Непосредственным источником вторичного засоления являются находящиеся близко от поверхности солевые грунтовые воды и большое количество солей в подпочве. Причины возникновения вторичного засоления сложны и многообразны. Неблагоприятные климатические условия - чрезмерный нагрев почвы, сильные иссушающие ветры, большая сухость воздуха - способствуют возникновению подобного вида засоления.
При вторичном засолении большое значение имеют структурность почвы и степень ее капиллярности. Бесструктурная почва слабо удерживает воду. После полива около 70-80% воды быстро испаряется, а соли остаются в верхних слоях почвы, и наоборот: почва с мелкокомковатой структурой прочно удерживает воду. При наличии хорошо выраженной структуры испарение воды идет лишь с верхнего (в несколько сантиметров) слоя почвы и количество испаряемой воды после полива составляет лишь около 20%. Это резко снижает интенсивность накопления солей. Поднятие грунтовых вод на поверхность почвы может идти с большой скоростью с глубины 1,5-2 м и с значительно меньшей скоростью с глубины 3-4 м. Принято считать, что высота максимального капиллярного поднятия воды в почвах обычно не превышает 5-6 м.
Возникновению вторичного засоления почвы способствует неправильное использование воды при орошении. Избыточное увлажнение почвы и близкое залегание соленосных грунтовых вод приводит к созданию условий для вторичного засоления. Поливная вода в большем количестве, чем нужно для растений, просачиваясь вниз, достигает уровня соленой грунтовой воды и смыкается с ней. Грунтовая вода, поднимаясь к поверхности, испаряется, а соли, находящиеся в ней, выпадают в осадок и накапливаются в почве. Чем сильнее избыточное увлажнение почвы и чем выше уровень соленых грунтовых вод, тем больше предпосылок к возникновению вторичного засоления.
Возникновению вторичного засоления способствует и неправильно применяемая агротехника. В частности, плохо спланированное поле при близком залегании соленых грунтовых вод является одной из причин возникновения солончаковых пятен. На возвышениях и бугорках поля наблюдается резкое повышение испарения воды. В силу этого по капиллярам, как по фитилю, вместе с водой поднимаются и соли. По мере испарения воды соли выпадают в осадок и накапливаются в почве.
Сильное влияние на процесс соленакопления оказывает и несвоевременная обработка почвы. Так, например, задержка с рыхлением всего лишь на три дня приводит к потере почвенной влаги до 50% и на место пресной воды в почву поступает снизу соленая.
Вторичное засоление наносило огромный ущерб земледелию, особенно в дореволюционный период, при освоении новых орошаемых земель. Хищническое использование плодородных земель и воды приводило к возникновению вторичного засоления почвы. К примеру, в Голодной и Муганской степях вследствие неправильного орошения и прогрессирующего засоления появились огромные площади засоленных почв, которые частично сохранились и до настоящего времени.
К сожалению, и сейчас неумелое использование воды нередко приводит к засоленности почвы. Несоблюдение агротехнических мероприятий и правил водопользования на почвах, склонных к засолению, способствует возникновению так называемого пятнистого засоления. Подобное засоление часто встречается в орошаемых районах хлопкосеяния, где на одном и том же поле наблюдаются разнообразная степень засоленности почвы и солончаковые пятна. Пятнистое засоление широко распространено в ряде районов, где оно занимает до 15-20% посевной площади (Ковда, 1946).
Пятнистое засоление часто возникает там, где на поверхности почвы имеются приподнятые, взбугренные участки высотою 8-20 см. До освоения таких земель талые и дождевые воды стекали со взбугренных мест на ровные участки и проникали вниз; при этом грунтовые воды опреснялись, уровень их повышался, на взбугренных участках поливная вода не достигала грунтовых вод, запас которых не пополнялся, и они не опреснялись. По мере испарения поднявшихся к поверхности почвы грунтовых вод ровные участки практически не засолялись, тогда как на взбугренных соли выпадали в осадок и таким образом возникали пятна засоления.
Вследствие нагрева почвы на ровных участках поля испаряется пресная грунтовая вода, не вызывающая засоления почвы, тогда как на взбугренных участках испарение соленой грунтовой воды влечет за собой сильное засоление почвы.
На освоенных орошаемых землях закономерность движения воды и солей практически не изменяется.
В условиях орошения уровень грунтовых вод до полива изменяется в зависимости от выравненности участков; на засоленном пятне уровень несколько ниже, чем на ровных участках. После полива уровень грунтовых вод на всех участках выравнивается.
Широкое распространение вторичного засоления почв в капиталистических странах дало повод некоторым буржуазным ученым заявить, что вторичное засоление в южных районах является неизбежным спутником орошения. Но прогрессивные зарубежные ученые утверждают, что правильное орошение является средством борьбы с засолением.
Советские ученые доказали на практике, что путем применения соответствующего комплекса мелиоративных и агротехнических мероприятий и правильного использования воды при орошении можно успешно вести борьбу с засолением почвы. Цветущие среди пустынь оазисы ярко свидетельствуют об успехах борьбы с засолением.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
В целях предупреждения засоления и заболачивания почв проводят агротехнические, лесомелиоративные и эксплуатационно-ирригационные мероприятия.
Агротехнические и лесомелиоративные мероприятия снижают испарение влаги с поверхности почвы и уменьшают капиллярный подъем воды. Основными агротехническими приемами, позволяющими регулировать солевой режим засоленных орошаемых земель, направляя его в сторону рассоления, являются обработка почвы, включение люцерны в севообороты, густота сельскохозяйственных растений, поддержание оптимальной влажности, в активном слое почвы.
