов зависит от суммы эффективных температур. В жаркие годы продолжительность вегетативного периода онтогенеза на орошаемом черноземе увеличивается и возрастает продуктивность агрофитоценоза.

15. Лесостепная зона в теплый и жаркий годы характеризуется как умеренно сухая и засушливая аридная, а степная зона как засушливая аридная и исключительно сухая супераридная.

16. Причиной засоления ирригационно-гидроморфных почв является изменение естественного водного режима чернозема под влиянием необоснованно завышенных поливных и оросительных норм в условиях недостаточной естественной дренированности. Инфильтрационные потери почвенной влаги за пределы биологически активного слоя вызывают ирригационный подъем уровней грунтовых вод и капиллярно-восходящее движение солевых растворов к испаряющей поверхности почвы.

17. Прирост солей в биологически активном слое ирригационно-гидроморфной почвы пропорционален объему капиллярного притока солевого раствора от грунтовых вод. Критическая глубина грунтовых вод составила 164200 см. Засоление ирригационно-гидроморфных почв происходит под влиянием накопления хлоридов, сульфатов натрия.

18. Вегетационные поливы увеличенными нормами полива выщелачивают соли из биологически активного слоя в зону капиллярной каймы. Опреснение почвенного раствора в биологически активном слое сопровождается обменными реакциями и образованием соды, «всплеском» щелочности. В межпо

297 ливные интервалы содержание солей в биологически активном слое восстанавливается.

19. Орошаемые лугово-черноземные почвы, орошаемые луговые почвы с десуктивно-выпотным типом водного режима характеризуются содово-сульфатным, хлоридно-сульфатным кальциево-натриевым составом солей, они незасоленные или слабой степени засоления.

20. Орошаемые луговые, подтип влажно-луговые почвы с выпотным типом водного режима характеризуются хлоридно-сульфатным натриевым составом солей и средней степенью засоления.

21. В антропогенной эволюции орошаемого чернозема в настоящее время наблюдаются отрицательные явления подтопления и засоления ирригационно-гидроморфных почв. Предотвратить заболачивание и засоление орошаемых почв можно на основе применения экологически обоснованных поливных и оросительных норм.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Панов, Георгий Александрович, Москва

1. Абрамова A.A. Эффективность летних осадков в условиях засушливого климата. // Почвоведение, 1962, № 9, с. 44-53

2. Аверьянов С.Ф. Фильтрация из каналов и ее влияние на режим грунтовых вод. // В кн.: Влияние оросительных систем на режим грунтовых вод: Сб.1. -М, 1956, с. 85-47.

3. Аверьянов С.Ф. Некоторые вопросы предупреждений засоления орошаемых земель и меры борьбы с ним в Европейской части СССР. // В кн.: Орошаемое земледелие Европейской части СССР. М., 1965, с. 90-152.

4. Аверьянов С.Ф., Голованов А.И., Никольский Ю.Н. Расчет водного режима мелиорируемых земель. // Гидротехника и мелиорация, 1974, № 3, с. 3441.

5. Аверьянов С.Ф. Борьба с засолением орошаемых земель. М.: Колос. 1978. -288 с.

6. Агроклиматические ресурсы Челябинской области. JI. Гидрометеоиз-дат, 1977. - 151 с.

7. Агрохимическая характеристика почв СССР. // Казахстан и Челябинская область. М., изд.-во. «Наука», 1968. - 311 с.

8. Айдаров И.П., Каримов Э.К. Некоторые вопросы обоснования мелиоративных режимов орошаемых земель при проектирование оросительных систем. // Водные ресурсы, 1974, № 2, с

9. Айдаров И.П., Голованов А.И. Мамаев М.Г. Оросительные мелиорации. М.: Колос, 1982. - 176 с. илл. 20

10. Ю.Айдаров И.П., Корольков А.И. Оценка пригодности коллекторно-дренажных вод для орошения. // Гидротехника и мелиорация, 1982, № 11 с. 7678.

11. Айдаров И.П., Корольков А.И. Орошение черноземов. // Гидротехника и мелиорация, 1984, № 12 с. 50-53.

12. Айдаров И.П., Корольков А.И. Методы регулирования водно-солевого режима орошаемых почв. // Почвоведение, 1984, № 12, с. 117-123.

13. Айдаров И.П. Регулирование водно-солевого и питательного режимов орошаемых земель. М., Агропромиздат., 1985. -304 с илл. 20 см.

14. Айдаров И.П., Голованов А.И. Мелиоративный режим орошаемых земель и пути его улучшения. // Гидротехника и мелиорация, 1986, № 8.С. 4447.

15. Алимов А.К., Майылов Г.Ю. Испарение грунтовых вод при различных экологических и почвенно мелиоративных условиях. // Почвоведение, 1985. №8. С. 73-81.

16. Александрова Л.Н., Найденова O.A. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. Л.: Колос, Ленингр отделение, 1976, - 280 с.

17. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. -287 с.

18. Алекин O.A. Гидрохимия. Л.: Гидрометеоиздат, 1952. - 162 с.

19. Алпатьев A.M. Влагооборот культурных растений. Л.: Гидрометеоиздат, 1954.-248 с.

20. Алпатьев С.М. О некоторых «неясных» вопросах орошения. // Гидротехника и мелиорация , 1986, № 6, с. 31-33

21. Антипов-Каратаев И.Н., Кадер Г.М. К методике мелиоративной оценке оросительной воды. // Почвоведение, 1959, № 2, с. 96-101

22. Антипов-Каратаев И.Н., Кадер Г.М. К мелиоративной оценке поливной воды, имеющей щелочную реакцию. // Почвоведение, 1961, № 3, с. 60-65.

