Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВОДНО-СОЛЕВОЙ РЕЖИМ ПОЧВ И РАЗВИТИЕ ОРОШЕНИЯ В ЦЕНТРАЛЬНОМ И ВОСТОЧНОМ ПРЕДКАВКАЗЬЕ

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "ВОДНО-СОЛЕВОЙ РЕЖИМ ПОЧВ И РАЗВИТИЕ ОРОШЕНИЯ В ЦЕНТРАЛЬНОМ И ВОСТОЧНОМ ПРЕДКАВКАЗЬЕ"

Всесоюзная Академия сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина

ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ни. В. В. ДОКУЧАЕВА

соколовскии

Сергей Павлович кандидат сельскохозяйственных наук

ВОДНО-СОЛЕВОЙ РЕЖИМ ПОЧВ

И РАЗВИТИЕ ОРОШЕНИЯ В ЦЕНТРАЛЬНОМ И ВОСТОЧНОМ ПРЕДКАВКАЗЬЕ

Специальность 06.01.02 Мелиорация и орошаемое земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

На правах рувомся

Москва —1983

Работа выполнена в Волжском- научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации (Волж-НИИГиМ).

..Официальные оппоненты:

Доктор с.-х. наук, профессор Степанов И. Н.

Доктор с.-х. наук, профессор Гоголев Н. И.

Доктор биол. наук, профессор Вадюиина А. Ф.

Ведущее предприятие: Московская сельскохомист-венная академия им, V л Тпчиплм«»

заседании специализированного совета при почвенном-институте им. В. В. Докучаева по адресу: 109017, Моек-, ва Ж-17, Пыжевский пер, 7,

С днесерацией можно ознакомиться в библиотеке почвенного института им. В, В. Докучаева.

' Автореферат разослан « » " 1983 г.

Защита состоится

1983 г. на

Ученый секретарь специализированного совета доктор биологических наук В. С. ОДИНЦОВ

В народнохозяйственном плане страны партия к правительство уделяют ■ большое внимание развитию орошения. В строительство новых и реконструкцию действующих оросительных систем во все возрастающих масштабах увеличиваются 'Капитальные вложения. Северный Кавказ один из наиболее крупных районов орошаемого земледелия в Российской Федерации. ,

Рассматриваемая в данной работе территория Центрального и Восточного Предкавказья-в большинстве земледельческих районов имеет неустойчивое и часто резко недостаточное естественное увлажнение. Это одна из главных причин, сдерживающих интенсивное развитие сельскохозяйственного производства. Получение высоких и устойчивых урожаев - может быть обеспечено только на базе орошения. • Ирригация превращает земледелие в стабильную высокоразвитую отрасль народного хозяйствах 'минимальной зависимостью отпогодных условий. В наиболее засушливых районах Предкавказья орошаемые земли являются одним нз основных источников кормов, чем способствуют подъему животноводства. Благодаря орошению появилась возможность успешно возделывать ряд технических культур, овощей и фруктов.

Орошение в то же время является одним из мощных средств -воздействия на природную обстановку. Оно оказывает большое влияние на плодородие почв и мелиоративное состояние территории. Создание оптимального режима увлажнения, почв путем искусственных яоливов — одно из важнейших условий получения высоких урожаев. Неправильное применение орошения, без учета конкретных мелиоративных условий, может привести 'К потере плодородия. Это выражается, главным образвм, в ухудшении агрофизических свойств почв, подтоплении и заболачивании, вторичном засолении и развитии проса-дочных явлений, ^ -

Ц- 11 Р..'7ЪНАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. сельскоков. акадомк* им. К. А. Тимирязева

Инв.№_:-

Цель настоящей работы — выявить особенности водно-солевого режима почв региона, показать глубину и направленность его изменений под воздействием орошения, разработать мероприятия по регулированию и управлению водно-солевым режимом, которые должны сохранить и повысить плодородие орошаемых земель.

В работе обобщены как собственные, так и многочисленные исследовательские, проектные и эксплуатационные 'материалы по мелиорации орошаемых земель Предкавказья. Использованы данные по другим регионам; Показаны особенности водно-солевого режима отдельных природных зон и районов Центрального и Восточного Предкавказья. Затронуты некоторые вопросы методики изучения водно-солевого ре>кима; лочв. Большое внимание уделено взаимосвязи последнего и режима грунтовых вод.

Проведенные мелиоративные исследования и: накопленный опыт строительства и эксплуатации оросительных систем позволили с новых позиций оценить качество ранее выполненных мелиоративных проектов, уточнить систему - мелиоративных мероприятий на существующих и вновь создаваемых мелиоративных объектах. Фактическому материалу, дана новая интерпретация, опирающаяся на новейшие теоретические концепции.

Научной новизной в основном является:,

1. Обоснование существования вертикальной природно-ме-лиоративной зональности на территории-Северного Кавказа..

2. Разработано л р нр одно - м ел и ор а тн в ное - районирование обширной территории Предкавказья, в основу которого положен количественный- показатель естественной. дренирован-ности. . .

3. Для Предкавказья выявлены характерные типы водно-солевого режима почв, грунтов и грунтовых вод. Показано их распространение. Для основных .мелиоративных районов впервые составлены балансы солей и влаги.:

4: Впервые для региона использован при изучении водно-солевого режима почвметод физических моделей—: лизиметрический.- - • • ■ : -'■

5. Выяснена точность и достоверность многих показателей химических и водно-физических свойств <почв и груитов." , 6. Получены фактические. доказательства существования связи, между транспирацией растений -и. соленакоплением в почве.

7. Показана условность показателя величины критической глубины грунтовых вод н его связь с водно-солевым режимом.

Исследовался водно-солевой режим почвн изучались природное мелиоративные условия орошения на территории Став-рокольского края и автономных республик: Кабардино-Балкарской, Северно-Осетинской, Чечено-Ингушской и Дагестанской.

Основой для составления диссертации послужили материалы почаенно-мелиоративных исследований, выполненных автором или под его руководством, на Северном Кавказе с 1948 по 1975 год. -

/^Работа состоят из. введения, семи глав и списка использованной литературы, включающего 175 наименований. Иллюстрирована 19 рисунками и 6 фотографиями.

Ниже дается краткое содержание отдельных, глав.

' Глава I. ОРОШЕНИЕ И ЕГО ПЕРСПЕКТИВЫ

Основные земледельческие районы Центрального и Восточного Предкавказья расположены в зоне засушливого и резко засушливого климата. •

Попытки противопоставить засухам орошение сделаны еще в конце прошлого столетия. Однако слабая изученность природных условий, недостаток средств и примитивная техника не позволили в сколько-нибудь заметных масштабах осуществить ирригационные работы.

Лишь после Великой Отечественной войны были созданы благоприятные условия строительства крупных оросительных систем. В настоящее время в пределах рассматриваемой территории орошается около 800 тыс. га. Из них: в Ставропольском крае 234 тыс. га, Кабардино-Балкарской АССР—103* Сеееро-Осетинекой — 49, Чечено-Ингушской АССР — 123 и в Дагестанской АССР — 274 тыс. га.

Земельные ресурсы намного превосходят возможности водных источников. При ^амом жестком режиме орошения, с применением наиболее совершенных способов полива; и многолетнем регулировании стока местные водные истопники,.главным образом реки Кубань и Терек, позволяют рассчитывать на. расширение орошаемого клина примерно до 2 миллионов га, что составит '/а всей посевной площади. Дальнейшее расширение орошаемых площадей будет нуждаться в переброске воды из других речных бассейнов. .

.•Наибольшие ресурсы земель, пригодных-для орошения без предварительных мелиорацнй, находятся в Ставропольском крае. В настоящее время здесь орошается всего лишь около 5% площади пахотных угодий. В Кабардинской, Чечено-Ингушской и Северо-Осетинской АССР орошается 20—30%. Са-мыеограннченные ресурсы, земель — в Дагестанской. АССР, где в данное время ирригационно-освоенные земли занимают около 70% пахотных.угодий,* - :

Следует отметить: некоторые экономические аспекты применения орошення на Северном Кавказе. На орошаемых^ землях урожайность в общем, намного выше, чем без орошения. Например, в Ставропольском -крае в 1973 году с I га орошаемой площади получено валовой продукции в 5раза больше по сравнению сбогарой. В сильно засушливые годы эта разница резко возрастает. Достигнутая.средняя урожайность на орошении еще далека от максимально возможной. Здесь имеются большие' резервы. Как .показывает опыт передовых хозяйств,;за счет улучшения мелиоративного состояния и применения необходимого комплекса агротехнических мероприятий урожаи по большинству орошаемых сельскохозяйственных культур могут быть удвоены и утроены.

Одним из самых важных условий повышения эффективного плодородия орошаемых земель на Северном Кавказе является создание оптимального водно-солевого режима.

Глава И; ПРИРОДНО-МЕЛИОРАТИВНЫЕ ЗОНЫ

Природные условия Северного Кавказа имеют довольно четко выраженную вертикальную зональность, на которую указывал еще В. В. Докучаев. На. сравнительно, небольшом рас: стоянин (около 300 км) горная местность с ледниками « глубокими долинами переходит, через ряд промежуточных зон, в плоскоравнннную низменную зону (нкзкоравнинную).

В данной' работе рассматриваются зоны; нредгорная. вы-сокоравнииная и-низкоравнннная. Территория этих.зон; в той нлинной степени орошается в настоящее время ш имеет перспективу для дальнейшего расширения орошения. .

Низменная зона — наиболее нуждающаяся в орошении,-Здесь сильно засушливый климат. Земледелие носит неустойчивый характер,- Рельеф плоско-равнинный; снижающий* ся на севере к Манычской впадине и к Каспийскому морю на востоке. Часть территории имеет отрицательные абсолютные 4 ■

отметки поверхности (до — 30 м). В низменной зоне выделяются два укрупненных геоморфологических района: Терско-Кум-ское междуречье и Терско-Сулакская дельта. Территория зоны характеризуется мощными четвертичными отложениями.В формировании водоносных пород, грунтов зоны аэрации и почв главное значение имеют морские, аллювиальные, эоловые н делювиальные отложения.

Почвообразование протекает в условиях сильно засушливого климата, приближающегося к пустыням Лрало-Каспня. Основной тип почв светло-каштановый. В пахотном горизонте типичных почв содержится 1,5—2% гумуса* Для низменной зоны характерно сравнительно неглубокое залегание грунтовых вод (менее 6—10 м) и их высокая минерализация. Во многих районах грунтовые воды содержат более 30—40 г/л солей. Состав солей преимущественно хлоридно-сульфатный. В при мор* с ко и полосе преобладают хлористые соли-

Почти вся низменность находится: в области Терско-Кум-ского артезианского бассейна. Встречаются довольно водо-обильные артезианские горизонты с пресными водами,, годными для орошения. Наличие.налорности может служить осложняющим фактором при мелиорации отдельных районов.

Большинство почв в той »ли иной степени засолены. В дельтовых районах получили широкое распространение ал-лювиально-луговые солончаковатые почвы. Встречаются обширные площади солончаков.

Более 1 миллиона га занимают пески и песчаные почвы. При этом 10—20% из них относятся к грядо-бугристым развеваемым пескам. В песках и песчаных почвах засоление обычно невелико. Но в районах, близких к Каспию, процессы засоления охватывают крупные площади. Здесь часто встречаются даже солончаковатые и солончаковые песчаные почвы.

Высокоравнипная'зон а имеет абсолютные отметки поверхности более 100 м. Геоморфологическим центром зоны можно считать Ставропольское поднятие, образованное новейшими геотектоническими процессами, В основании поднятие сложено мощными третичными отложениями, в частности глинами майкопской почвы. Для Ставропольской возвышенности характерно наличие так называемых столовых гор. Пологие, почти плоские, верхние части возвышенности возникли благодаря скальным " отложениям сармата и среднего миоцена, противостоящим усиленной эрозии.

На запад, север и восток от Ставропольского поднятия возникли своеобразные шлейфы-четвертичных пород, представ^

ленные в основном лессовидными суглинками. Чередование сравнительно широких эрозионных долин и пологих водораздельных пространств придало этим районам своеобразный широковолнистый характер.

