Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Почвенно-экологические аспекты орошения равнинно-гривных ландшафтов

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Шкаруба, Аркадий Михайлович

Оглавление

Ключевые слова

Введение.

Глава 1. Современная почвенно-гидрогеолого-мелиоративная обстановка на оросительных системах России и стран

1.1. Актуальные проблемы орошения почв в Западной Сибири

Выводы

Глава 2. Объекты и методы исследований

2.1. Характеристика объекта исследований

2.2. Методология исследований (применительно к орошению 58 почв Барабы)

Зкспериментальная часть

Глава 3. Почвенно-гидрогеолого-мелиоративное обоснование локального орошения равнинно-гривных ландшафтов

Барабы Л

Выводы

Глава 4. Источники оросительных вод

4.1. Речные и озерные источники орошения.

4.2. Ирригационные качества оросительных вод. 101 Выводы

Глава 5. Режим влажности и температуры в орошаемых почвах. Водопотребление многолетними травами.

5.1. Режим влажности

5.2. Водопотребление многолетними травами в условиях орошения

5.3. Температурный режим орошаемых черноземов 129 Выводы

Глава 6. Влияние орошения на режим грунтовых вод

6.1. Глубина залегания грунтовых вод

6.2. Минерализация и химизм грунтовых вод 178 Выводы

Глава 7. Водно-солевой режим орошаемых почв

7.1. Природные условия и формирование водносолевого режима почв

7.2. Солевой режим орошаемых почв

7.3. Содоустойчивость орошаемых черноземов 250 Выводы

Глава 8. Физико-химические свойства и процессы в орошаемых почвах

8.1. Влияние орошения на состав поглощенных катионов 25?

8.2. Гумусное состояние орошаемых почв

8.3. Морфологический облик

8.4. Влияние орошения почв на содержание и состав гумуса

Выводы

Глава 9. Окислительно-восстановительные условия некоторых почв Барабинской равнины

Выводы

Глава 10. Влияние орошения на физичеЛские и воднофизические свойства почв

10.1. Гранулометрический и микроагрегатный состав

10.2. Водно-пептизированный ил.

10.3. Структурно-агрегатный состав.

10.4. Объемная и удельная массы, порозность. 34?

10.5. Водопроницаемость.

10.6. Водно-физические свойства. 366 Выводы

Глава И. Почвенно-зкологические следствия и перспективы орошения равнинно-гривных ландшафтов

Выводы

Введение Диссертация по биологии, на тему "Почвенно-экологические аспекты орошения равнинно-гривных ландшафтов"

Орошаемые земли играют существенную роль в производстве сельскохозяйственной продукции. При небольшом удельном весе орошаемых площадей на них производится значительное количество сельскохозяйственной продукции. Орошение особенно эффективно в годы недостаточного увлажнения, когда наряду с другими агротехническими приемами оно обеспечивает необходимую урожайность возделываемых культур.

Вместе с тем в современном сельскохозяйственном производстве накопились весьма сложные и острые почвенно-экологические проблемы, вызванные преобразованием ландшафтов под влиянием оросительных мелиорации. Во многих случаях это произошло потому, что орошение было направлено, в основном, на максимальную экономическую Эффективность, без оценки экологических последствий. Некачественное строительство и нерациональная эксплуатация некоторых ОС в России и странах СНГ в недалеком прошлом нанесли серьезный урон почвенному покрову, поверхностным и грунтовым водам, изменили в худшую сторону экологическую обстановку на орошаемых и прилегающих к ним территориях. Оросительные мелиорации и их экономическая направленность вступили в противоречие с почвенным плодородием, с экологией окружающей среды.

В настоящее время создана общая научная теория по проблеме орошения почв, которая синтезировала мировые научные й практические достижения в этой области. Однако природные условия весьма разнообразны и общетеоретические положения не могут быть использованы "шаблонно," без определенных корректировок для конкретной территории или даже для отдельной ОС. Например, методы и способы орошения почв, его влияние на режимы и процессы, а через них на почвенные свойства являются различными для равнинной слаи и бодренированной территории и для такой же территории, но с развитым гривным рельефом. Каждая территория и почва имеют свои эволюцию развития и закономерности процессов миграции веществ, перераспределения солевых масс, влаги, движения ГВ. Поэтому на почвы оказывают различное влияние как мелиоративные приемы, так и будут различными пути устранения деградации почв, допущенной в результате недооценки специфики природных условий конкретных ОС.