На слабо- и среднезасоленных почвах весьма эффективны глубокая зяблевая вспашка и тщательная культивация пропашных культур. Эти мероприятия, снижая испарение с поверхности почвы, значительно уменьшают процесс послеполивного и сезонного засоления.
Высокое расселяющее действие оказывает люцерна. Она снижает уровень грунтовых вод, сильно уменьшает испарение с поверхности, улучшает агрофизические свойства почвы, способствует перераспределению солей из пахотного и корнеобитаемого горизонта в более глубокие подпахотные. Применение правильных севооборотов и более совершенной обработки почвы, а также внесение органических и минеральных удобрений способствуют оструктуриванию почвы - одному из главных условий уменьшения капиллярного подъема грунтовых вод. Снижение испарения влаги с земнойповерхности при возделывании широкорядных культур достигается послеполивной обработкой почвы и посадкой защитных лесополос. Все это в общей сложности предотвращает миграцию солей из нижних горизонтов в верхние, сни-жает непроизводительные затраты оросительной воды, удлиняет межполивные периоды, сокращает число поливов, повышает коэффициент полезного использования оросительной воды, улучшает водный, воздушный, питательный и тепловой режимы.
Эксплуатационно-ирригационные мероприятия делятся на системные и внутрихозяйственные.
Системные мероприятия направлены на строгое выполнение планов водопользования и повышение КПД по всем общесистемным каналам путем борьбы с потерями воды в них, недопущения пуска излишней воды в каналы.
К внутрихозяйственным мероприятиям относятся: строгое соблюдение установленного режима орошения сельскохозяйственных культур и повышение КПД внутрихозяйственной оросительной сети; применение более совершенной техники полива, обеспечивающей высокий КИВ; недопущение затоплений орошаемых земель; устранение последствий засоления и заболачивания земель; обеспечение своевременного отвода воды при ремонтных работах или авариях; организация сброса паводковых вод через соответствующие сбросные устройства; обеспечение бесперебойной работы коллекторно-дренажной сети; более полное использование дренажной способности орошаемого массива (усиление работы естественных дрен, создание искусственных дренажных сооружений).
Вегетационные поливы на средне- и сильнозасоленных, а также вновь осваиваемых солончаковых почвах в сочетании с высокой агротехникой являются весьма сильным средством регулирования солевого режима и рассоления почв. Поливные нормы в этом случае применяют с учетом уменьшения концентрации солей в активном слое почвы, что обеспечивает ликвидацию сезонного засоления и создает нормальные условия для роста и развития растений и получения высокого урожая.
Разработку мероприятий по понижению уровня грунтовых вод обычно начинают с установления причин, вызывающих Неблагоприятные гидрогеологические условия массива.
Для улучшения гидрогеологического режима прежде всего.усиливают естественную дренированность и снижают приходную часть водного баланса. Если этого недостаточно, предусматривают специальные дренажные устройства - горизонтальную дренажную сеть или вертикальный дренаж.
В практике чаще применяют горизонтальный дренаж. Дрены-собиратели могут быть открытыми и за¬крытыми. Закрытая система во всех отношениях лучше открытой: она не затрудняет механизацию сельскохозяйственных работ, повышает коэффициент полезного использования земли по сравнению с открытой, легче в эксплуатации. Для устройства дрен используют гончарные или пластмассовые трубы. Межхозяйственные и внутрихозяйственные коллекторы делают открытыми. Дрены и коллекторы прокладывают на некотором расстоянии от каналов оросительной сети по наиболее низ-ким отметкам рельефа.
При больших уклонах местности в целях обеспечения двухстороннего дренирования дрены выгоднее устраивать перпендикулярно к изогипсам, а при малых уклонах и медленном потоке грунтовых вод возможно и продольное, и поперечное расположение дрен. Глубину закладки дрен в зависимости от их назначения (борьба с заболачиванием, отвод воды при промывке засоленных почв, улучшение водного и солевого режимов в активном слое почвы) и гидрогеологических условий принимают равной 2...3,5 м.
Чтобы усилить дренажный сток и ускорить вынос солей при промывке засоленных почвогрунтов с низким коэффициентом фильтрации, кроме глубоких, устраивают мелкие дрены - глубиной 1... 1,2 м. Их располагают в междренье (середина) глубоких дрен. Мелкий дренаж работает в основном во время промывки. Сочетание мелких и глубоких дрен повышает дренажный модуль и позволяет применять большие промывные нормы, обеспечивающие эффективное рассоление почвогрунтов.
Если постоянного притока грунтовых вод не наблюдается, мелкие дрены устраивают в виде открытых временных каналов, которые нарезают в осенний период перед промывками и заравнивают перед весенними полевыми работами.
Для усиления дренажного стока на тяжелых почвогрунтах между мелкими открытыми или закрытыми дренами устраивают кротовые дрены с расстоянием между ними не более 10 м.
Расстояние между глубокими дренами зависит от глубины заложения, водопроницаемости почвогрунтов и гидрогеологических условий. С. Ф. Аверьянов рекомен¬дует следующие расстояния между дренами в однородных грунтах при глубине заложения дрен 3 м: для тяжелых суглинков с коэффициентом фильтрации 0,5 м/сут - 300 м; для суглинков и тяжелых супесей с коэффициентом фильтрации 1...3 м/сут -300...500 м; для легких суглинков и супесей с коэффициентом фильтрации 3...10 м/сут-500...800 м.