Особенности геоморфологии зоны сказались на климате и • почвах. Хотя Ставропольское поднятие и невысокое (до 500— 600 м над уровнем моря), но, находясь на:пути, континентальных движений воздушных масс, оно способствует более интенсивному выпадению атмосферных осадков. Если в ннзкорав-нннцой зоне норма осадков 300—400 мм, то в высокоравннн-кой она повышается до 400—600 мм.

1 Почвенный покров имеет определенно выраженную зональность. Западная повышенная часть широко-волн истой степи и Ставропольское поднятие представлены в основном почвами черноземного типа. Более низкая часть зоны занята каштановыми почвами.

В мелиоративном отношении следует отметить меньшее распространение высоко-минерализованных грунтовых вод и засоленных почв. Чаще всего грунтовые воды содержат ■ 5— 10 г/л солей. Местами встречаются пресные воды. Засоленные почвы характерны для пойменных районов, замкнутых и полузамкнутых понижений.

В предгорной зоне выделяются области низкогорий, межгорных н подгорных равнин. Эта зона по условиям рельефа лишь частично пригодна для земледелия, хотя условия естественного увлажнения здесь относительно благоприятные. Годовая сумма осадков выше 500 мм,.а в некоторых районах достигает 700—800 мм. Явления почвенной и атмосферной засухи весьма редки.

Сравнительно обильное питание, широкое распространение песчано-галечниковых отложений и значительные уклоны местности способствуют повышенной циркуляции грунтовых вод. Преимущественное распространение получили, пресные роды (до 1,5-2 г/л). Однако в районах мощных отложений глин полеогена и неогена нередко встречаются площади с высокой минерализацией грунтовых вод. В основном такие воды приурочены к замкнутым и полузамкнутым понижениям рельефа.

Почвы предгорной зоны относятся в основном к черноземному типу. На пойменных террасах речек распространены луговые, реже лугово-болотиые почвы. Только в районах поверхностного развития соленосных третичных глин, главным образом в понижениях рельефа с затрудненным поверхностным и грунтовым стоком, получили развитие засоленные почвы.

Глава III. ТИПЫ ВОДНО-СОЛЕВОГО РЕЖИМА ПОЧВ И МЕТОДИКА ИХ ИЗУЧЕНИЯ

Передвижение солей в почвах и грунтах происходит исключительно в виде почвенных растворов и самым тесным образом связано с водным режимом. Эти процессы изучают в комплексе и объединяют под одним понятием —водно-солевой режим почв.

В Центральном -и ■ Восточном Предкавказье , встречается большинство типов водного режима, описанных Г. Н. Высоцким и А. А. Роде. В зонах существующего и перспективного орошения широкое распространение получили непромывной, промывной, периодически промывной, выпотной н десуктнвно-выпотной типы.

В каждой природной зоне имеется характерный тип водного режима. Однако вследствие особенностей местных условий н неоднородности естественных факторов чаще всего встречается сочетание нескольких типов;

Наряду с климатическими факторами на водно-солевой режим почв большое влияние оказывает режим грунтовых вод. На данной территории выделяются три основных типа режима грунтовых вод, именуемые по ведущему расходному фактору: стоковый, испарительный и смешанный. Каждый из этих типов может иметь установившееся (стабильное) или неустано-вившеесясостоянне. ■

Непромывной тип водного режима характерен для высокоравнинной зоны. На подавляющей части территории сезонный влагооборот охватывает обычно слой до глубины не более 1 м. Ниже находится горизонт неподвижной влаги (мертвый горизонт по Высоцкому). При этом режиме практически вся влага, поступающая в почву, расходуется в атмосферу. Солевой режим в условиях непромывноговодногорежимаотличается стабильностью. Грунтовые воды'находятся глубоко.^Почвы формируются в автоморфных условиях.'Солевой профиль* почвенно-грунтовой толщи характеризуется значительными запасам» солей в слоях ниже горизонта сезонного влагооборота. Сальдо суммарного солевого баланса практически равно 0.

Промывной тип водного режима самое широкое распространение имеет в предгорной зоне. Этим можно объяснить преобладание на территории этой зоны районов с небольшим:! солевыми запасами в почвогрунтах и опресненными грунтовы-. ми водами.

Промывной, или его разновидность — периодически про-

Таблица I

' Варьирование (В) показателей засоленности почв (С), в %

Плотны А осмток СГ . 50/ с» .. .

' С | В- С В С В с в С В.

е. В связи с пестротой распределения солей е почее

<0,3 0,5-1

>1

<0,2 0,5-1

>1

16-21 <0,02 ' 18-40 <0,05 25-51

5—44 0,02— 22-29 0,05-0.5 4—15

0.2:

10-13 >0,2 5-21 >0,5 II—15

б, В сеязи с погрешностями химического анализа

30—64 <0.01 27—57 <0.05 50— Ш <0,03 И-Ш <0,02

12-14 0,01- 18—24 0.05-0.5 8—1Г >0.1 £2 0,02-

0,1 0,4

10 >0.5 10

60—91 23—41

мывнон режим, встречаются и на равнинной золе. Однако здесь он имеет подчиненное значение. Обычно площадь с таким режимом не превышает 10% от всей, территории. Для промывного водного режима характерно отрицательное сальдо солевого баланса.

Вы потной к десуктивно-вы потной водный режим характерен для низменной зоны. С этим режимом связан положительный солевой баланс и образование засоленных почв. Грунтовые воды при таком режиме находятся относительно неглубоко. В их расходе преобладает испарение в атмосферу. Орошение в районах с лреобладанием выпотного режима, без соответствующих мелиоративных мероприятий, на значительной части орошаемых площадей приводит к усилению вторичного засоления лочв.

Для контроля за изменением мелиоративного состояния орошаемых площадей в широких масштабах применяются солевые почвенные съемки. Получение репрезентативных дан-пых с необходимой точностью нуждается в большом количестве повторностей. Причиной этого является значительное варьирование показателя солесодержапия (таблЛ,а). -а

- Коэффициент вариации (В) ллотного остатка в опресненных верхних горизонтах составляет 16—21.% н в солевых горизонтах до 36—44%*.

В солончаках варьирование примерно одинаковое по всему профилю (10—14%). По отдельным ионам варьирование обычно выше, чем по плотному остатку. Для получения данных засоления в слое 0—2 м с точностью :Ь10% и доверительной вероятностью 0,90, при определении суммарного засоления необходимо около 10 повторностей. Если .ие учитывать верхние незаселенные горизонты, потребуется повторность примерно в 2 раза меньшая.

Следует отметить,, что 1гадежность определения солевых запасов во многом зависит от точности самого химического анализа. При проведении анализа обычным методом водных вытяжек.в одном и том же образцеварьированне (В) плотного остатка в незаселенных горизонтах достигает 20—64%, в солевых горизонтах обычно находится в пределах 10—14%. Варьирование отдельных ионов может достигать 43—134% (табл. 1,6),

Меньший разброс данных химического анализа наблюдается при стандартизации методов подготовки образцов и проведения самого анализа.

Для уменьшения!объема лабораторных работ мы пользе. вались смешанными образцами. Данные анализа средней пробы группы образцов, отобранных из одного и того же генетического горизонта,имеют практически такую-точность, что и среднеарифметическое из индивидуальных анализов той же группы [21]. ■.:

На показатели водного режима также большое влияние оказывает варьирование водно-фнзическнх свойств почв. Влажность и объемный вес имеют наибольшую изменчивость в пахотном горизонте, где В 12—17%. С глубиной эти показатели становятся более однородными. Обычно уже с глубины 40—50.см В не .превышает 3—6%. Из этого следует, что для получения данных .объемного веса н влажности, с удовлетворительной для режимных наблюдений точностью, необходима 3—5-кратная повторность.

. -В ряде случаев водные вытяжки недостаточно полно характеризуют динамику засоления почв. Это особенно ощущается при изучении «^неустойчивости и солевынослнвостн. культурных растений. Для более глубокого понимания: влияния процессов засоления на жизнедеятельность растений часто бывает необходим анализ поровых (почвенных) растворов. Полу-

2 а»*аэ 1Б51 9

Чёниь1е данные показывают, что.прй средней влажности -суглинистых почв и среднем содержании солей, <0,2% концентрация поровых растворов колеблется от 2 до 7 г/л. В солонча-коватых почвах, с суммарным содержанием: солей до 0,7— 1,5%, концентрация повышается до 10—15 г/л.. В солончаках с засолением.3—4% поровые растворы могут содержать 60— 80 г/л солей и больше..

Различные культуры по-разному реаглруют на концентрацию: поровых растворов. Например, изучение солевыносливо-сти виноградной лозы показало, что при концентрации до 5— 7 г/л виноградные кусты развиваются нормально. Если в кор-необнтаемой зоне концентрация порового раствора поднимается до 10—II г/л, то взрослые кусты испытывают.явное угнетение, некоторые из них совсем выпадают; а молодые посадки плохо приживаются. Основным' путем - поддержания оптимальной концентрации солей: в почве является создание определенной степени влажности и промывные поливы.. Сильное иссушение почвы, даже при слабом засолении, может' вызывать резкое повышение концентрации поровых растворов и солевое отравление растений.

Глава IV. ВОДНО-СОЛЕВОЙ РЕЖИМ ПОЧВ НИЗКОРАВНИМНОП ЗОНЫ

По природио-мелиоративным условиям ннзкоравнннная или низменная зона, как уже сказано, делится на две области:-Терско-Кумское междуречье и Терско-Сулакскую дельту.

Тер с ко-Ку м ское междуречье сформировалось под воздействием делювиалыю-аллювиальных процессов и неоднократных трансгрессий и регрессий Каспия^ В современный период наблюдается отступление моря и рост суши. Морской режим оказал глубокое воздействие на рельеф, гидрогеологию и почвы. Имеется ряд районов с определенными особенностями водно-солевого режима почв,-

Ме ж б ур у и и ы н р а йон охватывает среднюю повышенную часть области. Природные условия сравнительно благоприятные для развития орошения. Земледельчески пригодных площадей более 200 тыс, га. Значительная часть существующих и проектируемых орошаемых площадей области расположена в данном районе.

Формирование современной поверхности района связано с отложениями аллювиально-делювиальных суглинистых нано-10

Сов среди грядо-бугристых эоловых отложений. Несмотря яа маломощность* аллюво-делювиального суглинистого чехла (до 1,5 — 2 м), образование его способствовало закреплению песков выполаживанню мезо- и микрорельефа. Возникли обширные площади, -пригодные для земледелия с -птнчиьши для района светло-каштановыми почвами.

Подстилающие почву мощные песчаные слои служат во-довмещающими породами для грунтовых вод.

В естественных условиях увлажнения грунтовые воды находятся на глубине 4—10 м. Минерализация 1—5 г/л. состав хлор идо-сульфатный. Запас солей в верхнем пятиметровом слое в среднем 490 т/га (0,5%).

Несколько более высокое засоление почв на солонцовых пятнах, количество которых может достигать 20—30%.

Солонцы отличаются более близкими к поверхности расположением солевых горизонтов и солевыми запасами, в слое 0—2 м, превышающими: 180—200 т/га (1%).

На большей части площади (около 80%) сформировался непромывной водный режим почв. Выпадающие атмосферные осадки промачивают верхний слой на глубину 1—2 м. В этом слое сезонные колебания влажности находятся в интервале от полевой влагоемкостн (ПВ)— 18—23% до влажности завяда-ния (ВЗ)—4—5%. Максимум увлажнения приходится на зимне-весенний период, минимум — на лето. На глубинах более 1—2 м влажность очень мало меняется. Вплоть до верхней границы капиллярной каймы величина ее весь год близка к влажности разрыва капилляров (ВРК), для средних суглинков— 12—16% и супесей — 6—12%. Мощность этого слоя зависит от глубины залегания грунтовых вод. Например, при глубине 6—7 м слой с ВРК составляет 3—4 м, а при 4—5 м всего 1—2 м.

Наблюдения показывают, что в естественных условиях колебания уровня грунтовых вод очень слабые. Это связано с весьма ограниченным питанием. Годичные поступления от инфильтрации не превышают нескольких мм. Отсутствием нисходящих гравитационных передвижений влаги можно объяснить наличие на глубинах ниже 1—2 м солевых горизонтов с содержанием солей до 1,5—2%. Глубже 4—5 м засоление становится минимальным. Следует отметить, что режим грунтовых вод в различных точках микрорельефа может сильно отличаться от типичного. В частности, в различных понижениях питание грунтовых вод. по сравнению с ровными площадями может быть в 5—10 раз большим.