23. Арент К.П., Гончаренко П.А. Экономическое обоснование расчетной обеспеченности оросительных норм. // Гидротехника и мелиорация, 1982, № 8, с. 68-71.

24. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд.-во Моск. Ун-та, 1962. - 491 с.

25. Аскоченский А.Н. Орошение и обводнение в СССР. М.: Колос, 1967.-214 с.

26. Астапов C.B. Практикум по мелиоративному почвоведению. М.: ОГИЗ-Сельхозгиз, 1947.- 143 с.

27. Астапов C.B. Мелиоративное почвоведение. (Практикум). М.: Сель-хозгиз, 1958. - 367 с.

28. Ахтырцев Б.П, Яблонских Л.А. Зависимость состава гумуса от гранулометрического состава в почвах лесостепи. // Почвоведение, 1986, № 7, с. 144120.

29. Багаутдинов Ф.Я., Хазиев Ф.Х., Гарипов Т.Т. Гумусное состояние некоторых почв Южного Урала и приемы его регулирования. Почвоведение, № 9, 1977, с 1087-1095.

30. Багров М.Н. Дифференциация поливных норм при орошении. // Гидротехника и мелиорация. 1981. № 12. С. 39-40.

31. Байтулин И.О. Корневая система сельскохозяйственных культур. -Алма-Ата, « Наука» Каз. ССР, 1976. 244 с.

32. Базилевич Н.И., Курачев В.М. Миграция веществ с поверхностными и гравитационными водами в почвах геохимически сопряженных ландшафтов Барабы. // Почвоведение, 1982. № 11, с 3-15.

33. Белицина Г.Д., Василевская В.Д., Гришина Л.А., и др. //Почвоведение. Учеб. Для ун-тов. В 2 ч. Под редак. В.А.Ковды, Б.Г. Розанова. 4.1. Почва и почвоведение/. М.: Высшая школа, 1988 - 400 с. илл.

34. Беседнов H.A. Промывка и дренаж тяжелых солонцевато-солончаковых почв. // В кн.: Труды Почвенного института им. Докучаева, том. 52. М., 1957, с 123-129.

35. Бехбутов А.К. ,Сейидов М.И. Оценка качества подземных вод, используемых для орошения и промывок. // Гидротехника и мелиорация, 1979, № 5, с. 70-73

36. Богданов Н.И. тепловой режим Западно-Сибирских черноземов и лу-гово-черноземных почв. // В кн.: Труды Омского сельскохозяйственного института. Том. 104. Омск, 1973, с 78-100

37. Бондарев А.Г. Скорость и высота капиллярного поднятия минерализованных грунтовых вод в каштановых почвах. // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева, вып. 7, М., 1974, с. 48-54.

38. Бондарев А.Г. Изменение физических свойств и водного режима почв при орошении. // В кн.: Проблемы почвоведения. -М., 1982, с. 25-28.

39. Бондарев А.Г. Теоретические основы и практика оптимизации условий плодородия почв. // Почвоведение, 1994, №11, с. 10-15.

40. Бондаренко Н.Ф., Константинов А.Р. Пути оптимизации режимов орошения. // Гидротехника и мелиорация, 1980, № 6, с. 40-44.

41. Будаговский А.И. Испарение почвенной влаги. М.: Наука , 1964.244с

42. Буданов Н.Д. Гидрогеология Урала. М.: Наука, 1964. -304 с.

43. Будыко М.И. Об определении испарения с поверхности суши. // Метеорология и гидрология, 1955, № 1 с. 52-58.

44. Будыко М.И., Зубенок Л.И. Определение испарения с поверхности суши. //Известия АН СССР. Серия географическая, 1961, № 6 с. 3-17.

45. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы определения физических свойств почв и грунтов. М.: Высшая школа, 1961. - 344 с.

46. Веденяпин Г.Б. Общая методика экспериментальных исследований и обработки опытных данных. М.: «Колос» , 1965, - 169 с.

47. Вербицкая Н.П. Четвертичные отложения Урала. // В кн.: Хронология и климаты четвертичного периода. М., 1960, с. 138-148.

48. Вербицкая Н.П. Геоморфология Южного Урала и Мугоджар. М.: « Наука», 1974-85с.

49. Веригин H.H. Новые методы борьбы с засолением орошаемых земель. // Гидротехника и мелиорация, 1983.

50. Вериго С.А., Разумова Л.А. Почвенная книга. Л.: Гидрометеоиздат, 1973.-249 с.

51. Вернер А.Р., Орловский Н.В. О роли сульфатредуцирующих бактерий в солевом режиме почв Барабы. // Почвоведение, 1948, № 9, с. 553-561.

52. Вилли К., Детье В. Биология. М.: Мир, 1974. - 882 с.

53. Вильяме В.Р. Почвоведение. Земледелие с основами почвоведения. -M.: гос изд-во с-х литературы, 1949. 471с.

54. Водогрецкий В.Е., Крестовский О.И. Водно-балансовые экспедиционные исследования. JI.: Гидрометеоиздат, 1975. - 144 с.

55. Волобуев В.Р. Расчет промывки засоленных почв. М.: Колос, 1975.71 с.

56. Волобуев В.Р. Экология почв. -. Баку: ЭЛМ., 1963. 260 с.

57. Волобуев В.Р. Соотношение между тепловым режимом почв и климатом приземного слоя воздуха. Почвоведение, 1983. № 2, с. 52-53.