Расстояние между мелкими дренами на легких почвах принимают равным 70...90 м, на средних - 40...60 и на тяжелых -20...30 м. При устройстве кротовых дрен расстояние между временными дренами может быть увеличено до 80...100 м.
Временный дренаж предусматривают в следующих случаях: когда уровень грунтовых вод до промывки расположен на глубине менее 5 м; при поверхностном или равномерном по профилю засолении; когда скорость отвода промывных вод, создаваемая постоянным дренажем, меньше необходимых скоростей отвода промывных вод.
Если грунтовые воды до промывки расположены на глубине более 5 м и если большая часть Промывной нормы может быть размещена в свободных порах зоны аэрации, то временный дренаж не делают.
Временный дренаж целесообразен также при промывках глубокосолончаковатых почвогрунтов, когда верхняя толща (1...2 м) опреснена.
Вертикальный дренаж представляет собой глубокие трубчатые колодцы, из которых грунтовая вода откачивается насосами. Применение его экономически целесообразно, если удельный приток воды на 1 м глубины колодца намного больше удельного притока в горизонтальную дрену. Это наблюдается в тех случаях, когда почва подстилается мощной легководопроницаемой толщей грунта.
Вертикальный дренаж обеспечивает забор воды из глубоких водоносных напорных горизонтов, перекрытых слабопроницаемыми породами, что обусловливает снижение напора и предотвращает восходящие в почве потоки подземных вод. Откачиваемые в большом количестве из колодцев слабоминерализованные подземные воды могут быть использованы для орошения сельскохозяйственных культур. Такой тип дренажа не препятствует механизации полевых работ и повышает коэффициент земельного использования по сравнению с горизонтальным.
Глубину колодцев в зависимости от гидрогеологических условий принимают от 20 до 100 м. Расходы воды при откачке составляют 60... 100 л/с. В условиях Голодной степи одна вертикальная скважина глубиной 60...100 м обслуживает около 100 га орошаемых земель; при соответствующих гидрогеологических условиях нагрузка на одну скважину может быть доведена до 250 га. Радиус действия колодца при дебите скважины более 50 л/с может достигать 500...600 м.
Строительные затраты по открытому горизонтальному дренажу ориентировочно составляют 270 р/га, по закрытому горизонтальному - 300 р/га, по вертикальному - 120...160 р/га.
Вертикальный дренаж особенно экономически эффективен при сочетании двух мероприятий: борьбы с избыточным увлажнением земель и использования откачиваемой воды на орошение. Стоимость эксплуатационных затрат, отнесенных на понижение уровня грунтовых вод, в этом случае значительно уменьшается.
Опреснение почвогрунтов с помощью вертикального дренажа достигается при длительной эксплуатации колодца.
Для более интенсивного первоначального опреснения почвогрунтов и грунтовых вод при капитальной промывке вертикальный дренаж дополняют открытым горизонтальным дренажем, который после промывок и опреснения почвогрунтов ликвидируют.
Для восстановления плодородия засоленных почв, занимающих в общем фонде орошаемых земель значительную часть, требуются специальные плановые мероприятия по их освоению (промывка почв, посев люцерны и др.).
эпохи, так и сегодня, определялся одним - возможностью доступа к тем или иным природным ресурсам.
По масштабам распространения экологические проблемы можно подразделить на:
Локальные: загрязнение подземных вод токсичными веществами,
Региональные: повреждение лесов и деградация озер в результате атмосферных выпадений загрязнителей,
Глобальные: возможные климатические изменения вследствие увеличения содержания углекислого газа и других газообразных веществ в атмосфере, а также истощения озонового слоя.
Индустриализация значительно увеличила власть людей над природой и в то же время уменьшила численность населения, живущего в непосредственном контакте с ней. В результате люди, особенно в промышленно развитых странах, еще сильнее уверились в том, что их назначение состоит в покорении природы. Многие серьезные ученые убеждены, что, пока будет сохраняться подобное мироощущение, будут продолжать разрушаться и системы жизнеобеспечения Земли.
Формирование экологического мировоззрения опирается на осознание необходимости ограничения потребления. Но при этом вовсе не отвергается известная социальная формула: «от каждого по способностям, каждому - по потребностям». Она точно отражает острейшие социально-экологические проблемы современности. Под потребностями подразумевается нужда в чём-либо объективно необходимом для поддержания жизнедеятельности и развития организма.
А это, прежде всего, полноценное питание и благоприятные для жизни экологические качества окружающей природной среды.
Два - три десятилетия назад популяризаторы экологических идей видели свою главную задачу в том, чтобы вызвать обеспокоенность общества состоянием природной среды. К концу 80-х годов казалось, что в нашей стране эта цель достигнута. В 1991 году экологические проблемы, по мнению россиян, занимали второе место среди проблем, стоящих перед человечеством. В настоящее время рейтинг экологических проблем на порядок понизился и продолжает падать.
В числе важнейших путей решения экологических проблем большинство исследователей также выделяет внедрение экологически чистых, мало- и безотходных технологий, строительство очистных сооружений, рациональное размещение производства и использование природных ресурсов.
Хотя, несомненно, - и это доказывает весь ход человеческой истории - важнейшим направлением решения стоящих перед цивилизацией экологических проблем стоит назвать повышение экологической культуры человека, серьезное экологическое образование и воспитание, все то, что искореняет главный экологический конфликт - конфликт между дикарем-потребителем и разумным обитателем хрупкого мира, существующий в сознании человека.