а* • и

. В естественных услобиях основным источником поступления влаги являются атмосферные осадки. На междуречье могут попадать поверхностные воды, стекающие с примыкающих возвышенностей. Однако доля их в общем водном; балансе весьма незначительная, находится за пределами точности учета основных приходно-расходных статей. • . -. . В расходе влаги основную роль играет: эвапотранспира-цня— более 90%. С оттоком грунтовых вод расходуется менее 2% от суммы.выпадающих осадков. Боковой отток в-це-лом по району в общем невелик. В основном происходит перетекание грунтовых вод на примыкающие песчаные массивы;

Солевой режим стабильный. На это указывает практиче-. ски нензмепное содержание солей в, почвах, грунтах и грунтовых водах как по сезонам, так и за рад лет. . .

Наблюдения на некоторых орошаемых участках позволили отметить основные изменения водно-солевого режима при орошении. При средних оросительных нормах грунтовые воды с глубины 5—7 м.поднимаются до критической глубины (1,5—2 м) за три-четыре года.„ Сезонная амплитуда колебания уровня увеличивается с 20—50, см до 1,5—2 м и больше.

Примерный годичный водный баланс орошаемого участка выглядит следующим образом: , .

Приход: ' Расход: атмосферные ■ осадки - эвапотраяспирацня — 635 мм

— 290 мм поверхностный-сток —50мм

полив —400 мм отток грунтовых вод:—5 мм

Итого " 690 мм Итого 690 мм

Увеличение.приходной частя более чем в 2 раза вызывает прежде всего увеличение эвалотранспнращш. Появляется поверхностный сток за пределы участка, который составляет около 7% от расхода. Отток грунтовых вод составляет 1% от "всего расхода. Естественно при таком высоком расходе на эвапотранспирацию и ничтожном оттоке грунтовых вод солевой баланс становится положительным, н почвы начинают засоляться.

. В реальных условиях орошаемого участка процесс засоления протекает очень неравномерно. Наблюдениями на опытном участке установлено, что местами, главным образом на микробугорках, образуются поверхностные скопления ; солей со.средним содержанием солей в слое 0—20 см 1% н более, из них 20—30% составляют хлориды. В микропонижениях,, наоборот, наблюдается уменьшение запаса солей. Сравнение 12 *

суммарных запасов солей по всему участку в полутораметровой толще за 10 лет орошения показали увеличение примерно на 10—20% от исходного (табл.- 2). Это в общем небольшой рост солевых*запасов. Однако, еслн учесть, что перемещаются вверх в основном токсичные: соли, которые накапливаются в корнеобнтаемом слое, то фактический-вред от такото засоления будет в несколько раз большим. .......

Таблица 2

Изменение содержанка солей (%) на Махмуд-Мектебском ' орошаемом участке (средние данные по 7 точкам)

Показатель П-ЮТНЫЙ ОСТ1ТОК С1' БО», , .

0—Б0 | 0-150 0—50 | 0-150 . 0-60 0-150

а. Июль 1959 г., до орошения

Макс; 0,350 0,860 0,425 0,055 0,185

Минин. 0.090?" 0,200 0.004 0,010 0,010

Сред. 0.193. 0,512 0,015 0,031 0,063

б. Октябрь 1969 г., после 7 ант- орошения

Макс. Мни им. Сред.

0,820'

0.105

0,450

0,820 0,100 0,500

0,110 0,014 г 0,060

0,062: • 0,012 0,030

0;420 0,032 0,212

0,470 0,120 0,316

0,385 0,030 0,246

Предотвращение роста засоления почв в межбурунном районе может быть достигнуто интенсификацией подземного стока. Примерные расчеты показывают, что для этого достаточно создать, дрейажную сеть с модулем стока ,0,02—0,03 л/сек. с 1 га (50—-100 мм в год). Учитывая существенную водопроницаемость водоносных грунтов: (Кф около. 1 м/сутки): меж-дренья будут порядка 400 м. В связи с песчано-супесчаным составом подпочвенных слоев рекомендуется закрытый дренаж. Как показывают наблюдения, открытые дрены быстро заплывают и перестают выполнять свои функции. - .. *

Бурунный (песчаный) район занимает более половины междуречья, Используется главным образом как пастбище. Грядо-бугристый рельеф: и очень сильная подверженность почв ветровой эрозии делают район мало пригодным для земледелия, в частности орошаемого.

: Геологическое строение характеризуется верхним слоем

песчаных эоловых наносов (до 10—15 м) й мощными (50 м и больше) песчано-супесчаными отложениями хвалымского яруса, подстилающими эоловые.

Глубина залегания грунтовых вод находится в связи с резко выраженной грядо-бугрлстостью рельефа. В понижениях она 1—2 м и на буграх 10—12 м и больше. Преобладают- воды с небольшой минерализацией (1—2 г/л). Однако в северовосточном направлении минерализация- повышается до 3— 5 г/л.

Большая часть песков задернована. На них образовались примитивные почвы с содержанием гумуса около 1%. Засоленные в верхнем метре почвы встречаются редко, главным образом на северо-восточных массивах. Во многих падинах часто на глубине менее I м можно встретить ллотные карбонатные горизонты (шохи). Среднее содержание солей на слой 5—10 м меньше 0,3%.

Исследования грунтовых вод на одном из массивов показывают,: что режим их следует отнести к инфильтрационко слабостоковому типу. Малые скорости грунтового потока обус* ловле![ы в общем незначительными уклонами местности; Хотя рыхлые эоловые пески могут иметь Кф=5—7 м/суткн, но при существующих на массиве средних'уклонах:0,0007 и мощности водоносного слоя порядка 40 м, модуль подземного стока составляет около 0,01 л/сек с 1 кма ( — 0,1 мм в год).

При значительной глубине грунтовых вод (5—7 м) и слабо развитой растительности годичная амплитуда колебания уровня не превышает 5—10 см. Если грунтовые воды залегают неглубоко и на песках растут такие глубокоукоремяющпеся растения, как солодка и ряд древесных пород,-годичная амплитуда достигает 40—50 см и больше.

В расходе грунтовых вод, как.и в общем водном балансе влаги, эвапотранслирацня играет большую роль, особенно при неглубоком их залегании. При уровне 2 м эвапотранслирацня составляет около 200 мм, а с глубины 3,5—4 м—40—60 мм.

В отдельных точках массива водный баланс может быть, положительным и отрицательным- Для эоловых районов это обычное явление, поскольку здесь резко выражен микрорель* еф. Однако для группы точек за длительный период суммарный баланс будет практически нулевым.

В связи со сложностью рельефа и другими неблагоприятными условиями бурунный район мало перспективен для орошения. Здесь орошается несколько участков, главным; образом в межгрядовых падинах. Предполагается довести площадь оро-

и

шения до 4—5 тыс. га. Учитывая рассредоточенность участков и относительно малую их площадь, развитие орошения в бурунном районе можно планировать без дренажа.* При умеренных поливах некоторый избыток грунтовых вод будет перетекать на соседние неорошаемые массивы и не вызовет опасного подъема грунтовых вод. Как показывают наши наблюдения, только возле постоянно действующих крупных каналов и возле рисовых плантаций, возникают очаги подтопления с признаками засоления. При небольших лотерях на инфильтрацию и равномерном распределении поливной воды ло полю ухудшения мелиоративного состояния, не произойдет. Подачу . оросительной воды следует вести по закрытой сети или в лотках.

Кумский район охватывает северные и северо-восточные части Терско-Кумского междуречья: Это один из самых тяжелых в мелиоративном отношении районов. Уклоны местности- близкик нулевым.. Среди ни: уклон в сторону Каспия 0,0003—0,0005. Преобладают тяжелые засоленные грунты и сильно минерализованные грунтовые воды. Средний запас солей по плотному остатку в слое 0—5 м 600—800 т/га. Минерализация воды достигает 50—100: г/л. Основу почвенного покрова составляют лутово-солончаковые почвы частично остеп-ненные с пятнами светло-каштановых почв. Значительные площади, особенно вблизи моря, занимают солончаки, в том числе бугристые. Сравнительно недавно часть района была дном моря. На это указывают некоторые фаунистические данные и специфически хлоридный состав солей.

Грунтовые воды образуют практически бессточный бассейн. Водный баланс территории имеет следующую схему:

Приход: Расход:

атмосферные осадки —

• _290 мм - эвапотранспнрацня

приток поверхностных вод . —304 мм

___13 мм отток грунтовых вод— 1 мм

приток подземных вод Итого —305 мм

— 2 мм Итого —305 мм

Практически вся влага, попадающая в данный район, в том числе поверхностные воды с вышележащих районов, расходуются в атмосферу, а соли остаются в почве. По имеющимся да>нным, солевые запасы ежегодно возрастают на 140— 150 кг/га.

- В рассматриваемых условиях орошение,-являясь дополни* тельной приходной статьей; в целом ухудшает общее мелиоративное состояние района. Поднимаются грунтовые воды, что приводит к усилению засоления верхних почвенных горн-зонтов. Сплошное освоение территории под орошение нуждается в систематическом дренаже. Попытки промывки почв на отдельных участках приводят лишь к временному оттеснению солей вглубь или миграции на соседние участки. Наблюдения на одном из участков (170 га), использованном под рис, показали, что длительное нахождение воды в чеках опреснило почву до 0,2% лишь на полуметровый слой. Во втором полуметре засоленность не стала ниже 1—1,2%. Вымытые и оттесненные на периферию участка соли способствовали засолению примыкающей территории, почлгв 2 раза превышающей-площадь самого орошаемого участка. Также сильно засоляются почвы н при небольших нормах орошения.

Следовательно, массовое орошение-Кумского района нуждается в.коренных мелиорациях и прежде всего в дренаже. .

Терек о-С улакская дельта — типично низменная территория. Благодаря высокой:обводненности орошенне здесь получило широкое развитие. В: настоящее . время поливные землц составляют около 150 тыс. га. .

Образование дельтовой области тесно связано с геологи-4ecK0iVдеятельностью рек, моря и эоловых процессов. Большинство почв относится к луговому н лугово-болотному типу. Это сравнительно молодая территория. Местами сформировались довольно примитивные светло-каштановые почвы. *

Грунтовые воды образуют бессточный бассейн,, подпираемый водами Каспия. По почвенно-глдрогеологнческим условиям дельту можно разделить на районы: головной, центрально-дельтовый и приморский: Эти районы существенно отличаются по степени засоления почв, химизму солей и минерализации грунтовых вод.

В головном р а йон е, охватывающем вершину дельты, процессы засоления относительно меньше развиты. Большая часть земледельчески пригодных земель орошается. По данным управления Шелковской ороентельной системы, около 80% поливных земель не засолены или слабо засолены. Следует отметить, что при общем небольшом засолении очень -опасным моментом является довольно частая встречаемость соды. Причины образования соды недостаточно ясны. Есть основание считать, что в данном районе сода возникает под воздействием сравнительно неглубоко залегающих артезианских

вод. В;других дельтовых районах сода практически не встречается.

Цен т р а л ьн о-д ел ьтов ы й район — самый обширный в дельте. Здесь расположены все крупные дельтовые оросительные системы. Сравнительно близкое расположение к морю способствовало усилению процессов засоления. По данным системных управлений, площадь засоленных и слабо засоленных почв составляет 50—60%. Обильные поливы и естественные разливы в условиях застойных грунтовых вод поддерживают их высокий уровень. На 50—70% площади оросительных систем грунтовые воды находятся на глубине <2 м. Сущест-. сование, в условиях резко засушливого климата,* застойного бассейна неглубоко залегающих грунтовых вод—основная причина преобладания здесь вы потного водного режима и прогрессирующего засоления почв.

Основным источником солей служат поступающие в дельту речные воды. Наши расчеты показывают, что скорость роста-засоленных площадей и солевых запасов имеют весьма близкую величину. В первом случае 0,14, во втором 0,2% в год.