58. Волобуев В.Р., Бабекова Л.А., Зейналов Ю.А., и др. Оценка продуктивности агроценозов с использованием энергетических критериев. // Почвоведение, 1982. № 7, с. 83-88.

59. Волобуев В.Р. Мелиорация важнейший путь эффективного использования земель. // Почвоведение, 1985, № 3 с. 5-8.

60. Воробьева JI. А., Замана С.П. Природа щелочности почв и методы ее определения. // Почвоведение, 1984, № 5, с. 134-139.

61. Воронина J1.B. Континентальность климата почв Западной Сибири. -Почвоведение, 1986, № 9 с.22-28.

62. Высоцкий Г.Н. Исследование почв степной полосы. Труды по лесн. опытн. Делу в России. Отчет по лесн. опытн. Делу за 1910 г. СПб., 1911.

63. Вышпольский Ф.Ф. Режим орошения на засоленных землях Казахстана. // Гидротехника и мелиорация, 1984, № 12, с. 62-65.

64. Выхованко С. В. Причины изменчивости биологических коэффициентов. // Гидротехника и мелиорация, 1980, № 7, с. 43-44.

65. Гаджиев И.М., Курачев В.М., Шоба В.Н. и др. Генезис, эволюция и география почв западной Сибири. Новосибирск: «Наука», Сиб отделение, 1989,-224 с.

66. Гамзиков Г.П., Ильин В.Б. Назарюк В.М. и др. Агрохимические свойства почв и эффективность удобрений. Новосибирск: «Наука», Сиб отделе-ниение, 1989-254 с.

67. Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А. Гумусообразование и агрономическая оценка органического вещества почвы. М.: Бизнес-центр Агроконсалт, 1977. -82 с.

68. Гарюгин Г.А. Режимы орошения сельскохозяйственных растений. -М.: Колос, 1979. -269 с.

69. Гедройц К.К. Избранные сочинения. Том 1. M.: гос изд-во с.-х лит., 1955.-559с

70. Гедройц К.К. Избранные сочинения. Том 2. М.: гос изд-во с.-х лит., 1955.-615 с.

71. Гедройц К.К. Избранные сочинения. Том 3. М.: гос изд-во с-х лит., 1955.-560 с.

72. Герасимов И.П. Основные черты геоморфологии Среднего и Южного Урала в палеогеографическом освещении. Труды института географии АН СССР. -М., 1948. с.5-36.

73. Герасимов И.П. , Марков К.К. Четвертичная геология. (Палеогеография четвертичного периода). М.: Учпедгиз, 1939 - 364 с.

74. Герасимов И.П. Плодородие и мелиорация почв в СССР. М., Наука, 1964.-234 с.

75. Голы М. Оросительные мелиорации. М.: Колос, 1977. — 192 с

76. Городний Н.М., Мельник И.А. ,Повхан М.Ф. и др. Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве. Киев; Урожай, 1990.-256 с. ил.

77. Грамматикати О.Г., Нестеров Е.А. Международный « Круглый стол» по проблеме эвапотранспирации. // Гидротехника и мелиорация, 1980, № 9, с .88-91.

78. Грамматикати О.Г., Нестеров Е.А. Международный «круглый стол» по проблеме эвапотранспирации. // Гидротехника и мелиорация, 1980, № 10, с.84-89.

79. Гулинова Н.В. методы агроклиматической обработки наблюдений, -Л: Гидрометеоиздат, 1974. 151 с.

80. Данильченко Н.В. Расчет режимов орошения сельскохозяйственных культур. // Гидротехника и мелиорация, 1978, № 1, с. 48-56.

81. Дерингер A.A., Панов Г.А. Орошение капусты в лесостепной зоне. //В кн.: Овощи на Южном Урале. Челябинск, 1981, с. 38-44.

82. Дерингер A.A. Методические рекомендации по определению норм и сроков поливов капусты, картофеля, многолетних трав гидрометеорологическим методом в черноземной зоне Челябинской области. Свердловск-Челябинск, 1977. - 18 с.

83. Дерингер A.A. Регулирование водного режима орошаемых земель Южного Урала на основе гидрометеорологической информации: //Автореферат дис на соиск учен степ канд техн наук. Л., 1979- 18с

84. Димо В.Н. Тепловой режим почвы. М.: Колос, 1972. - 359 с.

85. Димо В.Н., Розов H.H. Термическая критерий, как основа фациональ-ного разделения почв. // Почвоведение, 1974, № 5, с. 12-22.

86. Димо В.Н. Физические параметры климата почв СССР, их классификация и количественная оценка. // Почвоведение, 1985, № 7, с. 36-44.

87. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М.: Изд-во МГУ, 1972.-292 с.

88. Дмитриев Е.А. Использование статистических методов при проведении режимных наблюдений. // В сб. : Принципы организации и методы стационарного изучения почв. М: Наука, 1976, с. 302-395.

89. Добровольский Г.В. , Никитин Е.Д. Экологические функции почвы. Уч. Пособие. М.: Издат-во МГУ, 1986. - 137 с.

90. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М: Колос, 1979. - 416 с.

91. Драбкова В.Г., Сорокин И.Н Озеро и его водосбор единая природная система. Л.: Наука, Ленигр отд.-ние, 1979. - 195 е.

92. Дьяконова К.В., Александрова Л.Н., Кауричев И.С. и др. Рекомендации для исследования баланса и трансформации органического вещества при сельскохозяйственном использовании и интенсивном окультуривании почв. -М., 1984. -96 с.

93. Дьяконова К.В., Титова H.A., Когут Б.М. Оценка почв по содержанию и качеству гумуса для производственных моделей почвенного плодородия. -М.: ВО «Агропромиздат», 1990. 28 с.