Развитие деградационных процессов в орошаемых почвах, нарушение почвенно-экологических природных взаимосвязей являются результатом недостаточного учета природных условий при проектировании, строительстве и эксплуатации ОС. Как отмечает Ф.Р. Зай-дельман ( цит. по 1993, стр. б) " серъезные просчеты, связанные с мелиорацией, имели место именно потому, что не были известны или не были учтены возможные негативные изменения почв в результате применения тех или иных конкретных способов мелиорации".

В работе обобщаются материалы многолетних исследований по весьма важной проблеме - влиянию орошения на процессы почвообразования равнинно-гривных ландшафтов, особенно широко распространенных на юге Западной Сибири.

В районах южной части Западной Сибири (Тобол-Ишимская, Ишим-Иртышская, Барабинская и Кулундинская равнины) широко распространен гривно-ложбинный, западинно-котловинный и гривно-озер-но-болотный рельеф различного возраста и происхождения (Городецкая, 1972). На ее территории выделяются лесостепная и степная природные зоны со среднегодовым количеством неравномерно выпадающих осадков 450-220 мм, что предопределяет необходимость выращивание некоторых сельскохозяйственных культур на фоне ороиения. Чередование грив, различных повышений, межгривных пространств, наличие многочисленных озер и болотных массивов обусловливает слошные условия мелиоративного освоения территории (Панадиади, 1953: 9гланов, 1981). По этим и другим причинам строительство крупных ОС на территории с равнинно-гривным ландшафтом не представляется возможным. Поэтому здесь развивается инициативное локальное орошение почв, занимающих, в основном, повышенные формы рельефа.

На юге Западной Сибири проблема влияния локального орошения на почвенно-зкологическую обстановку оросительных систем и прилегающих к ним территорий оказались слабо изученной. Поэтому для эффективного и экологически менее опасного проведения инициативного орошения, наиболее распространенного здесь, необходим анализ его влияния на сложнейшую, по природным условиям, территорию. Недостаточность научных разработок по орошению почв и предупреждению негативных последствий сдерживают дальнейшее развитие оросительных мелиорации в условиях равнинно-гривного рельефа. Имеющиеся отдельные и отрывочные результаты исследований не позволяют прогнозировать влияние орошения на почвенную и экологическую обстановку в форме единого временного и пространственного ряда показателей свойств почв.

На исследуемой территории слабо освещены некоторые важнейшие вопросы последствий оросительных мелиорации. Например, не установлено, насколько орошение опасно для почвенного покрова и почвенного плодородия, каким временным запасом обладает та или другая орошаемая почва с сохранением показателей основных свойств, насколько резко или постепенно происходят количественные и качественные их изменения, затрагиваются ли при этом генетические уровни, каковы территориальные границы его наиболее благоприятного распространения, как глубоко орошение влияет на почвенные режимы, процессы, экологическую обстановку, какие мелиоративные приемы необходимы в каждом конкретном случае в плане минимального или максимального вмешательства в природную среду с целью как сохранения, так и повышения производительной способности почв. Совершенно недостаточно оценено почвенно-гидрогеолого-мелиоратив-ное и экологическое состояние существующих ОС и прилегающей территорий, что сдерживает прогнозирование почвенно-экологическиХ последствий и их направленность при дальнейшем развитии орошения.