Следует отметить большую пестроту засоления почв. Очень часто рядом с участком опресненных почв находятся солончаки и солончаковые массивы. Это в значительной мере результат существовавшей до последнего времени (и еще до сих пор не изжитой) переложной системы, когда сильно засоленные участки на. длительное время забрасываются и с орошением переходят на другое место. .

Постройка коллекторов и дрен в значительной мере улучшила мелиоративное состояние орошаемых земель. Это позволило повысить интенсивность земледельческого .использования дельты. Появилась возможность значительного расширения площадей под рисом и другими культурами. На виноградниках, особенно страдавших от засоления, дренаж способствовал рассолению (табл. 3), Однако в связи с неудовлетворительной работой дрен и коллекторов на значительной части площади дельты мелиоративный эффект до сих пор недостаточный. , •

■ Река Терек несет огромное количество илистых наносов. Отложения этих паносов играют известную роль в солевом режиме почв. Поскольку они практнчески-лншепы солей, то, отлагаясь в верхнем почвенном горизонте, наносыотносительно понижающего засоленность. В сочетании с эффектом поверхностной промывки при затопленнн это существенно затор маз 3»км 1552 17

Таблица 3

Изменение содержания солей {%) на виноградниках совхоза «Кизлярск и й» за I® лет (среднее нз 6 скв.)

Плотнчй ост»»ок I сг

Показатель слой в см

0—50 ■ | 0-1М) | 0-150 | 0-50 , 0-100 О—150

Макс.

Мин.

Сред.

Макс. Мнн.". Сред,

1,33 0,22 0,66

0.052 0,040 0.046

а. Ноябрь 1953 г.

0 96 0.21 0,58

1.П 0.21 0,62

0.89 0,13 0.44

б. Октябрь Ш9 г.

0,060 0,035 0,045

0,050 0.03.5 0,044

0.044 0,014 0,025

1,13 0,14 0.56

0.035 0.013 0,026

0.14 0,57

0,025 0.015 0,026

живает развитие засоленных дельтовых почв. В районах дельты, где происходит отложение свежего аллювия^ площадь засоленных почв истепеиь засоления верхних почвенных горизонтов значительно меньше, чем в районах, где разливы давно прекратились. Мелиоративный эффект аллювиальных наносов ощутим и на орошаемых площадях. '

Приморский район дельты занимает небольшую территорию, сравнительно недавно освободившуюся от' моря; Верхние слои грунтов обычно аллювиально-морского происхождения. Море, помимо характерных фаунистнческих: признаков, оставило соли химического состава, аналогичного морской воде. Это район, наибольшего засоления почв и грунтовых вод. Среднее содержание солей в верхнем метровом слое редко меньше 2%. Солончаки распространены крупными массивами и занимают до 50—80% территории. Минерализация грунтовых вод достигает 40—50 г/л. В составе солей,.как н в морской воде, преобладают хлориды.

Преобладание выпотного водного режима,-как результат обильного увлажнения' речными водами и бессточности грунтовых вод, способствовали тому, что в дельтовой области сальдо солевого баланса положительное. Дальнейшее освоение земель дельты под орошение нуждается в широком комплексе мероприятий, В: основе .которых должно, быть устройство-систематического дренажа, Без этого нельзя вести интенсивное орошаемое земледелие. Построенная в настоящее.время дре-нажнзя сеть лишь частично решает эту проблему, .

Глава V. ВОДНО-СОЛЕВОЙ РЕЖИМ ПОЧВ ВЫСОКОРАВНИННОИ ЗОНЫ

Высокоравнинная зона—земледельчески наиболее освоенная территория Предкавказья. Здесь находятся миллионы га земель, пригодных для орошения без предварительных мелио* -ративных мероприятий. Эта зона наиболее перспективного развития массовоого орошения. По природно-мелиоративным условиям выделяются области: широко-волнистая степь, Ставропольское плато и группа озерно-пойменных районов.

Ш и р око-волн истая степь по площади самая обширная область. Здесь построено или начато строительство ряда крупных оросительных систем. В настоящее время орошаемая площадь превышает 120 тыс. га. '

Западная группа районов занимает западные и отчасти северные склоны Ставропольской возвышенности.

Климатические условия умеренно засушливые. Почвенный покров представлен рядом разновидностей черноземного и каштанового типа. Почвообразующей и водов мешающей породой служат лессовидные суглинки мощностью от нескольких метров до 30—40 м. Водоупор чаще всего представлен армавирскими глинами н относительно более плотными слоями лессовидных суглинков. Естественную дрепированность следует считать слабой. Судя .по водопроницаемости водоносных пород <Кф 0,8—1,5 м/сут) н имеющимся уклонам (0,01—0,02), максимально возможный подоеМный сток без опасного подъема уровня грунтовых вод составляет 80—70 мм в год. Питание грунтовых вод обычное для степных районов—потуску-лярное, В зависимости от мощности грунтов зоны аэрации уровень грунтовых вод колеблется от 5—6 до 10—12 м н больше, Минерализация чаще всего 5—10 г/л. Среднее содержание солей в верхнем восьми метровом слое 0,63%, из них на долю хлоридов приходится 'Д. В естественных условиях увлажнения характерным водным режимом является непромывной тип со свойственными ему зонами влажности. Примерно на 5— 10% площади водный режим промывной или вернее периодически промывной тип. Это соответствует местам потускуляр-ного питания грунтовых вод (западины, лощины, балки). В таких местах соли вымыты из всего слоя грунтов зоны аэрации, а грунтовые воды опреснены.

Орошение коренным образом изменил» режим грунтовых вод и водно-солевой режим почв. Вследствие больших потерь «а инфильтрацию питание грунтовых вод' уаеличилось:в не-

3* _ . . 19

сколько раз. По данным управления .Право^-Егорлыкской оросительной системы, типичной *для-западной группы районов, среднегодовые потери на инфильтрацию в начальный период-эксплуатации, системы составили 190 млн.- мVили-.30%.от. водозабора. На однн га запасы грунтовых вод в среднем за год увеличились на 1900 м\ Естественно, -что такие громадные инфильтрационные потери вызвала резкий подъем уровня грунтовых вод. За 10 лет эксплуатации на. 70—80% орошаемых площадей уровень поднялся до 1-2 м от поверхности. В среднем грунтовые воды поднимались 2,5—3,5 м в год. Осо-бенно.быст(ю были подтоплены,участки, гд<е возделывался в первые Η 2 ^ода после пуска.системы,рис с постоянным затоплением. Здесь за несколько лет грунтовые воды поднялись до глубины менее ! м. Также резко изменился режим грунтовых вод на овощных плантациях ir под зерновыми с влагоза-рядковымн поливами, где нормы полива "достигали 5—7 тыс. ма)га. При таких нормах полива вода лишь на 20—30% использовалась* растениями, большая часть шла на увеллченне массы грунтовых вод.

Водный баланс типичного орошаемого массива следующий <1966 г.):

Приход: MiM % ■ ~ Расход: мм %

Атмосферные осадки 165 48^ Эвапотранспнрацня 205 60

- ^соседние* ма™ивы"а 95 28 гнетральногоканата, óó lu в дрены 4042

"ТЯеГрЖЖК?!* 36. Ито'го -340 100.

Итого 340 100

Следует отметить особенности года наблюдений. В 1966;году за вегетационный период выпадение осадков было таким, что поливы понадобились лишь на самой ограниченной площади.. В другие годы доля поступления влаги от поливов в несколько раз выше., ■ , , ; ... ■ i .

Из приведенного баланса видно, что почти половину влаги, поступающей в почвогрунты и грунтовые воды, составляют ннфильтрациояные потерн из оросительной сети. Из них большая-часть (36%) теряется в' распределительной сети и на орошаемой площади.. На, магистральные каналы приходится около 10% потерь. , ,

'В расходной части превалирует эвапотранспирацня— 60%.

20 - ' -J

Подземный отток, главным образом на прилегающие неоро--шаемые-'землй, также составляет значительную величину (28%). Расход в дренажную сеть в целом невелик—12% (40 мм). Причиной этого является недостаточная густота дрен. Для поддержания нулевого сальдо солевого баланса необходимо дренажный сток по крайней мере удвоить.

В процессе орошения водно-солевой режим почв приобретает новые черты. Он становится зависим от ирригационных факторов^ Изменяется характер связи между почвенными горизонтами и, грунтовыми водами. Последние начинают оказывать прямое воздействие на почвенные процессы и особенно* на,водно-солевой режим. Судя по площади с неглубоким.залеганием, грунтовых вод (<2 м), 70—80% почвсраиее существовавшим нелромывным водным режимом приобрели черты нового типа. На частл площади возник режим; сходный с вшютным.-Во много раз увеличилась площадь, с промывным1 режимом; Поскольку формирование этих новых типов происходит подвлнянием ирригационного фактора, в отличие от аналогичных типов-режима, развитых в естественных условиях, к ним "добавляется наименование ирригационный! ' '

Ирригационно-промывной тип характерен для участков, где имеет, место сквозное промачнвание всей поч вен но-грунтовой толщи, и в расходе влаги отток грунтовых вод за пределы участка преобладает над расходом влаги в атмосферу. Подобный режим наблюдается: а) на площадях с достаточно мощной зоной аэрашш в иерпод.неустановившегося режима.грунтовых вод; б) лрилпнфнльтрациопных потерях,.не превышающих естественной дреиироваиности; в) в случае полной ком* пе!гсашш инфнльтрзцнониых потерь искусственным дренажем.

Длительность существования периода неустановившегося промывного режима определяется соотношением величины свободной емкости в порах почвогрунтов зоны аэрации и величиной инфильтрационных потерь,. Наши наблюдения показывают,, что участки, удаленные от магистральных каналов и, поливаемые минимальными . нормами на протяжении 10—15 лет, несмотря-на некоторый подъем уровня грунтовых.вод, но имеют признаков засоления;' У почв, которые в исходном состоянии не были засолены, при промывном режиме суммарные запасы солей остаются практически неизменными. На засоленных почвах наблюдается заметное перемещение солей из верх-' них в нижние почвенные горизонты. '

Интенсификация подземного стока ведет к переходу вы-потного режима к промывному.-Солевой профиль почв при

ирригационно-промывном- режиме характеризуется практически полным рассолением на глубину 1,5—2 м и больше. Максимальное содержание солей не превышает 0,2—0,3%.

При залегании грунтовых вод выше критического уровня (—1,5 м) засоление почв растет. Это наблюдается обычно в местах, где происходит интенсивное подтопление из каналов. Особенно это заметно между параллельно идущими канала* ми, расположенными поперек .потока грунтовых вод. Построенная в такомместе дрена уже через год оказала заметное рас-соляющее действие (табл. 4, в). В целом на Право-Егорлык-ской системе скорость передвижения солей в почвах небольшая. По данным почвенной съемки, выполненной через 10 лет после начала орошения, в зоне черноземов общее содержание солей в верхнем 2-метровом слое увеличилось на 0,04%, в том числе по С1' на 0,002%. На каштановых почвах рост соответственно составил 0,02 и 0,008% {табл. 4,а,б). Несколько

Таблица 4

Динамика содей (в %) на Право-Егорлынекой оросительной системе (по средним данным)

Число тлчле

Почва Сдой, см Плотны А СГ Плотный СГ

остаток остаток до оро-1 П<кле

До орошения

а) черноземы 0-20 20—100 100-200 0—200 о.по 0,140 0,160 0,145

б) каштановые ПОЧВЫ 0—20 20—100 100—200 0-200 0.120 0,280 0.355 0,300

в) лягно солон- 0-20 1,500

чака, 100 м от ка- 20-150 0,560

нала

0.007 0,009 0,009 0.009

0.015 0,048 0,045 |0,045

0,175 0,080

После орошения

0,120 0,(50 0,205 0,180

0.326 0,340 0.325 0,325

0,799 0,480

0,010 0,015 0,020 0,017 15

0,046 0,052 0.053 0.053 13

0,020 1

0,045

105

39

меньший рост засоления на каштановых почвах связан с меньшим сроком их орошения.

Следует отметить, что в результате орошения пестрота засоления увеличивается. Если до поливов отношение максимума солесодержания к минимуму было порядка 2—3, то на орошаемых землях оно поднялось до 8—12.