94. Егоров В.В. Засоленные почвы и их освоение. — М.: Изд.-во АН СССР, 1954. 112с.

95. Егоров В.В., Буданова A.A. Фильтрационные свойства почв и качество поливной воды. // В кн.: Труды Почвенного института им. В.В. Докучаева. Том. 44 М. , 1954, с 232-242.

96. Егоров В.В. О некоторых неясных вопросах содового засоления. // Почвоведение, 1971, № 11, с. 126-136.

97. Егоров В.В. Новейшие тенденции в регулировании солевого режима орошаемых почв. // В кн. Изменение плодородия почв при орошении вновь осваиваемых земель. М.: 1976, с. 3-6.

98. Егоров В.В Мелиорация засоленных почв на современном этапе. // Гидротехника и мелиорация., 1983,№ 2 с. 76-80.

99. Егоров В.В. Задачи почвоведения в выполнении долговременной программы мелиорации. // Почвоведение, 1985, № 9, с. 59-63.

100. Егоров В.В. Какой нужен дренаж. (В связи со статьей В.М. Лего-стаева «Горизонтальный дренаж почв, подверженных засолению»). // Почвоведение, № 3, 1987 с. 116-123.

101. Егоров В.П. Программирование урожая на основе ретроспективного анализа влияния интенсивной культуры земледелия на параметры почвенного плодородия в Зауралье. // Почвоведение, 1986, № 10, с. 76-80.

102. Егоров В.П., Кривонос Л.А., Иванова А.Г. Рекомендации по регулированию баланса гумуса в черноземах Курганской области. Курган , 1990. -51 с.

103. Зайдельман Ф.Р. Особенности режима и мелиорации заболоченных почв. М.: Колос, 1969, -223 с.

104. Зайдельман Ф.Р. Подзоло и глееобразование. М., Наука, 1974,208с.

105. Зональные системы земледелия Челябинской области. Челябинск, 1981. -356с.

106. Зуев Б.А., Мичурин Б.Н. Обобщение зависимости относительной транспирации от давлений почвенной влаги. // Почвоведение, 1984, № 2, с. 6973.

107. Зимовец Б.А., Кауричева З.Н. Особенности регулирования солевого режима орошаемых почв сухостепной зоны. // Почвоведение, 1984, № 12, с. 8794.

108. Зыкина Г.К. Определение ионного состава почвенных растворов с использованием ионоселективных электродов. // Почвоведение, 1985. № 4 с. 104-107.

109. Иванов Б.Г. Зоны увлажнения земного шара. Изв. А.Н. СССР, серия геогр. и геофиз., 1941, № 3.

110. Иванов В.Д. Влияние влажности и глубины промерзания почв на поверхностный сток талых вод. // Почвоведение, 1982, № 6, с. 80-86.

111. Ивашинцева Л.Д. Гидрография. // В кн.: Ресурсы поверхностных вод СССР. Том. 11 Средний Урал и Приуралье. Л. ,1973 с. 53-57.

112. Кац Д. М. Контроль режима грунтовых вод на орошаемых землях. -М.: Колос, 1976. 183 с.

113. Кац .Д. М Влияние орошения на грунтовые воды. М.: Колос, 1976. -271с.

114. Кац Д.М., Шестаков В.М. Мелиоративная гидрогеология. М.: Изд.-во МГУ, 1981.-296 с.

115. Кац Д.М. Гидрогеологические основы контроля мелиоративного состояния орошаемых земель. // Гидротехника и мелиорация, 1982, № 6, с 18-21.

116. Кац Д.М. Прогноз мелиоративного состояния орошаемых земель. // Гидротехника и мелиорация, 1985. № 11. С 29-33.

117. Кван P.A., Баранов Р.Н. Обоснование водопотребности кормового севооборота для условий Казахстана. // Гидротехника и мелиорация, 1987, № 2 с. 62-64.

118. Качинский Н.А. Физика почв. Часть 1. М.: Высшая школа, 1970.358 с.

119. Кирин Ф.Я. География Челябинской области. Челябинск, Южно-уральск. кн. Изд-во, 1969, - 177 с.

120. Кирюшин В.И., Ганжара Н.Ф., Кауричев И.С. и др. Концепция оптимизации органического вещества почв в агроландшафтах. М.: Изд-во ТСХА, 1993.-99 с.

121. Кистанов Н.С. Обоснование оптимального мелиоративного режима на орошаемых землях степной зоны Поволжья. // Почвоведение, 1983. №2. С. 93-103.

122. Ковалев Р.В., Колосов Г.Ф., Зайцева Т.Ф. и др. Ненормированное орошение опасно. // Мелиорация и водное хозяйство, № 11, 1989, с. 21-23.

123. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977 - 224 с.

124. Ковда В.А., Захарьина Г.В. Засоление орошаемых почв и их мелиорация в зарубежных странах: Обзор лит. М., 1969. - 115с.

125. Ковда В.А. Происхождение и режим засоленных почв. Том. 1. М -Л., АН СССР, 1946.-574 с.

126. Ковда В.А. Основы учения о почвах. Книга 1. М., «Наука»,1973.447 с.

127. Ковда В.А. Основы учения о почвах. Книга 2. М., « Наука», 1973.468 с.

128. Ковда В.А. Проблемы борьбы с опустыниванием и засолением орошаемых почв. М., Колос, 1974. - 304 с.

129. Козаченко А.П. Обоснование приемов рационального использования, обработки и мелиорации земель сельскохозяйственного назначения Челябинской области. Челябинск. 1999. — 147с

130. Коковина Т.П. О поливах типичных черноземов. // Почвоведение, 1984 №6 с. 40-46.