Производство сельскохозяйственной продукции на орошаемых землях Западной Сибири начало интенсивно развиваться в бО-е годы, что диктовалось необходимостью гарантированного обеспечения населения продуктами питания и укрепления кормовой базы животноводства. До последнего времени здесь не проводилось широких научных исследований оросительных мелиорации. До 7 0-80 гг подобные исследования носили единичный характер, в них отсутствовал комплексный подход, фрагментарно изучалось лишь влияние орошения на отдельные почвенные свойства. В то же время, вполне очевидно, что имеющиеся данные отдельных разрозненных исследований, из-за недостатка научных и практических материалов, не позволяли в полной мере разработать методические и теоретические основы развития и перспектив орошения, не позволяли получить целостное представление о последствиях орошения, о его комплексном влиянии на почвы, поверхностные и грунтовые воды, на природную обстановку в целом, а также дать научно-обоснованный экологический прогноз. Важность проблемы диктует проведение исследований в широком диапазоне почвенных процессов, режимов и свойств. Ограничение исследований только некоторыми процессами (одним-двумя- тремя) не позволяли наиболее полно изучить всю систему взаимодействия природных факторов, функционирующих в конкретном орошаемом ландшафте или орошаемой территории. К настоящему времени, когда длительность орошения почв на территории юга Западной Сибири достигла 20-40 лет, все еще отсутствуют более или менее законченные исследования по вопросу влияния орошения на почвы, не созданы необходимые теоретические предпосылки для успешного его разрешения. Необходимо учитывать и то, что в настоящее время научные и практические проблемы "орошаемого почвопользования" существенно усложнились, так как ставятся задачи всестороннего и заблаговременного прогноза последствий орошения, защиты почв от деградации и поэтому возникла необходимость в систематизации уже имеющихся сведений об орошаемых почвах, обобщение опыта оросительных мелиорации.

Барабинская равнина является наиболее низкой частью Западно-Сибирской равнины, поэтому условия ее мелиоративного освоения здесь наиболее сложные в сравнении с другими ее частями (Угланов, 1981). Экстремальность природных и климатических условий (периодические засухи, сменяющиеся переувлажнением, недостаток тепловых ресурсов и др. факторы) выдвигают трудно разрешимые задачи мелиоративного освоения территории Барабы. На ее примере автор, отдавая себе отчет в сложности решения поставленной проблемы, попытался раскрыть почвенно- экологические следствия применения оросительных мелиорации. Репрезентативность результатов исследований о влиянии оросительных мелиорации локального типа на рав-нинно-гривной территории Барабы и юга Западной Сибири обеспечивается общностью геологического строения, рельефа, взаимосвязью и взаимообусловленностью почвообразовательных процессов и другими природными факторами.

1.1. Актуальность проблемы. Разработка научных основ широкого применения оросительных мелиорации, их эффективности является одной из важнейших и актуальных проблем, без решения которых невозможно получение гарантированных урожаев сельскохозяйственных культур. Прежде всего необходимо отметить, что перед почвенно-ме-лиоративной наукой стоит ряд серьезных научных и практических проблем, связанных с применением оросительных мелиорации Барабин-ской равнины из-за сложных природных условий территории. Зто отмечают все исследователи, занимающиеся изучением Барабинской равнины и вопросами ее мелиорации. Например, об этом можно судить по острой дискуссии, развернувшейся в свое время вокруг проблем Ново-Омской, Карасукской ОС и обводнения оз. Чаны. Реальное положение таково, что из-за сложных природных условий и, в связи с этим, различных подходов к мелиоративному освоению Барабинской равнины, орошение невозможно без каких-либо нарушений и изменений в природной обстановке ( в той или иной мере). Сложность указанной проблемы состоит в том, что, с одной стороны, для получения гарантированных урожаев сельскохозяйственных культур необходимо орошение, а с другой, оно уже изначально, особенно при ненормированном орошении, оказывает определенное влияние на почвенный покров, почвенные процессы, режимы, изменяя показатели характеристик почвенных свойств и экологическую обстановку.

Прогнозирование последствий орошения и связанные с ним проблемы имеют большое значение для любого региона, но для Барабинской равнины с ее уникальными природными условиями, такой прогноз приобретает первостепенное значение, так как ее территория пока не затронута широко развитым орошением. Поэтому предварительно могут и должны быть решены многие научные и практические задачи по орошению почв до его начала (на стадиях технического обоснования и проектирования), что поможет свести к минимуму негативные последствия, связанные с оросительными мелиорациями в будущем.

В изучении общих вопросов, касающихся мелиоративного освоения территории Барабинской равнины, накоплен значительный научный и практический материал. Сибирскими почвоведами опубликован ряд монографий и сборников по почвенному покрову Барабы, генезису, мелиорации, климату (Исследования., 1953, 1954; Горшенин, 1955; Базилевич, 1965; Сенников, Сляднев, 1972; Агрофизическая., 1976; Структура, функционирование. , 1974, 1976; Панин, Елизарова, Шкаруба, 1977; Почвенно-климатический., 1978; Особенности мелиорации., 1979; Угланов. 1981; Черноземы: свойства., 1988; Елизарова, 1991; Казанцев, 1998).