Орошение оказало заметное воздействие на ряд физико-химических свойств почв. Например, содержание гумуса на каштановых почвах по сравнению с богарой повысилось на 0,2—-0,3%. По-видимому, дополнительное увлажнение от орошения несколько замедляет аэробный процесс разложения органического вещества и этим способствует некоторому повышению гумуснрованности. Влияние орошения на водно-фнзн-ческне свойства черноземов и каштановых почв оказалось различным. На черноземах объемный вес, пористость и фильтрационные свойства практически не изменились. На каштановых почвах орошение снизило водопроницаемость почти в 2 раза и повысило среднюю плотность пахотного слоя с 1,13 до 1,32 г/см3.

Се ве ро в осто ч н ые районы охватывают северные и восточные склоны Ставропольской возвышенности. Здесь также широко развит мощный чехол лессовидных суглинков, имеющих в общем вид шлейфа, спускающегося в сторону Терско-Кумской низменности и к Манычам. В этих районах лессовидные суглинки чаще склонны к просадкам. Нередко они имеют заметно облегченный состав и могут быть отнесены к легким суглинкам н даже тяжелым супесям.

Климат значительно суше, чем в западных районах. Почвы такие же — черноземные и каштановые. Водно-солевой режим каштановых почв в связи с орошением изучен на самой восточной окраине территории данной группы районов, на участках, примыкающих к Терско-Кумскому магистральному каналу. Оценку водно-солевого режима черноземов,: ввиду их. сходства по природным условиям, можно сделать по данным Право-Егорлыкской системы.

Район, примыкающий к Терско-Кумскому каналу, характеризуется мощными отложениями легких лессовидных суглинков (до 100 м), местами переходящих в супеси. Грунтовые воды до орошения залегали на глубине обычно более 15—20 м с минерализацией до 10—12 г/л. Только в некоторых балках встречались опресненные грунтовые воды. Среднее содержание солей в верхнем пятиметровом слое около 0,5%.

В результате влияния орошения грунтовые воды поднялись

за 5—8 лет с 10—-16 м до 2—5 м. : Годовой прирост уровня составил 0,6—1,2 м~ Подъем наблюдается на некоторых участках и в последнем десятилетни. Стабилизация наступает при глубинах 1,5—2 м, когда резко увеличивается эвапотранслира-цня> Как и в других районах равнинной области, для водного баланса грунтовых всиг орошаемых земель характерно интенсивное инфильтрационное питание грунтовых вод, которое часто достигает 200—500 мм в год.

Заметное изменение химизма и минерализации грунтовых вод наблюдается в основном вблизи крупных каналов. На собственно орошаемой площади за первые десять лет орошения химический состав практически не изменился..

Пока на значительной части орошаемых площадей преобладает ирригационио-промывной водный режим. Однако уже имеются места с выпотпым: режимом. Поэтому замечается некоторый прирост запаса солей. В частности СГ увеличился в 2 раза. Местами образуются солончаковые пятна обшей площадью до 1%. Обычно это понижения рельефа, где содержание солей в пахотном слое достигает 1—2%. Основной причиной роста сильно подтопленных площадей являются чрезмерно высокие инфильтрационные потери.

В данном районе, -как и в других аналогичных, следует предусмотреть так называемый профилактический-дренаж, отводящий избыток грунтовых вод сверх естественной дреинро-ванности, в объеме примерно 100—150 мм в год.

Область" Ставрополье ко го плато по своему reo- • морфологическому строению близка в низкогорьям. Наиболее высокие-отметки достигают 600—700 м. Чехол современных отложений обычно небольшой мощности. В ряде случаев коренные (третичные) породы покрыты лишь тонким элювнем этих пород. Материнские породы почв и водовмещаюшие породы очень разнообразны: от эоловых супесей до третичных тяжелых глин. Значительны площади скальных грунтов. В сочетании с различными формами рельефа это обусловливает многообразие природно-мелиоративных условий.

Большое влияние на мелиоративные условия также оказывает климат. По сравнению с окружающей местностью, плато выделяется сравнительно высоким увлажнением (до 600 мм осадков) и относительно меньшей испаряемостью, Ку=0,8—1.

Грунтовые воды чаще всего циркулируют в песчано-изве-стняковых отложениях верхнего и среднего сармата. Водоупо-ром служат различные слон третичных глин. На склонах долин некоторых балок н речек встречаются выходы грунтовых

вод в виде родников к мочакоп. Глубина залегания колеблется в больших пределах от долей м до 10—20 м. Бывают пресные и очень соленые (10—20 г/л). Дебит пресных грунтовых вод-в общем невелик и очень сильно зависит от выпадения^ осадков. Во всяком случае сколько-нибудь существенным источником орошения они служить не Morjr. Орошение с использованием местного стока имеет площадь порядка нескольких десятков га..

По характеру естественной растительности это зона лесостепи. Но в настоящее время лес большей частью уничтожен.

■ В целом преобладает лутовая растительность.

Почвы черноземного типа, разнообразны по механическому составу. Большинство почв не засолено. Однако на площадях с поверхностным распространением соленосных третичных глин встречаются пятна солончаковых и солончаковатых почв. Засоление чаще всего сульфатно-хлоридное. Наибольшее засоление наблюдается* в различных замкнутых и полузамкнутых: понижениях с затрудненным поверхностным и грунтовым стоком; Пятна засоления иногда образуются на склонах в местах разгрузки грунтовых вод. Среднее засоление почв в слое 0—2 м не превышает 0,2%. , . ;

Сравнительно обильное выпадение осадков, благоприятные условия естественного дренажа грунтовых вод и довольно интенсивный поверхностный сток создали условия для преобладания промывного водного режима и расслоения почв и грунтов. Однако местами в подпочвенных слоях, слабо затронутых процессами денудации, сложенных плотными, практически водонепроницаемыми третичными глкнамн, сохранился значительный запас солей. В таких глинах содержание солей нередко достигает 1%.

Ставропольское плато — область выноса солей. Схема солевого баланса одного из типичных массивов, площадью 4300 км!, выглядит следующим образом:

Приход: тыс. т Расход: тыс. т.

1. С атмосферными осад- С'речпыми водами (р. k3m.ii 47 Калаус) 150

2. Прочие источники 13 С подземным стоком 15 Итого 60 Итого , 165

Таким образом, вынос солей за пределы района почти в 3 раза превышает приход. Несколько слабее происходит вынос солей из районов с замкнутым рельефом (оз. Сенгилеевское и др.). - • •

В целом область Ставропольского плато мало перспективна для массового орошения. Сложность рельефа, широкое раз-1 витке эрозионных процессов и оползней являются серьезным препятствием для строительства крупных оросительных систем.

Группа оз ер но-по и м ей и ы х районов локально вклинивается в другие области и районы. Почвообразование чаще всего происходит в-условпях повышенного поверхностного и грунтового увлажнения,- Преобладают почвы лугового типа, которые почти не несут признаков зональных почв. Это главным образом пойменные земли по рекам Кума, Калаус, Б. Егорлык, лиманам Большой и Малый Бурукшун и др. Сюда отнесены пойменные районы ряда мелких рек плоскостной части Дагестана. Общая площадь пойменных земель, пригодных для орошения только в Ставропольском крае, превышает 50 тыс. га.

Несмотря па ряд неблагоприятных мелиоративных свойств (засолепиость* солонцеватость, заболоченность), пойменные земли по своей близости к населенным пунктам и сравнительно простым устройствам для подачи поливной волы могут, с успехом использоваться для орошения.

Наиболее освоенной является пойма р. Кумы, здесь орошается примерно '/з площади поймы. Основные массивы орошения находятся в среднем течении. Примером среди них могут служить земли Прасковейско-Покойненской оросительной системы. Устройство коллекторпо-сбросной сети и бетонированных каналов, планировка полей и нормирование поливов способствовали поддержанию благоприятного мелиоративного состояния системы и высокому и устойчивому урожаю основной культуры — винограду {б тыс. га).

Особенность диалогического строения поймы — двухчлеи-иость. Верхний комплекс аллювиальных отложений, до глубины 5—21 м, сложен преимущественно глинами и тяжелыми суглинками. В этой толще сосредоточена основная масса солей: от 0,4 до 1% плотного остзтка. В большинстве отложений видны следы оглеення.

Нижний комплекс отложений представлен в основном пес-чйно-галечннкооымн отложеииями. Образование этого аллювия относится к более раннему периоду. Аллювий нижнего комплекса практически не засолеп.

В почвогрунтах верхнего комплекса водопр он нцае мосте. небольшая, Кф около 0,2 м/сут. В нижнем комплексе Кф обычно колеблется в пределах от 8—10 до 30—40 м/сут. Нали:

чне в ы со ков одо п р о во дя щ его водоносного слоя вызывает довольно быструю передачу гидродинамического напора, образующегося на каком-либо участке. В результате возникает заметная напорность грунтовых вод.

Глубина залегания грунтовых вод на орошаемых площадях обычно не превышает 1,5 м. Наибольшая глубина на неорошаемых залежах — 5—8 м. Минерализация их на орошаемых площадях чаще всего 4—6 г/л, «а примыкающих залежах— повышается до !0—20 г/л.Л1аксимум— до 50—70 г/л — достигает в некоторых замкнутых озерных котловинах. При небольшой минерализации — состав сульфатно-гндрокарбо-натный, при средней и высокой — хлорндносульфатный и ре-' же сульфатио-хлоридный.

Почвы преимущественно лугового типа местами остспнеи-ные и реже лугово-болотные. Солончаки и солончаковые почвы занимают небольшую площадь.

По режиму грунтовых вод массив относится к слабо стоковому типу. Основной естественной дреной является русло-каньон, Несмотря на значительную водопроницаемость нижнего комплекса аллювия, вследствие очень малых уклонов {<0,001), суммарная водопроводнмость небольшая, Схема годового баланса грунтовых вод одного из благоприятных в мелиоративном отношении орошаемого массива имеет следующий вид:

Приход: мм % Расход: мм %

1. Инфильтрация ирри- Сток в русло Кумы 225 50 гациониых вод 290 65 Сток в дрены 90 20

2. Инфильтрация ат- Эвапотранспирацпя 130 30 мосферных осадков 40 10 Итого 445 100

3. Приток из нижних водоносных горизонтов 115 25 Итого 445 100

В расходе грунтовых вод главную роль играет сток в русло р. Кумы. Искусственный дренаж в общем отводит воды немного— около 20%. Его назначение в основном в отводе избытка грунтовых вод из отдаленных от русла — каиьоиа мест. Там роль дренажа в поддержании удовлетворительного мелиоративного состояния возрастает.

В тех районах, где каньон не дренирует пойму, густота дрен должна быть увеличена. Это относится и к массивам, где грунтовый поток и поверхностные воды задерживаются есте*

ственными или искусственными препятствиями (дамбы, пло*" тины). В таких местах наблюдается резкое преобладание эва-; потранспнрацин и образование солончаковых почв. В расходе грунтовых вод доля испарения может достигать;90%. В верхнем метровом слое солончаков засоление составляет 2—3% (табл.5).

Таблица 5

Содержание солей в солончаке из озерной впадины я среднем течении долины р. Кумы; (совхоз «Орловский), октябрь 1969 г.

Слой, Плотны Л остаток, Ч С1', % Примечание

0-Г0 2,15 0,21 Средние данные из

50-100 3,07 0.45 6 скважин -

100-150 2.41 0 39

0-150 2,54 0.:'5

Пойменные районы других рек в равнинной зоне обычно отличаются худшей естественной • дренирован ностью (р. Б. Егорлык, Калаус, Гудермесская плоскость и др.). В таких районах преобладают застойные высоко-минерализованные грунтовые воды и засоленные почвы. Водный режим имеет в основном выпотной тип с положительным или стабильным солсвым балансом. Мелиорация этих районов более сложная, поскольку нуждается в систематическом дренаже и промывках. Еще более сложные мелиорации нужны в замкнутых ли-манно-озерных понижениях в Прнманычском районе. ;

Глава VI. ВОДНО-СОЛ ЕВОИ РЕЖИМ ПОЧВ ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЫ

Предгорная зона характеризуется сравнительно резко выраженными формами рельефа, сложностью' гидрогеологических условий, более влажным климатом, лучшей обводненностью и разнообразием почвенного покрова. Современные процессы засоления здесь выражены слабо. Преобладает денудация и вынос солей в нижележащие зоны. Заметно выражена водная эрозия почв. В некоторых районах на водно-солевой режим почв оказывают большое влияние геоморфология, литология материнских и подстилающих пород.