1. С.Н. Бобылёв. «Экономика природопользования»; М: ТЕИС, 1997
2. К.В. Папенов. «Экономика природопользования»; М: Московский университет, 1997
3. М.Н. Чернова. «Основы экологии»; М: Просвещение, 1997
4. Экология: Познавательная энциклопедия, М.:Т1МЕ^ШЕ,1994
А.У. Исаева, А.А. Ешибаев, У. Касабаева
Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауезова НИИ промышленной экологии и биотехнологии г. Шымкент, Республика Казахстан
ПРОБЛЕМЫ ВОЗВРАТА ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ В ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЕ
В данной статье приведены результаты исследований по улучшению физико-химических свойств засоленных серо-бурых почв Южного Казахстана. Установлено, что применение природных инертных веществ и ряда микробиологических приемов позволяет оптимизировать условия засоленных серо-бурых почв для нормального роста и развития ряда культурных растений.
Засоленные почвы в общем объеме земельных ресурсов Южно-Казахстанской области (ЮКО) занимает 2200,6 тыс. га., еще 1009,5 тыс. га приходятся на долю солонцов и солонцовых комплексов . Эрозийные процессы являются одной из основных причин увеличения площадей засоленных почв области. Так, по данным Управления природных ресурсов и регулирования природопользования ЮКО, за последнее десятилетие из общей площади орошаемых земель 35% оказались подверженными процессам вторичного засоления . Повышенные концентрации легкорастворимых солей в почве приво-
дит к деградации исторически сложившихся фитоценозов и снижению урожайности сельскохозяйственных культур. В связи с этим рациональное использование земель и возврат засоленных почв в сельскохозяйственное землепользование составляют важную задачу экологических исследований.
Разновидности серо-бурых почв, характеризующихся высоким солесодержанием, распространены в районах, расположенных по левобережью реки Сырдарья, которые являются зонами интенсивного развития животноводства. Земледелие в этих районах возможно только на территориях, где применяется смыв избыточного количества солей с поверхности почв.
Серо-бурые почвы содержат большое количество легкорастворимых солей (начиная с 30 см) и карбонатов в верхнем слое. Почва покрыта 3-5 см пористой коркой, под которым расположен слоева-тый горизонт мощностью в 5-7 см. Содержание гумуса до глубины 35 см постепенно снижается от 0,8 до 0,25%. Емкость поглощения не превышает 5-10 м.экв. на 100 г почвы. Содержание подвижных форм азота и фосфора составляет 0,04-0,07 и 0,07-0,15% от удельного веса. Результаты химических анализов показали, что в катионно-анионном составе водной вытяжки этих почв преобладают ионы кальция (Ca2 - 1,15 ммоль/100 г), хлора (Cl- - 1,91 ммоль/100г) и натрия (Na+ - 17,39 ммоль/100г), а общий объем солесодержания 4,4±0,5%. Кислотность почвенного раствора колеблется в пределах 8,5 -9,0. Высокое солесодержание и низкий уровень подвижных форм биогенных элементов служит лимитирующим фактором для роста и развития растительности.
Растительное сообщество природных ландшафтов распространения серо-бурых почв характеризуется своей малочисленностью, среди которых доминируют Artemisia vulgaris, Peganum harmala и Psoralea drupacea Bunge. Доля этих видов в сообществе составляет 87,4±5,9%, а остальная часть фитоценоза представлена эфемерной растительностью. А растительность территории с высоким содержанием (3,0-5,0%) легкорастворимых солей представлена не многочисленными видами галофитной экологической группы растений как Kalidium foliatum (Pall) Mog, Halimocnemis villosa Kar. Et. Kir и Salsola implicata Botsch. Повышение концентрации солей в почвах агроландшафтов приводит к снижению качества получаемой продукции. Урожай зерновых культур, выращенных на таких почвах характеризуется низкими хелбопекарными свойствами, причиной которого является снижение количества белков и клейковины в зерне. В настоящее время эта проблема решена для почв, засоленность которых не превышает 1,0%. Результатами отдельных исследований, проведенных в районах Приаралья установлено, что применение научно-обоснованных параметров агротехники позволяет значительно повысит качество производимой продукции . Однако в случаях высоких концентрации легкорастворимых солей в почве агротехнические меры не обеспечивают желаемого уровня коррекции параметров физико-химических свойств этих почв. В связи с этим нами были проведены исследования по изучению возможности оптимизации условий сильно засоленных серо-бурых почв (содержание солей 4,4±0,5%) для жизнедеятельности растений. Основными объектами исследования были вспученный вермикулит и бактериальный раствор Thiobaccilus ferroxcidans, содержащий Fe3 в количестве 8,9 г/л.
Результатами исследований установлено, что на нативных пробах серо-бурых почв с указанным уровнем солесодержания культурные виды растений всходов не образуют. Применение вермикулита в количестве 20% от удельного веса почвы значительно улучшает условия для прорастания семян и роста ряда культурных растений. Указанное количество вермикулита способствовало улучшению структуры, аэрационных и других свойств серо-бурых почв. Однако параметры кислотности среды существенно не изменилось, рН среды снизилось от 9,0 до 8,1. Изученные виды растений в этом варианте опыта, в отличие от варианта без применения вермикулита, образовали всходы. При этом показатели всхожести семян составило: у пшеницы яровой - 13,4±1,4%., ячменя ярового - 35,5±2,7%., кукурузы посевной - 41,5±3,7%, нута посевного -12,7±1,1%. Однако растения характеризовались медленным темпом роста и по биомассе отставали от контрольного варианта (вариант опыта на типичном сероземе) на 45,6±3,8 - 60,6±6,5%, что свидетельствует об ингибировании процессов метаболизма. При этом наименьшие показатели были получены у яровой пшеницы и нута посевного.