В указанных работах рассматриваются природные и климатические условия, мелиоративные проблемы, их чрезвычайная сложность осуществления. Материалы исследований подводят нас к концепции орошения почв, но вопросы конкретного его влияния на почвенно-гидро-геолого-мелиоративную и экологическую обстановки в них освещены недостаточно. Так, явно недостаточно конкретных результатов исследований по комплексному влиянию орошения на природную обстановку, на режимы и процессы, протекающие в орошаемых почвах, на их различные свойства, особенно с применением слабоминерализованных оросительных вод. Большинство вопросов теории и практики орошаемых почв в регионе до сих пор остаются нерешенными или не исследованными вовсе. Например, не достаточно изучен такой важный вопрос как решим и баланс ГВ орошаемых почв, что серьезным образом сдерживает проведение оросительных мелиорации и не позволяет дать экологический прогноз на всей территории Барабы.

Неоднозначность решения проблем по орошению почв Барабинской равнины определяется ее весьма сложными природными условиями. Некоторые характеристики природных условий - сложный почвенный покров, равнинно-гривный рельеф, бессточность и слабая естественная дренированность территории и связанные с ними проблемы мелиоративного освоения, качество оросительных вод, близкое залегание минерализованных ГВ являются главными факторами, сдерживающими дальнейшее развитие орошения. По этим причинам отсутствует концепция перспектив развития оросительных мелиорации на территории Барабинской равнины. Ощущается острый недостаток результатов исследований по широкому спектру изменений гидрогеолого-мелиоратив-ных условий, протекающих почвенных процессов и режимов, изменений свойств почв под влиянием орошения, по дальнейшему развитию теории и практики орошаемого земледелия на территориях с равнин-но-гривным рельефом. Имеющиеся результаты отдельных исследований, к тому же проводимых по различным методикам, не дают целостного представления о возможностях орошения почв и его последствиях, не позволяют в полной мере обосновать соответствующие для данной территории конкретные природоохранные мероприятия. Известно, что любые мелиорации требуют комплексного и системного подхода к изучению и оценке природных условий территории на которой они проводятся. Недоучет целостности природных условий может привести к нежелательным прследствиям после применения мелиорации, в данном случае орошения. Результатов исследований в применении оросительных мелиорации и влияния их на почвы, несмотря на имеющийся значительный материал, явно недостаточно для более или менее и V и строгой оценки современной почвенно-зкологической обстановки на ОС Барабинской равнины. Зто тем более важно, так как в вопросах орошения почв существует достаточно много противоречий.

Проведение любых мелиорации, в том числе и оросительных, осуществляется с серьезным вмешательством в природную среду, при котором нарушается экологическое равновесие на мелиорированных территориях (Минашина, 1 98 6) . В новых измененных условиях такое равновесие уже не является стабильным. Поэтому изучение местных природных условий имеет важное, а подчас и решающее значение для развития оросительных мелиорации при минимальных негативных последствиях. Вместе с тем указанный фактор не всегда учитывается в конкретных условиях. Чаще всего это происходит из-за отсутствия необходимых научных данных и фактического материала, а также в стремлении уменьшить затраты на проектирование и строительство мелиоративных систем, исходя зачастую из имеющихся общих представлений. Поэтому возникла необходимость разработки научных основ и обобщения материалов многолетних исследований по влиянию орошения на процессы почвообразования равнинно-гривных ландшафтов лесостепной зоны Западной Сибири. Автор попытался раскрыть и оценить влияние длительного орошения на почвы в специфичных природных условиях с почвенно- экологических позиций, показать возможность и одновременно всю сложность применения оросительных мелиорации на слабодренированной территории с равнинно-гривным рельефом.

В исследованиях автор исходил из того, что современное развитие оросительных мелиорации должно быть направлено на получение оптимальных урожаев сельскохозяйственной продукции при сохране

НИИ сложившегося природного ландшафтно-экологического равновесия. Исходя из данного положения в решении поставленной задачи используется следдшщий концептуальный подход - перспективы орошения равнинно-гривных ландшафтов, пути сохранения почвенного плодородия адекватны природно-климатическим и экологическим условиям.

1.2. Цели и задачи исследования.