131. Коковина Т.П. Водный режим мощных черноземов и влагообеспе-ченность на них сельскохозяйственных культур. М.: Колос, 1974. - 240 с.

132. Козловский Ф.И. Общие закономерности агропедогенеза черноземов на Русской равнине. //В кн.: Тезисы докладов Ш съезда Докучаевского общества почвоведов. Том 1. М.: 2000. С. 63-64.

133. Константинов А.Р. Испарение в природе. Л.: Гидрометеоиздат, 1968.-532 с.

134. Константинов А.Р., Астахова Н.И., Левенко A.A. Методы расчета испарения с сельскохозяйственных полей. JL: Гидрометеоиздат, 1971. - 125 с.

135. Константинов А.Р., Струнников Э.А. Нормирование орошения методы их оценки, пути уточнения. // Гидротехника и мелиорация, 1986. № 3, с. 3744.

136. Королев A.B., Навроцкий С.К., Федосеева М.П. Общее земледелие с мелиорацией. JL: Колос, 1987. - 399 с.

137. Костяков А.Н. Основы мелиорации. М.: Сельхозгиз, 1960. - 622 с.

138. Кочеткова Г.Н., Минашина Н.Г. О расчете осмотического давления почвенных растворов засоленных почв. // Почвоведение, 1981, № 11, с. 131137.

139. Кочина П.Я. Вопросы орошения засушливых земель. //В кн.: Мелиоративные и водохозяйственные проблемы Сибири. Сб. научн. Тр. Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1989, с. 9-16.

140. Крупкин П.И. Передвижение солевых растворов в почвах и грунтах. //Почвоведение, 1963, № 6, с. 70-79.

141. Кувшинова К.Е., Фельдман Я.И. Принципы климатического районирования Урала. Вып. 1 (3) .- Свердловск, изд.-во Уральского филиала АН СССР, 1960, с. 37-48.

142. Кувшинова К.В. Климат. В кн.: Урал и Приуралье. М., «Наука», 1968, с. 82-117.

143. Кузнецова A.B., Комирева JI.A. Почвы лесостепной зоны Челябинской области. // В кн.: Вопросы химизации земледелия ЗАУРАЛЬЯ. Челябинск, 1971, с. 7-24.

144. Кузьмин В.А. Экология почв Прибайкалья. // Почвоведение, 2000, № 3 с. 380-390.

145. Кузник И.А. Региональные параметры для расчета режимов орошения в Заволжье. // Гидротехника и мелиорация, 1981, № 3, с. 44-49.

146. Кулик В.Я. Инфильтрация воды в почву. М.: Колос, 1978.- 93 с.

147. Куркин К.А., Медведева A.C., Кузьменко Б.А. Выбор расчетного слоя при орошении лугов в зависимости от глубины размещения корневых систем трав. // Экспресс- информация. Сер.2, вып. 4. М., 1982, с. 1-4 (ЦБНТИ Минводхоза СССР).

148. Лаптева Г.П. Критерии оценки мелиоративного состояния земель. // Гидротехника и мелиорация, 1980, № 9, с. 75-77.

149. Левин Я.К. Расчет солевого баланса орошаемых массивов. // Почвоведение, 1983, № 8, с. 85-89.

150. Легостаев В.М. Горизонтальный дренаж почв, подверженных засолению. // Почвоведение, 1987, № 3, с. 109-115.

151. Лешанский А.И., Серебрянников Ф.В. Динамика мелиоративного состояния орошаемых земель при ирригационном освоение. // Почвоведение, 1984, № 10, с. 91-96.156. 156.Либберт Э Физиология растений. М.: Мир, 1976. 522 с.

152. Лизгунова Т.В. Капуста. -Л.: Колос, 1965, 384 с.

153. Литвинов Б.С. Плотность почвы и урожай. Земледелие, 1979,№ 1, с. 27-29.

154. Лысогоров С.Д. Орошаемое земледелие М.: Колос, 1965. - 455 с.

155. Лысогоров С.Д. Орошаемое земледелие. М.: Колос, 1971. - 376 с.

156. Льгов Г.Г. Орошаемое земледелие Северного Кавказа. Орджоникидзе: Северо-Осетинское кн - изд-во, 1967. - 327с с.

157. Максимов В.М. Справочное руководство гидрогеолога. Том 1. Л.: Недра, Ленингр отд-ние, 1979. - 512 с.

158. Маландин Г.А. Почвы Урала. Свердловск, 1936.

159. Мамченков И.П., Васильев В А. Эффективность сочетания навоза и минеральных удобрений в севообороте. // Агрохимия, 1972, №5, с. 98-107.

160. Манько А.Д., Галюбина Л.В., Филькович A.C. Высота и скорость капиллярного подъема воды в среднесуглинистых почвогрунтах. // Почвоведение, 1985, № 9, с. 93-97.

161. Маргулис В.Д. Количественная оценка засоленных земель для промывок засоленных почв. // В кн.: Почвы крупнейших ирригационно-мелиоративных систем в хлопкосеющей зоне. М., 1975, с. 3-78.169. 169.Марков В.М. Овощеводство. М.: Колос, 1966. - 575 с.

162. Методические указания управлениям гидрометеослужбы № 52. Организация и производство наблюдений над влажностью почвогрунтов на малых водосборах стоковых станций. Л.: Гидрометеоиздат, 1959. - 76 с.

163. Методические указания управлениям гидрометеослужбы № 84. Производство комплексных водно-балансовых наблюдений на опорных пунктах. -Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 160 с.