Анализ результатов варианта опыта с применением бактериального раствора (20% вермикулит + 0,3л/кг почвы бактериальный раствор трех валентного железа) показал, что сочетание этих факторов способствует снижению кислотности среды до 6,7 - 7,2 и нейтрализации негативного воздействия излишних концентрации солей . О чем свидетельствует морфометрические показатели изученных культур: у пшеницы яровой и ячменя ярового всхожесть семян повысилась до 85,8±7,5 и 92,6±8,8%; у кукурузы и нута посевного этот показатель составил 97,6±8,5 и 98,9±8,2%. Рост, развитие и морфомет-рические показатели растений в этом варианте опыта были аналогичными показателям контроля на типичном сероземе. В условиях вегетационных опытов все виды изученных культурных растений образовали нормально развитые генеративные органы и урожай семян.
Полученные результаты позволяет сделать вывод о том, что применение природного инертного материала как вермикулит и использование жизнедеятельности железоокисляющих бактерий в улучшении физико-химических свойств сильно засоленных почв является перспективным.
Список использованных источников
1. Состояние природных ресурсов и регулирования природопользования по ЮжноКазахстанской области: отчет Управление природных ресурсов и регулирования природопользования Южно-Казахстанской области за 2000-2008 г.г.- Шымкент, 2008.- С- 178-223. - Инв.№ 01447634.
2. Анзельм К.А., Сарбасов А. «История освоения и мелиоративное состояние оршаемых земель в зоне Арысь-Туркестанского канала»./ науч. публицистический журнал «Водное хозяйство Казахстана», №1. Алматы. -2008.-С.-52-60
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст . Статьи высылаются в формате
ПАНКОВА Е.И. - 2015 г.
1В работе рассматриваются проблемы деградации почв и рационального использования земельных ресурсов Республики Казахстан, приводится анализ современного состояния плодородия орошаемых почв сероземной и пустынной зоны. Показаны возможности сохранения и повышения плодородия орошаемых почв, рассмотрены основные причины ухудшения состояния земельных ресурсов.
деградация почв
плодородие
экологические проблемы
сельское хозяйство
1. Анзельм К. Мелиоративное состояние и использование орошаемых земель в низовье реки Сырдарья // Доклады республиканской научно-практической конференции Шмкент. – 2006. – С.108-112.
2. Аханов Ж.У. Почвоведение в развитых странах мира и приоритетные проблемы почвенной науки в Казахстане // Научные основы воспроизводства плодородия, охраны и рационального использования почв Казахстана. – Алматы: Тетис, 2001. – С. 33.
3. Аханов Ж.У., Джаланкузов Т.Д., Абдыхалыков С.Д. Основные направления научных исследований Института почвоведения МОН РК на ближайшее десятилетие // Проблемы генезиса, плодородия, мелиорации, экологии почв, оценка земельных ресурсов. – Алматы: Тетис, 2002. – С.5-72.
4. Деградация и охрана почв / под ред. Г.В. Добровольского. – М.: Изд-во МГУ, 2002. – С.33-60.
5. Джумадилов Д.Д., Анзельм К. О роли мелиоративной службы совместном управлении водными и земельными ресурсами // Доклады республиканской научно-практической конференции. – Шымкент, 2006. – С.128-131.
6. Динамика и охрана экосистем / В.М. Урусов, Л.А. Майорова, И.С. Майоров и др. – М., 2005. – 4 с.
7. Заурбекова А.Т., Джахдметов Е.А. К проблеме Аральского моря // Проблемы экологии АПК и охраны окружающей среды (тезисы докладов международной научно-технической конференции). – Алматы, 1977. – С.233-235.
8. Зубаиров О.З. Мелиоративное состояние орошаемых земель Кызылордниской области// Система сельскохозяйственного производства Кызылординской области. – Алматы: Изд-во «Бастау».2002.С.385-412
9. Ивлев А.М., Дербенцева А.М. Деградация почв и их рекультивация, 2002. – C.3.
10. Кузиев Р.К., Ташкузиев М.М. Плодородие почв. Проблемы рационального использования земельных ресурсов, сохранения и повышния плодородия орошаемых почв в Узбекистане, 2008. – С. 64-68.
11. Национальный план действий по охране окружающей среды Республики Казахстан 2000.
12. Привалова Н.М., Костина К.А., Процай А.А. Деградация почв и меры борьбы с ней // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 6. – С. 59-59.
13. Прокофьева Т.В. Деградация почв // Фонд знаний «Ломоносов». – 2010. – 18 декабря [Электронный ресурс]. URL: #»justify»>. Толковый словарь по почвоведению / под ред. А.А. Роде. – М.: Наука, 1975. – 288 с.
14. Сагымбаев С., Отаров А., Ибраева М.А., Wilkomirski B. Краткая характеристика почвенного покрова и анализ совеменного состояния плодородия почв Южно-Казахстанской области. Почвоведение и агрохимия. – 2008. – №1. – С. 68-76.
15. Сводный аналитический отчет о состоянии и использовании земель Республики Казахстан за 2006 г. – Астана, 2007. – 179 с.
16. Akhanov J.U., Shainberg I.M., Otarov A. Optimization of water regime in hydromorphic soils of delta-alluvial plans of Syr-Darya // Научные основы воспроизводства плодородия, охраны и рационального использования почв Казахстана. – Алматы: Тетис. – С. 85.