Большинство площадей, пригодных для орошения в пред-'

горной зоне, занято иезасолсниыми почвами черноземного тина (табл. 6). Они обладают средней .и высокой естественной дренироваиностью. Почвы имеют водный режим преимущественно промывной. Районы с подобными почвами расположены в долине р. Кубани н в верхнем течении р. Кумы,, Довольно большие массивы находятся на Кабардинской наклонной равнине, в Северо-Осетинской и Чеченской котловинах. Для всех этих районов характерно наличие песчаио-галечннковьгх отложений, которые играют роль мощных коллекторов грунтовых вод. Сколько-нибудь заметных скоплений солей в почвогрун-тах не наблюдается. Грунтовые воды преимущественно пресные. Изредка попадаются солоноватые воды, приуроченные.к слоям аллювия,, контактирующим с соленосными третичными глинами (табл. 6,С). Основной мелиоративной задачей в этих районах является рациональное использование поливных вод с минимальными потерями на'инфнльтрацню.

Таблица 6■

'■ Изменение среднего содержания солей (%) после 5-0 «т орошения-в естественно дренированных районах

1 До орошении После орлшетш

СлоЯ,м Плотный ц ; остаток С, | ЧИСЛО точек Плотный остлток. 1 Число 1 точек

а) Участок орошения в долине р. Кубани

0,-0,5 0,5-1

. 1-2. 2—5

0.1)0 0,130 0,125 0,150

0,006 0,008 0.010 0,021

0,100 0,030 0,063

0,000 0,005 .0,005

11

б) Участок орошения в бассейне р. Овечка

0-0,5 0,160 •0,007- 6 0,09 > 0,005

0,5-1 0,155 0,0)5 0,080 0,004

1—2 0.130 0,008- 0,053 0,004,

2-5" 0,270 0.09 • ~~ — ■

В процессе орошения содержание солей меняется,1. - . '.

16

в почвах практически не из*

..В ряде мсст.'где'вык-лннивающнеся водоупорные глинистые слои создают подпор грунтовому потоку, наблюдается заболачивание. Площадь..настоящих, болот незначительная.. На, уча-

сткаХ, склонных к заболачиванию, целесообразно устройство оросительных систем с двухсторонним регулированием подземного стока.

• Наименее благоприятные природно-мелиоративные условия сложились в Черкесско-Ми пер ал ово деком районе. Главной причиной этого следует считать поверхностное развитие соле-носных третичных глнн (майкоп, чокрак « др.). Несмотря на сравнительно менее засушливый климат (Ку—0,7—0,8), наличие значительных уклонов поверхности (обычно >0,01) и довольно густую гидрографическую сеть, подземный сток в районе ничтожный, порядка 5—20 мм в год. Это связано с тем, что почвогруиты обладают низкой водопроницаемостью — коэффициент фильтрации измеряется сотыми и тысячными долями м/суткп. Особенно низка водопроницаемость коренных пород, обладающих свойствами, близкими к абсолютному ео-, доупору. Это обусловлено тяжелым механическим составом пород, слитостью и высокой солонцеватостью. Доля поглощенного Na в горизонте «В» почв достигает 20—30% л в подстилающих породах 40—50% [24]. Высокая солонцеватость и гидрофнльность коллоидов обусловливают сильную-иабухае-мость, которая достигает 120—130% от первоначального размера. Способностью к набуханию следует объяснить резкое падение водопроницаемости почвогрунтов в водонасыщенном состоянии.

Значительные уклоны поверхности и очень слабая водопроницаемость почвогрунтов делают ипфильтрационное питание грунтовых вод крайне ограниченным. Подавляющая часть атмосферных осадков скатывается в гидрографическую сеть. Поэтому нередко водораздельные пространства практически лишены грунтовых вод. ;

Чрезвычайно слабая циркуляция грунтовых вод способствовала сохранению больших запасов солей. Среднее содержание солей в слое 0—10 м составляет 1% [2], С застойностью грунтовых вод связана их высокая минерализация, которая местами достигает 30—50 г/л и больше.

На большей части территории района сформировался пе-промывной водный режим. Сезонный влагооборот охватывает слой на глубину около 0,8 м. Глубже колебания влажности несущественные. Разница между максимумом и минимумом влажности обычно меньше 30%. Солевой режим почв при не-промывпо водном режиме стабильный. Каких-либо изменений содержания солей по профилю почв за несколько лет наблюдений обнаружить не удается.

■ Промывной или периодически промывной водный режим имеет небольшое распространение. Он характерен, как н в других природных зонах, для участков, где за счет перераспределения поверхностного стока создаются условия повышенной инфильтрации (балки, лощины). Солевой режим в таких местах характеризуется отрицательным балансом. В одной из небольших лощин содержание солей в верхнем полутораметровом слое было в 5 раз меньше, чем на рядом расположенной ровной площади.

В замкнутых понижениях, озерных котловинах и при выклинивании полунапорных грунтовых вод в пределы верхних почвенных горизонтов создаются условия выпотного водного режима. В таких местах образовались солончаки и солонча-коватые почвы.

С пуском воды в оросительные каналы наблюдаются значительные изменения в режиме грунтовых вод и водно-солевом режиме почв. На значительном протяжении в ближайшей приканальной зоне, примерно за 2—3 года, уровень;,грунтовых'вод приблизился к критическому. Вдоль каналов местами появились солончаковые пятна. В первую очередь подтопление н образование засоленных почв наблюдалось в местах пересечения магистральным каналом пролювиальных отложений. Вдоль крупных каналов ежегодный прирост уровня грунтовых вод составил примерно 1 м. Площадь отдельных пятен солончаков достигает 1—3 га.

На собственно орошаемых площадях водный режим почв изменился незначительно и на большей части тернторнн после '1—5 лет орошения не потерял характерных черт непромыв-иого. Только под распределителями и временными оросителями наблюдается медленное увеличение смоченной зоны. Под остальной площадью глубина промачивання, особенно под такой культурой, как люцерна, не превышает 1м.

Повторные солевые съемки нескольких орошаемых участков показывают, что 2—3-летнее орошение практически не вы* звало миграции солей. До орошения в верхнем полутораметровом слое среднее содержание солей по плотному остатку было 0,920—1,033%, в том числе СГ0.059—0,124%. После орошения запасы солей в этом слое изменились по плотному остатку на +0,022, +0,050% и по CÍ' —0,008, +0,004%. Такие изменения несущественны, они не выходят за пределы точности химического анализа. Параллельные определения за это же время на богаре дают аналогичную величину отклонений (табл. 7). Только при интенсивном поливе в отдельных точках

■ ■ ■ 1 ■ Таблица 7

Изменение среднего содержания солей (%) на глинистых солонцеватых черноземах в начальный период орошения

До орошения После 2—3 лет прошении

Слой, (И Плотны Л * остаток С1' Плотный остаток СГ ' Число точек

а) Западный орошаемый участок (250 га)

0—40 0,200 0,017 0.187" 0.012

40-100 0,060 0.683 0.063

100—150 1,810 0.09 > 1,85В. 0,104

0-150 0,920 0,059 0,942' 0,063

б) Средний орошаемый участок (132 га)

0-40 0,2<>2 0,024 0.207 0.017

40—100 0,925 0,113 1.0Л 0,116

100—150 1.820 0.210 1,840 0,193

0-150 1,039 0,124 1,083 0.116

' в) Богара вблизи среднего участка

0-40 0,234 0,028 0,221 0,024

40—100 0.876 0,178 0,910 0.174

100-150 1,550 0,280 1,755 0,240

0—150 0,930 0,172 1,008 0.156

зафиксировано некоторое уменьшение запаса солей до глубины 0,4—0,5 м.

Из приведенных данных видно, что мелиорация солонцеватых черноземов представляет сложную проблему. Почвогрун-ты обладают крайне неблагоприятными водно-физическими свойствами и засолены. Нарушение естественного водного режима путем интенсивного орошения через некоторое время приведет к массовому засолению почв. Основное средство борьбы с засолением — дренаж, здесь практически непригоден. Фильтрационные свойства грунтов таковы, что эффективные междренья предположительно будут порядка нескольких десятков метров;

Можно исключить солонцеватые черноземы из орошаемого клина. Однако, учитывая их большое распространение вдоль

уже построенных магистральных каналов, экономически это будет невыгодно. Как показывает опыт орошения некоторых участков, целесообразно будет использовать подобные земли под полевые и кормовые культуры. Поливы следует производить с расчетом минимальной глубины промачивапня с подачей воды по трубопроводам. Вероятно целесообразно будет импульсное дождевание. Это позволит сохранить благоприятный водно-солевой режим на десятки "лет-'Периодически местами могут понадобиться лишь поверхностные промывки со сбросом.

; Следует подчеркнуть, что солонцеватые черноземы обладают очень слабой капиллярной активностью. Процессы пере- * движения солей имеют незначительную скорость. , Учитывая также относительно невысокую испаряемость в предгорной зоне, реставрация засоления произойдет не скоро и иоследей^ стане промывок будет длительным.

Глава УН: МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОДНО-СОЛЕВЫХ, РЕЖИМОВ ОСНОВНЫХ ТИПОВ ПОЧВ*

При исследовании водно-солевого режима почв ряд вопросов целесообразно изучать не в натуре, а на физических моделях. Это позволяет с^ наименьшими затратами получать удовлетворительные результаты. Такими моделями можно счи-тзть лизиметры.

~ Нами использовались лизиметры компенсационного типа с монолитом почв в оболочке из нескольких слоев рубероида, пропитанного гудроном, .' Сечение большинства монолитов 1600 сма. Монолиты с ненарушенной структурой помещались в стальные поддоны, покрытые изнутри гудроном.

Исследования проведены в 4-х пунктах с различными поч-венио-климатнческимн условиями. В сухостешюй зоне — на каштановых почвах (в районе с. Дивное) и на аллювналмто-луговых почвах (вблизи г. Буденовска). В зоне менее засушливой— на суглинистых предкавказских черноземах в районе г. Изобильный; В предгорной зоне — на солонцеватых глинистых черноземах, у ст. Нагуты.-В последнем пункте параллельно проведены исследования на лизиметрах с почвами из дру* гих районов. .

Результаты опытов показали определенную зависимость солевого режима почв от климатических условий, капиллярных свойств, глубины залегания и минерализации грунтовых

вод. Кроме того, были получены.даиньге о роли в.солевом режиме лочв растительности.

Влияние климата сказывается главным образом в связи с интенсивностью-испаряемости. Чем суше климат, тем. выше испаряемость и с большей скоростью идет засоление, ^а каштановых почвах, где в год опыта осадков выпало ий 75 мм меньше, чем-на черноземах, скорость засоления почвенного слоя была выше на 15—20% (кривые 3 и 5), Между солями, содержащимися в почвах и грунтах, с одной стороны, н в грунтовых водах, с другой, существует определенная связь. Когда создаются-условий промывного водного режима, наблюдается-миграция солей из почвы в грунтовые воды и наоборот, при выпотном режиме соли из воды переходят в почву. Сальдо солевых балансов лизиметров - подтверждает это положение (табл. 8). Некоторое противоречие можно наблюдать лишь при незначительных содержаниях солей за счет неточности самого анализа (п/п № 3). Вы потной водный режим в данных опытах обусловлен высоким транспнрационным расходом, превышающим сумму осадков (№ 4 и 5).: Атмосферные осадки являются основным фактором, создающим нисходящеедви-женне солей. Сокращение осадков, при неизменной испаряемости, приводит к росту засоления почвы. _ Искусственное уменьшение попадания атмосферных осадков в'лизиметр на 60—70% повысило скорость засолелня в 2—3 раза (табл. 8, вар. 5, 4).