164. Минашина Н.Г., Пенман Ф. Изменения физических свойств почв под влиянием орошения. //В кн.: Орошение и дренаж засоленных почв. -М.,1967. С. 18-36.

165. Минашина Н.Г. Токсические соли в почвенном растворе, их расчет и классификация по степени засоления. //Почвоведение, 1970, № 8, с. 92-105.

166. Минашина Н.Г. Критический солевой режим орошаемых почв и дренаж грунтовых вод в зоне возделывания хлопка. // Почвоведение, 1970, № 1, с.104-113.

167. Минашина Н.Г. Расчет допустимой минерализации вод для орошения почв. // Почвоведение, 1970, № 2, с. 111-118.

168. Минашина Н.Г. Об использовании минерализованных вод на орошение. // Гидротехника и мелиорация, 1972, № 3, с. 31-37.

169. Минашина Н.Г., Гаврилова Г.К. О сульфат редукции в почвах и подщелачивании почвенных растворов. // Бюллетень Почвенного института им. Докучаева. Вып. IX. Генезис и мелиорация орошаемых почв. М. 1975, с. 48-56.

170. Минашина Н.Г. Мелиорация засоленных почв. М.: Колос, 1978.269 с.

171. Минкин JI.M., Прейс В.Ф. Основные черты геологического развития. //В кн.: Гидрогеология СССР. Том Х1У. Урал. М., 1972, с 67-69.

172. Михальцевич А.Н. Расчет испаряемости при определении режимов орошения. //Гидротехника и мелиорация, 1986, № 6, с 33-34.

173. Москалев А.Ф. Почвы. // В кн.: Природа Челябинской области. Челябинск, 1964, с. 119-134.

174. Муромцев H.A. Влагообмен зоны аэрации с грунтовыми водами по лизиметрическим исследованиям. // Почвоведение, 1986, № 6, с 48-57.

175. Муромцев H.A. Расход влаги из зоны аэрации и грунтовых вод к фронту промерзания почв. (По данным лизиметрических исследований). // Почвоведение, 1986, № 12, с. 59-68.

176. Наставления гидрометеорологическим постам и станциям. JL, 1963, вып. 11 Агрометеорологические наблюдения на станциях и постах. Часть 1. Основные агрометеорологические наблюдения .- 2 -е издание перераб и доп. -309 с.

177. Нестеренко И.М. Биологические коэффициенты на Европейском севере СССР. // Гидротехника и мелиорация., 1980, № 3, с. 34-35.

178. Никитин И.С., Панов Е.А, Соломина А.П. « Режим орошения сельскохозяйственных культур в Нечерноземной зоне РСФСР. // Гидротехника и мелиорация, 1985, № 10, с. 34-39.

179. Новикова А.П. Прогнозирование вторичного засоления почв при орошении. Киев: Урожай, 1975, - 184 с.

180. Оборин А.И. О мелиорации и освоении солонцов в условиях неорошаемого земледелия черноземной полосы Западной Сибири. // В кн.: « Мелиорация солонцов». М., изд.-во АН СССР, 1968.

181. Оборин А.И, Кожин В.И. Улучшение и использование солонцовых и солончаковых почв. Челябинск, 1959.

182. Общесоюзная инструкция по почвенным обследованиям и составлению крупномасштабных почвенных карт землепользования М.: 1973. - 95 с.

183. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н. Гумусное состояние почв, как функция их биологической активности.—Почвоведение, 1984, №8, с. 39-49.

184. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации. М., Наука, 1996. -256 с.

185. Орловский Н.В. Сезонная мерзлота и ее влияние на генезис и плодородие почв Сибири // Почвоведение, 1970, № 10, с. 3-13.

186. Орловский Н.В. Исследования по генезису, солевому режиму, мелиорации солонцов и других засоленных почв Барабинской низменности. II В кн.: Труды Почвенного института им. Докучаева В.В. Том 47. М., 1955, с. 226409.

187. Остапчик В.П., Филлипенко Л.А., Гайдаров P.M. Биоклиматический метод расчета испарения с орошаемых полей. И Гидротехника и мелиорация, 1980, № 1, с. 39-41.

188. Панин П.С. Процессы солеотдачи в промывных толщах почв. Новосибирск: Наука, 1968. - 303 с.

189. Панин П.С., Долженко И.Б., Чуканов В.И. Процессы засоления и рассоления почв. Новосибирск: Наука, 1976.- 176 с.

190. Панов Г.А. Оптимизация режима увлажненности почв в овощном севообороте. // Уральские нивы, № 4, с 16-17.

191. Панов Г.А. Методические рекомендации по составлению прогнозов изменения солевого режима почв и определению инфильтрационного выноса солей в грунтовые воды в лесостепной зоне Челябинской области. — Свердловск-Челябинск: 1982. 30с.

192. Панов Г.А., Панова В.А. Ирригационная оценка возвратных вод. // В кн.: Регулирование водно-солевого режима почв. Красноярск : 1982, с. 60-64.

193. Панов Г.А. Метод определения инфильтрационного выноса солей с мелиорируемых земель. // В кн.: Регулирование водно-солевого режима почв. -Красноярск: 1982, с. 71-74.

194. Панов Г.А. Солевой режим ирригационно гидроморфных почв и его прогноз в условиях лесостепной зоны Челябинской области. // Автореферат дисс на соиск уч. ст. канд с-х наук. М., 1984. - 20с.

195. Панов Г.А., Чугаев В.Д. Методические рекомендации по определению норм и сроков полива сельскохозяйственных культур при планировании водопользования на орошаемых землях Челябинской области. Челябинск, 1985,-22с.