17. Akhanov J.U., Shainberg I.M., Otarov A., Ibraeva M.A. Soils protection from irrigation erosion and selection of optimal methods of irrigation // Научные основы воспроизводства плодородия, охраны и рационального использования почв Казахстана. – Алматы: Тетис, 2001. – С. 99.
PROBLEMS OF SOIL DEGRADATION. ANALYSIS OF CURRENT STATE OF THE FERTILITY OF IRRIGARED SOILS IN KAZAKHSTAN
Bayshanova A.E. 1 Kedelbayev B.Sh. 11 M. Auezov South Kazakhstan state University
Abstract:
In this study we examined problems of soil degradation and the rational use of land resource of the Republic of Kazakhstan, provided analysis of the modern condition of the fertility of irrigated soils of sierozem and deserted zone. We presented possibility of the preservation and increasing of the fertility of irrigated soils and considered main reasons of the deterioration of the condition of land resources.
Keywords:
degradation of soil
environmental issues
Одной из глобальных задач человечества, на протяжении всей истории его существования, всегда была задача обеспечения людей продуктами питания. Источниками продуктов питания является океан и почва (земля). Основными видами питания человека являются хлеб, овощи, продукты животноводства. Все это дает почва (земля). Использование почвы для производства продуктов земледелия, ведет к изменению природных свойств почв и их естественного состояния. Главное изменение выражается в снижении почвенного плодородия - основного свойства почв. Снижение почвенного плодородия обусловлено изменением всех свойств почв: биологических, химических, физических, водных, воздушных и др. В разных ситуациях изменения свойств почв проявляются в разных формах, и с неодинаковой степенью выраженности. Все они получили название «деградация почв» .
В разных ситуациях изменения свойств почв проявляются в разных формах, и с неодинаковой степенью выраженности. Все они получили название «деградация почв» Чтобы правильно оценить характер происходящих в почвах изменений, ведущих к снижению их плодородия, необходимо знать не только величину этого снижения, но и формы их проявления. Для этого важно знать особенности происходящих в почвах не только суммарных изменений, но и изменений каждого свойства почв в отдельности. Изменение каждого отдельного свойства почв, ведущее к ухудшению их плодородия, выделяются .
Современные экологические проблемы, возникшие в результате антропогенной перегрузки и нерационального использования природных ресурсов, несомненно, отразились на состоянии почвенного покрова территории Казахстана. Дестабилизация экологической обстановки привела к деградации почвенного покрова во всех природных зонах республики. Как известно, Казахстан по своей площади входит в десятку государств мира, имеющих наибольшую площадь, а по численности населения находится на 80-м месте. Составляя 0,3 населения мира, Казахстан занимает 2 % земного шара .
Решение экологических проблем почвенного покрова Казахстана в настоящее время требует безотлагательных мер. Причем как в целях безопасности нашего государства, так и для сохранения здорового населения страны в целом. Уже сегодня около 60 % почвенного покрова РК относится в разной степени к деградированным, в зависимости от особенностей природных условий и их народно-хозяйственного использования.
В последнее время, по данным ученых, в республике наблюдается значительное ухудшение почвенно-мелиоративного и почвенно-экологического состояния, интенсивное снижение почвенного плодородия, развитие водной и ветровой эрозии, и вторичного засоления. В результате показатели урожайности сельхозкультур у нас заметно отстают от уровня стран, находящихся с нами в схожих природно-климатических условиях .
Фундаментальные исследования в области почвоведения, заключающиеся в изучении почвенного покрова, как важнейшего компонента биосферы, позволяют решать вопросы развития науки для познания биосферных процессов, охраны окружающей среды, оптимизации сельскохозяйственного использования почвенных ресурсов. С этих позиций научные исследования в области почвоведения наиболее хорошо развиты в России, Франции, Германии, США, Канаде. В этих странах круг рассматриваемых научных проблем почвоведения очень широкий и, главным образом, определяется условиями почвообразования .
Многократное воздействие ходовых систем тяжелой сельскохозяйственной техники в период обработки почвы и уборки урожая зерновых культур вызывает ухудшение агрофизических свойств пахотного слоя и уплотнение подпахотного горизонта. Так, многолетние исследования, проведенные учеными Института, показали, что усиленная антропогенная нагрузка на черноземах привела к изменению морфологических, агрохимических, водно-физических свойств и других факторов снижения плодородия. Изучение характера изменений физико-химических свойств целинных и освоенных черноземов показало, что все изменения в значительной мере влияют на снижение плодородия длительно осваиваемых почв, но ни коей мере не вызывают коренных изменений генетического профиля и его свойств. Типовые, подтиповые и родовые черты черноземов сохраняются. Все изменения происходят на видовом уровне. Так, черноземы обыкновенные среднегумусные могут переходить в разряд малогумусных, а южные малогумусные - в слабогумусированные, что в значительной мере ведет к снижению их плодородия .
Во всех областях Казахстана отмечается устойчивая тенденция к снижению в почве содержания гумуса, питательных веществ и продуктивности сельхозкультур. Содержание гумуса в почве за последние 60 лет, по данным института, снизилось в условиях неорошаемой зоны на одну треть от исходного ее содержания, а в условиях орошения - на 60 %. С урожаем сельскохозяйственных культур ежегодно отчуждаются из почвы питательные элементы, и их вынос превышает в сотни раз, чем поступление их с удобрениями.