На основе физико-географического, почвенно - гидрогеологе - мелиоративного и экологического анализа теоретически обосновать и экспериментально подтвердить перспективы орошения почв равнинно-гривных ландшафтов.

Для достижения поставленных целей решались следующие задачи:

1. - исследовать современное почвенно-гидрогеолого-мелиоратив-ное и экологическое состояние оросительных систем территории:

2. - определить особенности вод источников орошения, дать оценку их ирригационных качеств:

3. - установить закономерности формирования иГВ, их гидрохимического режима, баланс на орошаемых массивах:

4. - изучить влияние орошения слабоминерализованными водами различного ирригационного качества на показатели физических, химических и физико-химических свойств почв:

5. - исследовать режимы и процессы, протекающие в орошаемых почвах, установить их интенсивность и направленность:

6. - определить первоочередные мероприятия, направленные на стабилизацию почвенно-гидрогеолого-мелиоративной и экологической обстановки на ОС и прилегающей территории.

1.3. Научная новизна.

На основе системного и комплексного анализа физике- географических, гидротермических, мелиоративных, почвенно-экологических условий обоснована возмомность, выявлены последствия, определены перспективы длительного орошения почв равнинно-гривных ландшафтов и меры по стабилизации почвенно-зкологической обстановки на ОС.

С мелиоративных и экологических позиций теоретически обосновано и экспериментально подтверждено выделение равнинно-гривных ландшафтов, как наиболее перспективных для развития локального орошения почв Западно-Сибирской равнины.

Выработана концепция оптимального орошения почв равнинно-грив-ных ландшафтов, критерием которой является получение урожая сельскохозяйственной продукции в соответствии со спецификой природно-климатических и экологических условий.

Разносторонне исследовано влияние орошения почв водами различного ирригационного качества на почвенные режимы, процессы и свойства, прослежена их динамика, дстановлены почвенные и эколо-логические дровни изменений и их направленность.

Обосновано сохранение стабильного водно-солевого баланса водосбора ОС, заключающегося в " условно-оборотном орошении" в системе - источник орошения - орошаемый массив - грднтовые воды.

Комплексное использование материалов исследования, определение, перспектив длительного и экологически оптимального орошения почв дают возможность научно-обоснованному управлению оросительными мелиорациями равнинно-гривных ландшафтов с проявлением минимально возможных, в данных природных условиях, негативных последствий.

- 1?

1.4. Защищаемые положения.

1. Методологической основой определения перспектив длительного локального орошения почв равнинно-гривных ландшафтов является анализ индивидуальной специфики физико-географической и почвен-но-гидрогеолого-мелиоративной обстановки, сложившейся в данном ландшафте;

2. Почвенно-зкологическими критериями развития орошения почв равнинно-гривных ландшафтов являются необходимость получения оптимальной урожайности выращиваемых культур при сохранности особенностей естественного функционирования почвы и ландшафта в целом;

3. Специфика реакции почвенно-гидрогеолого-мелиоративных режимов ландшафта, процессов и свойств почв на орошение обусловлены, в первую очередь, ирригационным качеством оросительных вод, режимом и длительностью орошения, агротехникой возделывания культур при относительной стабильности генетической сущности почв.

1.5, Практическая значимость работы состоит в собранном обширном экспериментальном материале о различных свойствах орошаемых почв, режимах и процессах. Проведенные исследования являются наиболее полными и целенаправленными для условий Западной Сибири, выполненными на едином методологическом подходе. Использование научных и экспериментальных материалов исследований создают условия для более рациональной эксплуатации ОС. своевременного выявления и предотвращения неблагоприятных последствий орошения с сохранением почвенного плодородия и экологической обстановки на оптимальных, для сельскохозяйственного использования, уровнях. Полученные выводы могут быть использованы для экстраполяции на другие обширные территории с развитым равнинно-гривным рельефом и

- 18 слабой естественной дренированностью.

1.6. Личный вклад. В основу диссертационной работы полошены результаты 20-летних полевых исследований автора, анализа и обобщения литературных материалов по изучаемой тематике. Все работы выполнялись при непосредственном и активном участии автора совместно с сотрудниками лаборатории мелиорации почв.