196. Панов Г.А. Влияние отдельных видов сельскохозяйственных мелио-раций на урожайность кормовых культур. // В кн.: Проблемы оросительных мелиораций и водного хозяйства на Южном Урале. Челябинск, 1991, с 20-26.

197. Панов Г.А. Проблемы оросительных мелиораций на Южном Урале. // В кн: Проблемы оросительных мелиораций и водного хозяйства Южного Урала. Челябинск, 1991, с. 3-19.

198. Панов Г.А. Определение норм водопотребности для орошения сельскохозяйственных культур с учетом качества воды. // В кн.: Качество воды для орошения. Алма- Ата, 1988, с 95.

199. Панов Г.А. Экологически обоснованные нормы водопотребности для орошения сельскохозяйственных культур. // В кн.: Биологические, экономические и экологические основы нормирования водопользования в орошаемом земледелии. Днепропетровск, 1989, с. 68.

200. Панов Г.А., Тараторин A.C. Руководство по водо-сберегающим технологиям возделывания сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии Южного Урала. Челябинск, 1991, - 53 с.

201. Панов Г.А Временные методические рекомендации по расчету экологически обоснованных норм водопотребности для орошения на Южном Урале. Челябинск, 1991 - 71 с.

202. Панов Г.А., Бакунин В.А., Малышев С.Н. и др. Рекомендации по производству и использованию биогумуса в сельском хозяйстве. Челябинск, 1995,- 21 с.

203. Панов Г.А. Водно-солевой режим почв Южного Урала. // В кн.: Пути повышения эффективности сельскохозяйственного производства: Сб. научных трудов ЧГАУ. Челябинск, 1998, с 31-38.

204. Панов Г.А. Мощность биологически активного слоя чернозема обыкновенного. (Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения : СБ. науч.труд) ЧГАУ- Челябинск, 1999. Вып. 1 с. 87-94.

205. Панфилов В.П., Слесарев И.В., Сеньков A.A. и др. Черноземы, их свойства и особенности орошения. Новосибирск: Наука, Сиб отд.-ние, 1988. -256 с.

206. Прокошев В.Г., Трифонова Т.А., Рощин C.B. и др., Информационная поддержка при разработке ландшафтно-бассейновых систем землепользования. // В кн.: Тезисы докладов Ш съезда Докучаевского общества почвоведов. Том 1.-М., 2000, с. 22-23.

207. Полынов Б.Б. Избранные труды. М.: Изд.-во АН СССР, 1956.-751с.

208. Полынов Б.Б., Быстрое C.B. Об изменениях растворов солей циркулирующих в почвах. // Почвоведение, 1962, № 3, с. 298-303.

209. Почвоведение. (Под ред. И.С. Кауричева. ИЗД. 2-е перераб доп.) -М.; Колос, 1975.- 496с.

210. Почвенно-физические условия мелиораций в Западной Сибири. (Отв., ред. В.П. Панфилов). Новосибирск : Наука, 1977. - 88с.

211. Почвы СССР. (Сост. Т.Ф. Афанасьева, В.И. Василенко, Т.В. Тереши-на Б.В. Шеремет отв., ред. Г.В. Добровольский). М.: Мысль, 1979. - 380с.

212. Практикум по почвоведению. ( Под ред. И.С. Кауричева Изд. 3-е перераб и допол.). - М.: Колос, 1982. - 272 с.

213. Прейс В.Ф. Геоморфологический очерк. // В кн. : Гидрология СССР. Том XIV. Урал. М.: « Недра» , 1972. - 648 с.

214. Рабочее И.С. Мелиорация засоленных почв. Ашхабад: Туркмениз-дат, 1964.- 236 с.

215. Рабочее И.С., Муромцев H.A., Пягай Э.Т. Использование тензиомет-ров при диагностировании поливов. // Почвоведение, 1979, № 6, с. 75-85.

216. Рева A.A. Орошение сельскохозяйственных культур малыми нормами. // Гидротехника и мелиорация, 1980, 3 9 , с 37-39.

217. Решёткина Н.М., Василенко Л.Н. Ирригационная оценка подземных вод Заволжья. // Вестник с-х- науки, 1978, № 6, с. 125-130.

218. Решеткина Н.М., Браун В.А. Орошение черноземов и проблемы экологии. // В кн.: Мелиоративные и водохозяйственные проблемы Сибири. (Сб. научн. Тр.). Новосибирск: «Наука», сиб отделение, 1989, с 89-102.

219. Роде A.A. Почвенная влага. М.: Изд-во АН СССР, 1952.- 455с.

220. Роде A.A. Основы ученья о почвенной влаге. Том 1. Л: Гидроме-теоиздат, 1965. - 663 с.

221. Роде A.A. Основы ученья о почвенной влаге. Том 2. Л. : Гидроме-теоиздат, 1969. - 287 с.

222. Розов Л.П. Об изменениях солонцеватости почв при орошении и промывках. // Почвоведение, 1934, № 2, с. 216-236.

223. Розов Л.П. Мелиоративное почвоведение. — М.: Сельхозгиз, 1956. —439 с.

224. Руководство по контролю и обработке наблюдений над влажностью и промерзанием. Л.: Гидрометеоиздат, 1955. - 80с.

225. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 541 с.

226. Саболь И., Лестак В. Капиллярное движение растворов натриевых солей в почвенных колонках. // Почвоведение, 1967,:№ 4, с. 66-73.

227. Самойлова E.H. Луговые почвы лесостепи. М.: Изд- во Моск. Ун.-та, 1981.-284 с.