' Таблица 8

Сальдо солевых балансов лизиметров с солонцеватыми черноземам* за трехлетний период

м» п;п 5 3* X * ЭзаП'>траи-спирация, ММ " Изменение запаса юди в попои е, мм Баланс со«П В ЫОЮ1ИТС, г Баланс Сол?» в поддан«, г

дол» откачка . п югный о.чаток С1* плогмый ости «к а-

1 2 1050 нет 183 —1070 -910 + 1570 +850

2 1 927 нет 95 —ЦсО -145 + 300 +253

3 0,5 12,0 нет ТА +110 +60 —2Ь0

4 1 1272 45 нет +330 +230 -450 -200'

5 0.5 1447 25 ) • пег +630 +395 —775 -355

Интенсивность засолелня почв в большой степени определяется скоростью передвижения поровых; растворов по почвенным капиллярам. Наибольшая скорость по крупным капиллярам. При преобладании микрокапилляров скорость резко

Замедляется. По этому признаку Н. А. Беседнов {1954) выделяет почвы с различной капиллярной активностью.

Повышенной капиллярной активностью отличаются каштановые почвы и черноземы, сформировавшиеся на лессовидных суглинках. На этих почвах количество макропор и крупных капилляров составляет 20—30% от объема всех пор. Черноземы глинистые солонцеватые имеют более плотное сложение с преобладанием микропор. Капиллярная активность их значительно меньшая. В расчете на 1 год скорость накопления солей на солонцеватых черноземах примерно в 2 раза меньшая (табл. 9, вар. II, 14).

Влияние на водно-солевой режим почв растительности определяется главным образом характером десукцни корневой системы. Расходование растениями почвенных растворов вызывает повышение их концентрации и ускоряет накопление солей в почве. Во всех случаях в лизиметрах с растительностью, при прочих равных условиях, по сравнению с черным паром. солей накопилось значительно больше. На полуметровых лизиметрах с суглинистыми черноземами наблюдалась 2—3-кратная разница и на глинистых солонцеватых черноземах более чем 10-кратная (вар. 3, 6 и 9, 12). При большей глубине до воды различие в засолении относительно уменьшается. ' -

Наличие растительности существенно изменяет характер солевого баланса почв. Опыты показывают, что на черном пару сальдо чаще всего отрицательное, но под воздействием растительности оно становится положительным (табл. 9, вар. 7,8 и 10,11). Десуктивная деятельность связана с накоплением солей. Мелиоративная роль растительности сводится к снижению глубины залегания.грунтовых вод и уменьшению их расхода на физическое испарение. Накопление > солей за счет трапепирации носит диффузный (рассредоточенный) характер, в противоположность более сосредоточенному засолению, обусловленному физическим .испарением. Повышение солевых запасов, вызванное жизнедеятельностью растений, может, поэтому длительное время не проявлять своего-отрицателыюго действия.. Если транспирация не снижает уровня грунтовых вод ниже .такназываемого критического уровня, то наличие растительности в значительной степенн ускоряет процесс засоления почв.

Изучение водно-солевого режима почв на лизиметрах показывает, что в рассматриваемых районах Северного Кавказа-критическая глубина залегания грунтовых вод весьма ,ус-

' .* Таблица 9

Некоторые показатели водно-солевого режима почв, по данным •' -лизиметрических опытов' :

Ж S

4» '

© . к х * а ÍS L. ш ■ X S ' -£ 1 и ' |s » 2 Si 1» . ss- 5 о-

Сре^ГФдоюе содержанке co.ifí, urdQJ г

в качш измененне (±( в конце

плот, остаток CJ' плот, остаток С1'

Испольэо.

BSHMt- ■

а) Чернозем суглинистый карбонатный . (сев, г. Изобильный)

1 2 11 625 290 7$' 9 -4 —3 черный пар

•¿ 1 10: 625 537 55" ' 4;- +25 +1 1 а >

3 0,5 10 «25 890- 55 * + 131 +25 1 в ■

4 1 10 220 353 • »■■ ■ * • +f0 + 14 1

Я 0.5 .10 200 665; * + 446 +90 • ' ' 4

6 0,5 10 625 1174 ■ - Л +426 4 91 овес

б) Чернозем глинистый солонцеватый (совхоз «На г утеки й»)

7 г; 35 1327 106» 1700 2S6 -350 —150 3

8 1 20 1292 1090 529 5*) -130 -40 3

9 0,5 н« <wip* 1362 1224 276 34 +30 + 15 3

10 1.5 11 1326 1438 1200 150 +47 +20 3

11 1 22 1271 1272 400 70 +2 0 + 100 3

12 0,5 18 1276 1428 240 20 +460 +270 3

черные пар • -

рин. раст.

é) Каштановая суглинистая почва (там же)

.3 20 10 0 1209 80 ' 6 +¡9) +-Н0 2

14 i 1 20 1030 1270 1 . 70 6 f4W 2

черн. пар pi se, рит.

ловкая величина, колеблющаяся в больших пределах, На.тя-желых солонцеватых черноземах, в климатических условиях предгорной зоны, она может изменяться от 0,6 до 1,9 ai в зависимости от определяющих факторов. Увеличение критической глубины главным образом связано с десукцией растительности (рис. а). .

В степной и сухостепной почвенно-климатических зонах, где почвы сформировались на лессовидных суглинках, интервал колебания критической глубины сужен. Если на черном пару-эта глубина составляет 1,2—1,3 . м, то под раститель-,

НОСТью она не превышает 1,7—1,6 м (рис., б). Изменение концентрации солей в грунтовых водах может замедлить или ускорить засоление почв, но не меняет характера солевого баланса.

Изменение солевых запасов в почве лизиметров с солонцеватым»

глинистыми черноземами' (а) и средне-суглинистыми почвами (б):

I — черный пар, 2 — с растительностью, 3 — чернозем под черным па-ром, 4.—• то же, с растительностью, 5 — каштановая лочва под паром

Выводы.

1." На основе многолетних поч вен но-мелиоративных исследований для равнинных к предгорных территорий Центрального и Восточного Предкавказья дано прнродпо-мелиоративное районирование.и показаны типы водно-солевых режимов почв с выделением мелиоративных объектов в пределах зон:

а) ннзкоравниниой— охватывающей часть Прикаспийской низменности, -

б) высокоравнинной — представленной Ставропольским плато и его склонами,

в) предгорной — охватывающей низкогорья, межгорпые и подгорные равнины. .

2. Для каждой из зон установлены приходно-расходные статьи водно-солевого баланса.

а. Низкоравнинная зона характеризуется практически бессточными высокомннерализованными грунтовыми водами и широким распространением засоленных почв крупными массивами.

Источниками солей в почвах и грунтах являются солн, оставленные морем, и солн, поступающие с поверхностными н грунтовыми водами с вышележащих территорий. В целом для ннзкоравнннпой зоны сальдо солевого баланса положительное.

В западных, относительно повышенных, районах поверхностно-засоленные почвы встречаются редко. Наименьшие запасы солей приходятся на районы песчаных массивов. Максимальное современное засоление почв наблюдается в восточной части зоны, в дельтовых и приморских районах, где преобладающим водным режимом в естественных условиях является выпотной тип. Массовое орошение почти во всех районах вызывает вторичное засоление почв/

б. Высокоравнннная зона характеризуется развитой гидрографической сетью л заметно выраженным подземным стоком. Минерализация грунтовых вод преимущественно средняя. Солевые запасы на подавляющей части территории сосредоточены в подпочвенных слоях. Поверхностно засоленные почвы встречаются редко, главным образом в пойменных и озерных районах, где естественная дренированность относительно затруднена и создаются условия вылотнрго водного режима.

На подавляющей части площади зоны водный режим поч-венно-грунтовой толщи имеет непромывной, тип. Промывной: режим характерен только для отрицательных форм рельефа и микрорельефа.

В- целом для высокоравнинной зоны сальдо солевого баланса отрицательное. Максимальный вынос солей наблюдается в большинстве повышенных районов Ставропольского плато. Этому способствует глубоко врезанная гидрографическая сеть и мощные песчанистые водоносные слои. В таких районах расход солей в 2—3 раза превышает приход. ; ' .

На склонах. Ставропольского плато, сложенных мощными лессовидными суглинками, сальдо солевого баланса практически нулевое. Это связано с преобладанием непромывного водного режима и слабым питанием грунтовых вод в естественных условиях увлажнения (10—30 мм в год). Водопрово-дящие свойства водоносных слоев допускают безопасное в мелиоративном отношении питание грунтовых вод не более 50—70 мм в год.

Практика орошения показывает, что ; при существующих способах полива с густой сетью грунтовых каналов инфиль-транионные потерн во много раз превышают естественную дренированность. Б результате наблюдается массовое подтоп-. 38

ление и заболачивание орошаемых и примыкающих к ним Земель На подтопленных и заболоченных участках сильно ухудшаются агрофизические свойства почв и на значительной части площади наблюдается, хотя и медленное, увеличение засоления в почвенном слое.

в. Предгорная зона характеризуется повышенной расчлененностью рельефа и преобладанием районов с хорошо выраженной естественной дренированностью. Почвы и грунты большей частью не засолены, широко распространены пресные или слабо минерализованные грунтовые воды. Исключением являются отдельные озерные-котловины и район поверхностного развития мощных отложений соленосных третичных глин. Здесь преобладают засоленные и минерализованные грунтовые воды.

Для всех районов предгорной зоны характерно отрицательное сальдо солевого баланса п широкое распространение про-.мывиого водного режима лочв.

Формированию подобного режима способствует более влажный климат зоны.. Средний коэффициент увлажнения здесь составляет 0,7—0,9 против 0,3—0,5 в нижележащих зонах. Усиленная естественная дрснированность обусловлена большими уклонами зеркала грунтовых вод и довольно широким распространением мощных песчано-галечниковых отложений, служащих естественными коллекторами грунтового потока.

Сильно затруднен подземный сток только в районах поверхностного развития плотных водоупорных третичных глин, в некоторых поймах и, особенно, в закрытых озерных котловинах. В таких условиях имеет место формирование засоленных почв, площадь которых относительно невелика и для солевого баланса зоны они не имеют-сколько-нибудь существенного значения.

: Близкое расположение к поверхности водоупорных слоев в предгорной зоне обычно вызывает заболачивание без заметных признаков засоления,

3. :Анализ природно-мелиоративных условий Предкавказья показывает, что их изменения имеют определенно выраженную вертикальную зональность. Для наиболее низкой по рельефу ннзкоравнинной зоны характерно преобладание высокомнне-рализованных грунтовых вод и широкое распространение засоленных почв. Типичный водный режим почв выпотной, сальдо солевого баланса территории положительное.

Относительно выше расположенная высокоравнинная зона

характеризуется слабо- и среднеминерализоеанными грунтов выми водами, преобладанием незаселенных почв. Солевой баланс показывает на. слабый вынос солей за пределы зоны. Типичный водный режим почв нелромьгвной. .

Наиболее высокая из рассматриваемых природщо-мелиора-тивных зон, предгорная, отличается сравнительно высокой опресненностью грунтовых вод и почв. Самым распространенным водным режимом почв является промыкной тип. В солевом балансе зоны расход солей.в несколько раз превышает их приход.

; 4. Выявленные зональные особенности водно-солевого режима почв позволили разработать систему мероприятий по управлению и регулированию водно-солевого режима в целях улучшения мелиоративного состояния существующих оросительных систем по зонам и районам и предложить усовершенствование проектных решений для будущих и реконструкции старых систем. .

■ а. В пнзкоравн иниой зоне интенсивное ирригационное освоение с высоким КЗ И следует выполнять на основе повсеместного систематического дренажа. Дренаж должен обеспечить снижение уровня грунтовых вод до глубины ниже критической (1,5—2 м). На значительной части площадей необходимы предварительные промывки. Без дренажа можно поливать только западные массивы песчаных почв при условии капитальных противофильтрацнонных мероприятий и рассредоточенном расположении орошаемых участков.

б. Высокоравнинную зону можно осваивать двумя путями. При высоких ннфнльтрационных потерях в оросительной сети и на орошаемых площадях, которые характерны для большинства существующих оросительных: систем, необходимо применение систематического дренажа. Второй путь основан на езе-денин глубинных ннфнльтрационных потерь до.минимума в соответствии с естественной дренированностью. Для большинства районов этот- минимум не должен превышать 400— 500 м*/га. Следует отметить, что всемерное уменьшение пи-фильтрационных потерь является одним из важнейших мероприятий по борьбе с просадочностью в районах, сложенных мощными лоссовгндными суглинками. Недопущение инфильтрации за пределы собственно почвенных горизонтов надежно предохраняет от просадочпых деформаций поверхность почвы.