1.7. Апробация материала. Результаты исследований докладывались на республиканских конференциях в г. Красноярске (1976, 1978), г. Уссурийске (1978), г. Целинограде (1990), на Всесоюзных конференциях в г. Одессе (1 9 8 6), в г. Новосибирске (1 9 8 7), в г. Барнауле (1 9 8 8), на 8 съезде ВОП в г. Новосибирске (1 9 8 9).

1.8. Публикации. Результаты выполненных исследований и основные полокения диссертации опубликованы в 21 печатной работе, в том числе в двух монографиях (одна в соавторстве), 8 статьях и И тезисах. Основные материалы по теме диссертации опубликованы в монографии.

1.9. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, И глав, выводов, списка литературы и приложения. В диссертации 482 страницы, включая 66 таблиц, приложения из И таблиц, 22 рисунка, библиографии из 306 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Шкаруба, Аркадий Михайлович

- 410 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе сделана попытка дать наиболее полную картину о влиянии орошения на различные показатели характеристик почвенных свойств, выявить географические, генетические и экологические следствия орошения. Исследования орошаемых почв проводились на территории Барабинской равнины и раньше, однако они касались отдельных показателей свойств, а наиболее полных, комплексных исследований не проводилось. Нспешное решение сложных проблем орошения на территории Барабы (как и на любой другой территории) возможно лишь в результате системного анализа наиболее полного спектра изучаемых почвенных процессов, режимов и свойств.

Комплексный системный подход позволил в специфических природных условиях раскрыть и оценить особенности влияния орошения на почвенно-гидрогеолого-мелиоративную обстановку с генетических и экологических позиций, обосновать возможность его проведения на слабодренированной территории, выявить направленность и интенсивность в изменении почвенных процессов, режимов и свойств.

Без предварительного научного обоснования вновь вводимых ОС, без наличия достоверной информации о последствиях орошения, без системы мониторинга почвенно-экологической обстановки увеличение плоцади орошения за счет вовлечения лучших почв (черноземов и лу-гово-черноземных) усилит масштабность мелиоративного вмешательства в природную обстановку и тем самым может, при неграмотной эксплуатации ОС, значительно осложнить экологическую ситуацию, исправить последствия которой затем будет значительно труднее, чем выполнить все требования науки и практики до введения ОС в эксплуатацию. Почвенно-зкологическое и экономическое равновесие ОС может быть обеспечено оптимальным соотношением между сохранением почвенного плодородия и сельскохозяйственным использованием, т.е. без эксплуатации одного за счет другого. При невыпол--нении необходимого комплекса мелиорации, недооценки природоохранных мероприятий низкая эффективность орошения проявится неизбеш-но. Комплексный подход к изучению и использованию орошаемых почв даст возмошность разработать эффективную систему мелиоративных мероприятий, направленных на улучшение почвенно-экологического состояния орошаемой территории.

Орошение проводимое на высоком технологическом уровне с выполнением всех многообразных к нему требований положительно влияет на развитие почвообразовательных процессов, увеличивает (или сох и раняет) плодородие почв и повышает урожайность выращиваемых культур. При несоблюдении особых требований к орошению какой-либо территории без учета географических, геологических, геоморфологических и почвенных особенностей оно может не только не принести желаемых результатов в повышении урожайности, но и вызвать серьезные деградационные процессы, привести к ухудшению почвен-но-гидрогеолого-мелиоративной и экологической обстановкам, на исправление которых потребуются значительные материальные и временные затраты. Почвенный покров Барабинской равнины носит весьма сложный характер. Наличие грив, плоских повышений, межгривных понижений, наличие рек, многочисленных озер, болот, займищ, березо-во-осиновых колков формируют соответствующий почвенный покров территории. Лоскутный, мозаичный характер почвенного покрова, малые площади распространения наиболее ценных в агрономическом отношении почв, примыкание к ним почв худшего бонитета делают проведение мелиоративных мероприятий различного плана очень трудным. Что касается орошения почв, то оно становится невозможным на больших площадях, что снижает экономические показатели ОС. В данных природных условиях возмо1но развитие только локального и инициативного ороиения на небольиих площадях за счет вод местных источников. При этом в ареал ороиаемых площадей неизбешно попадают наряду с автоморфными и полугидроморфными почвами гидроморфные почвы. Засоленные почвы и солонцы могут занимать на отдельных ОС значительные площади (до 30 % ) . Уровайность на таких почвах обычно остается низкой и без проведения мелиоративных мероприятий повысить ее только за счет орошения не удается. Зто служило причиной списания таких земель из орошения.Б силу указанных обстоятельств орошение развивается преимущественно на повышенных элементах рельефа, занятых лучшими почвами, вблизи расположения водных источников.