228. Самойлова Е.М., Фармаковская Ю.Н., Быковская Т.К. Культура земледелия определяющий фактор. // Мелиорация и водное хозяйство. 1989. № 11, с. 23-24.

229. Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации. (A.A. Богу-шевский, А.И. Голованов, В.А. Кутергин и др.; Под ред. Е.С. Шаркова). М.: Колос, 1981.-375 с.

230. Сельскохозяйственный энциклопедический словарь- справочник. -М., Гос., изд.-во с-х литературы 1959. 1023 с.

231. Сельскохозяйственный энциклопедический словарь. (Редколлегия.: В.К. Месяц ( гл., ред.) и др.) М.; Сов. Энциклопедия, 1989.- 656 е., с илл.

232. Сеньков A.A. Сезонная динамика влагообмена между грунтовыми водами и зоной аэрации в Кулундинской степи. // В кн.: Особенности мелиорации земель Западной Сибири. Новосибирск, 1979, с. 183-189.

233. Сердобольский И.П. Об учете комплексности почвенного покрова. // Почвоведение, 1952, № 8, с. 747-749.

234. Скавронская А.Е., Андрушко В.М. Краткий агроклиматический справочник по Челябинской области. Челябинск, 1957.

235. Солопов Г.С. К вопросу о « критической глубине» залегания грунтовых вод. // Почвоведение, 1969 № 7, с. 97-102.

236. Станков Н.З. Корневая система полевых культур. М., «Колос», 1964, 280 с.

237. Справочник мелиоратора. (Сост. Б.С. Маслов. Изд. 2-е перераб и доп.). - М.: Россельхозиздат., 1980.- 256 .

238. Судакова Л.И. Физико-географические условия. // В кн.: Гидрогеология СССР. Том 4. Урал. М., 1972, с. 27-44.

239. Судницын И.И. Количественная модель передвижения влаги в системе: растение- почва- атмосфера. // Почвоведение, 1970,№ 11, с. 24-38.

240. Сысоев А.Д. Очерки физической географии Челябинской области. -Челябинск: Юж. -Урал. кн. изд-во, 1959. 207с.

241. Теоретические основы процессов засоления рассоления почв.- Алма-Ата: Наука, 1981.-296 с.

242. Тимирязев К.А. Избранные сочинения. Том 3. М.: Гос., изд-во с.-х., лит-ры, 1949.- 423 с.

243. Укрупненные нормы водопотребности для орошения по природно-климатическим зонам СССР. М., 1984. - 346 с.

244. Толстой М.П., Малыгин В.А. Основы геологии и гидрогеологии. -М.: Недра, 1976.- 279с.

245. Федоров Б. В. Сущность теории неизбежного засоления почв при орошении. // Почвоведение, 1950, № 2, с. 114-119.

246. Хазиев Ф.Х. Антропогенная эволюция черноземов на Южном При-уралье. В кн.: Тезисы докладов на Ш съезде Докучаевского общества почвоведов. Том 1.-М., 2000. С. 75.

247. Харченко С.И. Гидрология орошаемых земель .- J1. : Гидрометеоиз-дат, 1975.-500 с.

248. Харченко С.И. , Канн И.А. Водно-солевой баланс орошаемых земель Южного Казахстана. J1. : Гидрометеоиздат, 1977. - 280с.

249. Хитров Н.Б. Сопоставление двух методов определения обменных катионов в засоленных карбонатных и гипсовых почвах. // Почвоведение, 1986, № 2, с. 123-129.

250. Хитров Н.Б. Система показателей для краткой характеристики засоления почв. // Почвоведение, 1986, № 4, с. 67-79.

251. Хитров Н.Б. Понизовский A.A. Руководство по лабораторным методам исследования ионно-солевого состава нейтральных и щелочных минеральных почв. М., 1990. -236 с.

252. Циприс Д.В., Евтушенко Э.Г. Расчет водопотребления по метеопараметрам. Гидротехника и мелиорация, 1980, № 9, с. 40-42.

253. Циприс Д.Б. , Селезнев В.П., Плавник Г.А., Штаковский A.B. Расчет норм водопотребности под заданный урожай. // Гидротехника и мелиорация. 1986, № 4. с. 33-36.

254. Черняева JI.E., Черняев A.M. Распределение и формирование подземных вод Южного Урала и Зауралья. Свердловск, 1968. - 192 с. Рукопись представлена У.Ф. АН СССР Деп., в ВИНИТИ 24. 1У. 1968г., № 318-68.

255. Чирков Ю.И., Полад-заде М.В. Влияние бездождных периодов на формирование урожая. // Гидротехника и мелиорация, 1985, № 7. с. 54-55.

256. Шаумян В.А. Борьба с засолением и заболачиванием орошаемых земель. М. : Сельхозгиз, 1953.- 91 с.321

257. Шишов Jl.J1., Карманов И. И., Зимовец Б.А. Интенсификация земледелия и проблема сохранения плодородия черноземов. // Земледелие, 1987, № 8, с. 35-37.

258. Шишов Л.Л., Кауричев И.С., Большаков В.А., Муромцев H.A. и др. Лизиметры в почвенных исследованиях. -М., 1998. -264 с.

259. Шуравилин A.B. Орошение слабоминерализованными водами и свойства почв. // Хлопководство, 1982, №1, с. 29-30.

260. Шуравилин A.B. Регулирование водно-солевого режима почв Голодной степи. М.: Изд-во УДН, 1989. - 191 с.

261. Юдин. Ф.А. Методика агрохимических исследований. М.: Колос, 1980.- 366 с.

262. Якушкина Н.И. Физиология растений. М.: Просвещение, 1980.303 с.322