По результатам последних агрохимических исследований Республиканского научно-методического центра агрохимической службы, почвы с низким содержанием гумуса на неорошаемых землях составляют 63 %, а на орошаемых - 98 % .
Это свидетельствует о процессах деградации и дегумификации земель, которые порождают глубокие генетические изменения в почве, а также их трансформацию в малопригодные земли. В связи с этим усиливается тревога за сохранение стабильной биопродуктивности почвенных ресурсов страны. Для решения существующих проблем возникает необходимость принятия неотложных мер со стороны государства по воспроизводству плодородия почвы и рационального использования почвенных ресурсов и земель сельскохозяйственного назначения .
По определению В.В. Докучаева, почва является «естественноисторическим телом, возникающим в результате векового взаимодействия климата, горных пород, рельефа и растительности, и обладающим плодородием». Почва является самостоятельным природным образованием, также как минералы, слагающие литосферу, как растения, как животные, как природные воды. Почва как самостоятельное природное образование отличается от других природных тел целым рядом признаков и свойств, присущих только почве. Главным отличием является наличие гумуса. Почва состоит из четырех фаз: твердой, жидкой, газообразной и живой. Почва рассматривается как самостоятельная природная система (рисунок) .
Функционирование этой системы состоит во взаимодействии четырех фаз, что выражается как проявление элементарных процессов почвообразования (ЭПП).
Деградация почв или ухудшение их свойств (ведущие к снижению их плодородия), проявляется в разнообразных формах (видах). Как отмечалось ранее, деградация почв возникает под воздействием антропогенных факторов. Разные антропогенные факторы вызывают развитие разных форм (видов) деградации почв. Не исключено, что один и тот же антропогенный фактор может вызвать развитие нескольких видов деградации почв. Также возможно, что один и тот же вид деградации почв может возникать под воздействием разных антропогенных факторов. Поэтому в почвах проявляются, как правило, одновременно несколько различных форм деградации почв. При этом одни виды деградации оказываются более развитыми, а другие - менее развитыми, третьи - только зарождаются (таблица) .
Блок-схема почвенной системы
Классификация антропогенных факторов
|
Формы изменений |
|
|
1. Механическая обработка почв в земледелии |
Изменяется внутренняя организация почвенного профиля, разрушается почвенный покров |
|
2. Мелиорации (осушительные, оросительные) |
Измененяется водно-воздушный режим почв |
|
3. Внесение в почву минеральных удобрений, пестицидов, гербицидов |
Возможно химическое загрязнение почв |
|
4. Выпадение радиоактивных осадков |
Радиоактивное загрязнение почв |
|
5. Развитие промышленности: |
|
|
а) химической |
Химическое загрязнение почв через атмосферу и жидкими стоками |
|
б) горнорудной |
Разрушение почвенного покрова и отчуждение его под отвалы вскрышных пород |
|
в) горно-перерабатывающей |
Химическое загрязнение почв и отчуждение пол хвостохранилища |
|
г) текстильной и лакокрасочной |
Химическое загрязнение |
|
д) машиностроение |
Химическое загрязнение |
|
6. Лесозаготовки и лесопереработки |
Изменяются экологические условия развития почв |
|
7. Урбанизация |
Частичное уничтожение почвенного покрова, химическое загрязнение почв |
|
Все формы изменения свойств и состава почв |
В настоящее время выделяются следующие виды деградации почв: 1. биологическая, 2. химическая, 3. физическая, 4. механическая. В отличие от процессов деградации почв, выражающихся в ухудшении их свойств, антропогенные факторы могут своим воздействием приводить к разрушению почв. Разрушение почв выражается в полном, или частичном уничтожении почвенного профиля. Это выражается в уничтожении почвенных горизонтов и удалении их с места образования. Особенно сильное разрушительное воздействие на почвы оказывают такие виды хозяйственной деятельности человека как горнорудная промышленность, дорожное строительство, строительство различных промышленных объектов, (включая города и другие поселения), а также прокладка трасс нефтепроводов, газопроводов, линий электропередач и т.п. .
К разрушению почв приводит и ускоренная эрозия, вызванная или деятельностью человека, или стихийными природными явлениями. Следует иметь в виду, что в отличие от ускоренной эрозии, нормальная эрозия не приводит к разрушению почв, и поэтому относится к разряду понятий «деградация» почв . Как видим, антропогенные воздействия приводят к развитию явлений, обуславливающих разное состояние почв: 1.деградация почв, требующая улучшения нарушенных (а не разрушенных) почв и их свойств, и в целом почвенного плодородия, что ликвидируется методами рекультивации; 2. полное разрушение почв и почвенного покрова, что требует не «рекультивации», а «воссоздания» новых почв (почвенных профилей), и в целом разрушенного почвенного покрова .
Физическая деградация почвы фиксируется как по уменьшению мощности органогенных горизонтов почв или уничтожению других почвенных горизонтов и всего профиля, так и по изменению конкретных физических свойств механически ненарушенного почвенного профиля (собственно физическая деградация). Нарушение почвы может быть связано и с поступлением на ее поверхность постороннего абиотического наноса, ухудшающего продукционную функцию почвы .
Механические нарушения почвы, приводящие к физическому разрушению почвенного профиля или его части, могут быть вызваны различными формами антропогенных воздействий.
Физическая деградация выражается в ухудшении почвенной структуры и всего комплекса физических свойств, т.е. в разрушении физической основы почвы, и развивается везде, где применяют избыточные нагрузки механического, химического, водного или биологического характера. Физическая деградация может быть обусловлена различными природными факторами и развиваться в условиях естественных биогеоценозов в результате изменения климатических условий, естественных процессов выветривания, эрозии, опустынивания и т.д. Причиной физической деградации почв могут явиться также различного рода катастрофические процессы природного и антропогенного характера .