Исключением для высокоравнннной зоны является наличие сравнительно небольших по площади озерно-пойменных

районов, которые в большинстве случаев не могут быть нс-пользованы под орошение без систематического дренажа.

в. Большинство районов предгорной зоны при массовом ирригационном освоении не нуждается в систематическом искусственном дренаже. Оптимальный мелиоративный. водНо-солевой режим можно создать за счет противофильтрационных мероприятий и регулируемого поливного режима. В отдельных районах, сложенных мощными третичными глинами с ' значительными запасами солей, потребуется разреженный систематический дренаж. На поверхностно засоленных площадях, на период промывок, следует строить мелкий временный дренаж. На заболоченных участках необходим водоотвод я-ший дренаж в сочетании с кротодренами.

5. Исследования водно-физических свойств основных почв региона* выявил и их значение в формировании водно-солевого режима разных почв в различных условиях н режимах орошения.

По скорости перемещения поровых растворов от грунтовых вод к поверхностным почвенным горизонтам выделяются груи* ты капиллярно активные и неактивные.

Наличие капиллярно активных грунтов способствует ускоренной транспортировке поровых. растворов вверх от близкого уровня грунтовых вод, а также их сбросу винз при поливах и промывках.

К капиллярно активным относятся песчаные и супесчаные почвы, а также почвы на лессовидных суглинках. Иапесча-пых почвах крупные капиллярные промежутки образованы за счет поровых промежутков: между механическими частицами. На лессовидных суглинках система крупных капилляров формировалась благодаря микроагрегнрованностн субстрата и под воздействием корневых систем растений. Корешки после отмирания оставляют множество довольно водопрочных канальцев, преимущественно вертикального направления, хорошо видимые простым глазом. При небольших глубинах залегания грунтовых вод на капиллярно активных почвах опасное засоление может наступить-в течение одного вегетационного периода.

Группа капиллярно неактивных почв представлена тяжелыми глинистыми солонцеватыми почвами. Из-за малых размеров капилляров скорость передвижения растворов в таких почвах в несколько раз меньше, чем на лессовидных суглинках. Обычно она измеряется несколькими десятками сантиметров в год. - '

Как показали лизиметрические опыты, при прочих равных условиях засоление тяжелых глинистых почв идет в 2—3 раза медленнее, чем на почвах, сформированных на лессовидных суглинках.

6. На скорость и интенсивность процессов засоления — рассоления почв существенное влияние оказывает характер структуры почвы. Плотные, бесструктурные почвы с очень слабой водопроницаемостью засоляются сильнее, чем такие же по механическому составу почвы, но обладающие зернисто-комковатой структурой. На бесструктурных почвах промывной-эффект намного слабее, чем на оструктурсиных.

7. При анализе процесса засоления почв от грунтовых вод придается большое значение критической глубине залегания уровня грунтозых вод. Наши исследования в условиях лизиметрических опытов и сопоставление с многочисленными литературными данными показали, что показатель критической глубины имеет динамический характер. Даже на одних и тех же почвах он может меняться в больших пределах. Помимо капиллярных свойств и водопроницаемости, имеет значение общий режим увлажнения почвы, интенсивность промывного действия поливов, темпы расхода капиллярной влаги на испарение н десукцию растениями, степень минерализации грунтовой воды и норовых растворов.

Десукция растений — один из главных факторов, формирующих водно-солевой режим почв. Расходование корнями растений влаги непосредственно из капиллярной каймы уменьшает физическое испарение, ослабляет, но не устраняет соле-накопления. При слабом притоке грунтовых вод транспнрация способствует их снижению глубже критического уровня. Накопление солей под воздействием только дссуктнвного расхода влаги отличается незначительной скоростью, дпффузностью и боле« равномерным распределением по глубине почвенного слоя.

8.. При существующей методике исследования водно-солевого режима почв мелиоративные прогнозы большей частью носят качественный характер. Оправдываемость прогноза имеет невысокий процент. Повысить надежность мелиоративных прогнозов можно путем более длительного н детального , изучения процессов передвижения солей и влаги в почвах, грунтах и грунтовых водах.

0. Изучение водно-солевого режима почв более результативно, если производится в комплексе с мелиоративно-гидро-геологическнми исследованиями, солевыми съемками, систе-

магическими наблюдениям« на ключевых ^опытных участках, применением физического нематематического моделирования. Дальнейшее совершенствование методики исследования водно-солевого режима почв; с использованием новейших технических средств, позволит получить более полное и объективное представление о динамике солей и влаги в почвах и подстилающих грунтах, разработать практические мероприятия по сохранению и повышению плодородия орошаемых почв.

По теме диссертации автором опубликованы следующие работыг

1. Почвенно-мелиоратнвное районирование Ногайских с тепе й.— Почвоведение, 1956, ÍJi П.

2. К характеристике современного засоления в дельте Терека,—Почвоведение, 1360, ЛЬ 5.

3. Некоторые особенности мелиорации земель внисовхоза «Кизляр-ский» Дагестанской АССР,— Виноградарство и виноделие СССР, Л» 5, 1960.

4. Скорость засоления почв и почвенио-мелноративкые районы территории Ста ро-Теречной оросительной системы.— Тр. ЮжНИИГиМ, вып. VII, Новочеркасск, 1960.

5. Некоторые данные об изменениях режима грунтовых вод на орошаемых площадях на примере Право-Егорлыкской оросительной системы.—' В сб. «Материалы к конференции мл. научных сотрудников», М., 1960.

6. Неотложные мероприятия на орошаемых землях Право-Егорлык-скоД оросительной системы.— «Сельское хозяйство Сев. Кавказа», 1061, .V» 10.

7.Артезианские воды — на службу сельскому хозяйству.— «Сельское хозяйство Сев, Кавказа», № П. 1962.

8. Некоторые особенности водно-солевого режима каштановых почв в районе Терско-Кумского мегистралыюго канала,—Тр. ЛГГП т. 48. изд. ЛИ СССР, 1962. .

9. К вопросу о просадочности орошаемых площадей на Мало-Кабар-дннекой оросительной системе,—В сб. «Просадочные деформации лессовидных пород Центрального Предкавказья». Изд.. АН'СССР," М., 1963.

10. Схематическая почвенная карта Ставропольского края.— В сб. «Агрохимическая характеристика почв СССР». Изд. «Наука», М., 1964.

(1. Мел но рати в но-гидрогеологическое районирование территории оро-ептельно-обводннтельных систем Центрального и Восточного Предкавказья.— В еб, «Гидрогеологические условия орошаемых земель», изд. «Наука», Л1„ 1965.

12. О запасах водно-растворимых солей в почвах и грунтах в связи с ирригацией.— В с б; «Гидрогеологические условия орошаемых земель», изд. »Наука», М„ 1965.

13.IO варьировании величины некоторых показателей свойств почв в долине р. Кумы.— «Почвоведение», 1966, М I.

14. О критическом уровне грунтовых вод в пойме р. Кумы.— В сб. «Материалы конференции ПНИНИС», М., 1966.

. 15, Прогнозирование мелиоративного состояния орошаемых земель в районах развития лессовидных суглинков . Центрального и Восточного

Предкавказья, Сб. «Матер, Всесоюзн. совещ. по методике «иж.-геол. и гид-рогеол, обоснования иррит. систем на лессовидных территориях», Киев, 1966. .

16. Опыт использования лизиметрических установок для изучения водно-солевого режима зоны аэрации.— В сб. «Матер. коифер. ПНИИИС», 1967.

17. Водно-солевой режим пойменных почв Предкавказья на примере р. Кумы,—«Почвоведение», 1967, № 7. .

18. О воздействии орошения на некоторые свойства пред кавказских черноземов и каштановых почв.— «Почвоведение», № 9, 1968.

19. Основные мел иор а ти в но-гидрогеологические и поч вен но-мелиоративные проблемы в связи с ирригацией степной зоны Центрального н Вое* точного Предкавказья.— В сб. «Проблемы, инженерной геология Северного Кавказа», Ставрополь, 1968.

20. Итоги н ближайшие задач» почве ино-гндрогеологических исследований Северо-Кавказского отделения ПНИИС.— В сб. «Инженерные изыскания для строительства», вып. 5, 6, Госстрой, М.. 1968 (Соавтор Солопоп Г. С.1. •

21. О получении средних данных при поч вен но-гидрогеологических исследованиях,— В сб. «Проб-1. инж. геолог. Сев. Кавказа», вып. 2, Ставрополь. 1969.

22. Усовершенствование технических средств для исследований водно-голевого режима зоны аэрации в мелиоративных целях. В сб. «Материалы к научно-техн. конфер, ПНШШС», М., 1969.

23. Водно-солевой режим пойменных земель Предкавказья. -Изд. «Паука», М.. 1970 (Соавтор Г. С. Солопов).

24. Солонцеватые черноземы Центрального Предкавказья.— Почвоведение, 1970, Й8. ' '

25. О путях повышения достоверности исследований,— В сб. «Почвоведение и агрохимия Ставронолья»,-Ставропольское кннж. изд., 1970,

' 26, Физико-химические свойства грунтов зоны аэрации в районах первой очереди строительства Большого Ставропольского канала.— В сб. «Основные направления совершенствования гидрогеологических изысканий и строительстве», ПНИИИС. М., 1970.

27: Ме л иор а тивно-гндрогео логические условия орошаемых пойменных земель в среднем течении р. Кумы.— В сб, «Проблемы ниж; геол. Сев. Кавказа»,'вып. 3, Сочи, 1971. '

28. Характеристика водно-солевого режима некоторых почв Центрального Поелкавказья по данным лизиметрических опытов.— Почвоведение, 1972, № 10.

29. Мелиоративное состояние орошаемых земель н различных районах Северного Кавказа.— В сб. «Совершенствование методов оценки засоленных почв, прогнозирование н предупреждение вторичного засоления», М., 1972.

30. Опыт оценки мелиоративного состояния орошаемых земель по данным солевых съемок,— Почвоведение, 1973, Л» 11.

31. Мелиоративное состояние орошаемых земель в различных районах Северного Кавказа,—В сб. «Проблемы гснезиса и мелиорации орошаемых почв», ч. 2, М., 1973.

32. О влиянии орошения п обводнения на природные условия Ставрополья.— В сб. «Географические проблемы изучения, охраны н рационального использования природных условий,и* ресурсов Северного Кавказа», Ставрополь, 1973. •

33. Водный режим зоны аэрации в районах с тяжелыми глинистыми грунтами на территории Большого Ставропольского канала.— В сб. «Про-

блемы ннж. - геологик Северного Кавказа», вып. 4, Ставрополь, 1973.

34. В одно-физические свойства основных типов- почв Ставрополья.— В сб. «Ран, использование орошаемых земель на Сев. Кавказе», Ставрополь, 1974,

35. О достоверности , данных химического анализа водных вытяжек.— Почвоведение, J975, № J.I.

36. Водно-солевой режим почв - Караногайской обводинтельио-оросительной системы.— В сб. «Рациональное использование орошаемых земель на Сев. Кавказе», Ставрополь, I97S,

37. Пути повышения достоверности съемок почв.— В сб. «Материалы 3-го межведомст, совещ. по вопросам прогнозирования гидрогеол.. инж,-геол. и почв.-мел нор, условий», вып. 2, Москва, 1977..

38. О достоверности показателей водно-солевого режима почв. Тезисы докл. V съезда ВОП, вып. 6, Минск, 1977.

39. Орошение и земельные ресурсы Центрального и Восточного Предкавказья.— В сб. Проблемы использования в сельском хозяйстве водных ресурсов Юго-Восток а Европейской части СССР», ВАСХНИЛ, М;,. 1977.

40. Contrilutii la caracterizares procesuü actual de saraturare a Soturilor din Lelta riului Terek.— Румыно-советские записки, 1960, № 6.

Подп. к печ. 05.07.83 г. Тираж 100. Заказ 1552.

Производственное объединение «Полиграфист» Управления издательств, полиграфии и книжной торговли Саратовского облисполкома. Саратов,

пр. Кирова, 27.