На успех орошения в условиях Барабы можно рассчитывать на локально орошаемых массивах за счет вод местных ( лучших из имеющихся) источников.

Бесспорным доказательством сохранения плодородия почв в Бара-бе ( в том числе засоленных и солонцеватых) являются личные земельные участки, где вносится значительное количество органических удобрений и проводится орошение овощных культур. На этом фоне резко ослабевает отрицательное влияние орошения на почвы. Конечно, нельзя сравнивать масштабы личного хозяйства с производственными условиями, однако это указывает на пути сохранения плодородия орошаемых почв; В производственных условиях значительный резерв в сохранении плодородия орошаемых почв можно достичь за счет регулярной запашки сидератов, бобовых культур (например, люцерны) . Конечно, этим не ограничиваются приемы повышения или сохранения плодородия орошаемых почв. Без проведения научно-обоснованных обработок трудно ожидать эффективности от вышеуказанных приемов. Только в сочетании всех возможных воздействий на почву

- 413 мояно значительно снизить отрицательные последствия ороиения, что требует соответствующих финансовых затрат. Вместе с тем ориентация почвенной науки на поиски путей сохранения плодородия орошаемых почв без соответствующих материальных затрат совершенно несостоятельны. Применение всех имеющихся в арсенале агротехники комплексных мер и приемов безусловно полошительно скаяется на плодородии орошаемых почв. Ликвидация неблагоприятных последствий орошения является более дорогой проблемой, чем их предупреждение. Поэтому при технической эксплуатации ОС необходимо применять в полной мере все рекомендуемые агрономические, агротехнические и мелиоративные приемы, что помощет сохранить и стабилизировать на должном уровне плодородие орошаемых почв.

Без предварительного научного обоснования вновь вводимых объектов для любых мелиорации, в том числе и оросительных, без наличия достоверной информации о последствиях орошения, без системы слежения за почвенно-экологической обстановкой увеличение площади орошения за счет вовлечения лучших почв (черноземов и лу-гово-черноземных) усилит масштабность мелиоративного вмешательства в природную обстановку и тем самым может, при неграмотной эксплуатации ОС, значительно осложнить экологическую ситуацию, исправить последствия которой затем будет значительно труднее, чем выполнить все требования науки и практики до введения ОС в эксплуатацию. Почвенно-экологическое и экономическое равновесие может быть обеспечено оптимальным соотношение между сохранением почвенного плодородия и сельскохозяйственным использованием, т.е. нельзя одно эксплуатировать за счет второго. При нарушении и отсутствии необходимого комплекса мелиорации, недооценки природоохранных мероприятий низкая эффективность мелиорации проявится неизбежно. Комплексный подход к изучению и использованию природА

- 414 ных условий даст возможность правильно разработать систему мелиоративных мероприятий, направленных на улучшение почвообразовательных и природоохранных условий.

Орошение, проводимое на высоком технологическом уровне, с выполнением всех многообразных к нему требований положительно влияет на развитие почвообразовательных процессов, увеличивает плодородие почв и повышает урожайность с-х культур. При не соблюдении особых требований к орошению какой-либо территории без учета географических, геологических, геоморфологических и почвенных особенностей оно может не только не принести желаемых результатов в повышении урожайности, но и вызвать серьезные деградацион-ные процессы, привести к ухудшению почвенно-гидрогеолого-мелиора-тивной и экологической обстановкам, на исправление которых потребуются значительные материальные и временные затраты.

Специфика природных условий территории южной части Западной Сибири во многом определяется наличием почв как с высоким, так и с низким плодородием, что не позволяет получать здесь постоянно высокие урожаи некоторых сельскохозяйственных культур без орошения, которое сопровождается определенными изменениями почвени и но-гидрогеолого-мелиоративной обстановки на орошаемой и прилегающей территории.

Комплексный системный подход позволил в специфических природных условиях раскрыть и оценить особенности влияния орошения на почвенно-гидрогеолого-мелиоративную обстановку с генетических и экологических позиций, обосновать возможность его проведения на слабодренированной территории, выявить направленность и интенсивность в изменении почвенных процессов, режимов и свойств.

На основе анализа и оценки природных условий показано, что выбор физико-географического района расположения имеет важнейшее

- 415 значение для эффективной и долгосрочной эксплуатации ОС, В силу различия природных особенностей мелиоративное воздействие на поч-венно-экологическую обстановку, реакция составляющих ее компонентов не может быть единой и однонаправленной для различных ОС, она подчиняется и зависит от зональных, но особенно от местных, локальных, условий (природных, хозяйственно -экономических) . Такие различия на местном уровне определяются рельефом орошаемого массива, его площадью, почвами, качеством оросительной воды, применяемыми поливными и оросительными нормами, длительностью орошения, выращиваемыми культурами, техническим оснащением ОС, общей культурой земледелия.

Анализ почвенно-гидрогеолого-мелиоративной обстановки и экспериментальный подход позволил выделить равнинно-гривные ландшафты, как наиболее пригодные для оптимального проведения оросительных мелиорации локального типа. Среди равнинной территории они выделяются по рельефу, литологическому строению мелиорируемой толщи, глубине залегания водоупора. почвенному покрову, гидротермическим параметрам, решиму ГВ, условиям дренирования, базису эрозии и др. характеристикам.

Местные локальные ОС обладают гибкостью в управлении, но вместе с тем на них затруднено проведение капитальных природоохранных мероприятий (например, строительство дренажных сооружений).

Экспериментальными исследованиями установлено, что гидрогеологическая и геохимическая обстановки на эксплуатируемых длительное время локальных ОС при щадящих режимах орошения не претерпели существенных изменений и не отличаются во временном масштабе от естественной. Показано, что режим ГВ за счет слабой ирригационной нагрузки не подвержен необратимым изменениям - по окончанию поливов его параметры возвращаются в естественные пре

- 416 делы. Поэтому щадящий режим орошения, осуществляемый в дополнение к атмосферным осадкам, является наиболее эффективным приемом по стабилизации режима ГВ,

Вынужденное использование нестандартных оросительных вод неизбежно связано с развитием негативных явлений, основными из которых являются вторичное засоление и осолонцевание почв. По мере увеличения длительности орошения, применяемых поливных и оросительных норм, засоление и осолонцевание орошаемых почв медленно, но неуклонно возрастают. Сдерживающими факторами указанных процессов являются периодическая смена естественной увлажненности. Во влажные циклы (годовые или вегетационные ) часть накопившихся от поливных вод солей выносится фильтрующимися осадками из кор-необитаемого в нижележащий слой или в ГВ. Поэтому процессы вторичного засоления и осолонцевания орошаемых почв выражены слабее расчетных, носят пульсирующий характер, по типу засоления-рассоления, но тенденция к их увеличению сохраняется за счет засушливых периодов (лет) ,

В орошаемых почвах изменяются физические и водно-физические свойства, однако темпы изменений ниже расчетных также за счет влажных периодов. Показатели указанных свойств в основном не вышли за пределы классификационных параметров, характерных для неорошаемых аналогов (при 20-30-летнем орошении).

Установлены ( по интенсивности засоления) долгосрочные прогнозы проявления негативных последствий орошения. При существующей технологии длительность орошения первоначально незасояенных почв может достигать 30-50 лет, а при проведении мелиоративно-профи-лактических мероприятий (оросительно-промывных технологий) она значительно возрастает.

На основе проведенных теоретических и экспериментальных иссле

- 41? дований можно концептуально заключить, что наиболее эффективным путем оптимизации почвенно-экологической обстановки при локальном оромении почв равнинно-гривных ландшафтов является создание таких условий эксплуатации ОС, при которых обеспечивается, с одной стороны, оптимальная урокайность сельскохозяйственных культур, а с другой - сохраняются почвенное плодородие и экологическая ситуация. Эффективное использование ОС предусматривает обязательное применение в полном объеме комплекса агрономических, агротехнических, мелиоративных и природоохранных мероприятий. При строгом соблюдении известных передовых технологий орошения почвенное плодородие сохраняется на уровне, оптимальном для производства сельскохозяйственной продукции в данных природных условиях .