Существуют два основных проявления деградации:
Накопление деградационных признаков до критического состояния, когда процессы становятся необратимыми. Это изменение почв фактически представляет собой «медленную» катастрофу, обусловленную всей сложившейся системой эксплуатации природных ресурсов и почв в том числе, общей культурой природопользования. Такая «накопительная» деградация происходит в случае длительной интенсивной эксплуатации почв как постоянного технологического ресурса в технологиях сельского, лесного и некоторых других производств, где основным достоинством почвы считается ее плодородие;
Частичное или полное разрушение почвы как неизбежный этап промышленных технологий природопользования, осуществляемы в течение короткого промежутка времени и приводящего к моментальному разрушению природных объектов и почв в том числе. Такое проявление деградации носит локальный характер и опасно быстротой и полнотой проявления. Как правило, причины и степень разрушения почв являются в данном случае очевидным .
Под эрозией почвы понимается разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов почвы в результате действия воды и ветра. Причины распространения эрозии почв можно разделить по пяти группам факторов эрозии: климатические, топографические, почвенные, биогенные и антропогенные. Непосредственное влияние на интенсивность эрозиозных процессов оказывают следующие факторы:
Климатические факторы - интенсивность и продолжительность дождя или снеготаяния, температура воздуха, скорость, направление и время проявления ветра;
Топографические факторы - длина, крутизна, форма склонов, характер рельефа;
Свойства почвы - водопроницаемость, противоэрозийная стойкость;
Биогенные факторы - создание беспозвоночными в почве сети каналов, защитная роль растительности, проявляющаяся в снижении скорости ветра и влиянии на температурный и водный режим почвы.
В процессе хозяйственной деятельности человек изменят соотношение факторов эрозии почв, что сопровождается ускорением развития эрозии почв .
Как итог, можно сказать, что крайней степенью физической деградации почв является полное уничтожение почвы как природного объекта, вплоть до состояния горной породы.
Химическая деградация почв включает изменение многих почвенных свойств вследствие различных причин природного и антропогенного происхождения. Факторы и причины химической деградации можно разделить на две группы:
Изменения, вызванные сельскохозяйственными процессами, связанные с потерей элементов минерального питания, гумуса, подкисления за счет высоких доз кислых удобрений и за счет окисления сульфидов в почвах, где они имеются;
Изменения, вызванные загрязнением почв промышленными и коммунальными отходами, избыточными дозами навоза и пестицидов, кислотными дождями и разливами нефти .
В большинстве случаев для пахотных почв характерна потеря гумуса, что, как правило, можно считать негативным явлением. При хорошо спланированном земледелии и высоких урожаях в почве иногда наблюдается и накопление органического вещества. Качественный состав гумуса может изменяться в любую сторону. Изменения предсказать трудно, поскольку они зависят как от набора возделываемых культур, так и от химизации земледелия и применяемых мелиоративных приемов .
Гипсование и известкование почв, направленное на регулирование степени почвенной реакции не всегда оказывают только хорошее воздействие на почву. В почву могут попадать нежелательные компоненты, усиливаться вертикальная миграция почвенных компонентов, повышаться растворимость веществ .
Щелочные и кислотные дожди - антропогенное явление, обусловленное накоплением в атмосфере оксидов азота, серы, ионов хлора или фтора, и пылевидных выбросов заводов. При взаимодействии таких выбросов с парами воды накапливаются кислоты, которые вместе с осадками поступают на поверхность почвы и затем просачиваются вниз по почвенному профилю. Кислые осадки, как правило, усиливают почвенную кислотность, вызывая деградационные процессы .
Добыча и переработка различных полезных ископаемых характеризуется различными химическими процессами, которые сопровождаются выбросами в атмосферу различных газов. Они воздействуют на почвы или непосредственно в газовой форме (поглощаясь почвенным покровом) или предварительно взаимодействуют с парами воды и выпадают на поверхность Земли в виде дождя и снега .
При загрязнении почв нефтью в них возрастает доля углеводородов, снижаются подвижность и доступность многих элементов питания растений, изменяется химический состав почвенного воздуха.
В заключение можно отметить, что химическая деградация почв неизбежно происходит даже при их обычном сельскохозяйственном использовании. При развитии и расширении различных видов производства, городских поселений, транспорта, нарушения почвенного покрова могут приобретать огромные размеры.
Изучение процессов биологической деградации связано с ролью биоты в функционировании почв. Почвенные организмы обеспечивают осуществление многих экологических функций почв. При любых видах деградации почв первыми на них реагируют именно организмы. В первую очередь нарушается биоразнообразие, происходит его обеднение, изменяются доминирующие виды, некоторые виды вообще исчезают. При воздействии деградационных факторов различают четыре зоны со сдвигами в составе биоты:
Зона гомеостаза с нормальным составом организмов;
Зона стресса с перестройкой в количественных соотношениях видов, но без изменения качественного состава;
Зона развития резистентных организмов;
Зона репрессии .
Почвенные организмы страдают от всех видов деградации. При ветровой или водной эрозии почв организмы частично или почти полностью уносятся, причем для восстановления биоты требуется восстановление самой почвы.
Почвенные организмы резко реагируют на деградацию химического состояния почв. Любые изменения ведут к изменению биоты. Однако организмы являются фактором борьбы с химической деградацией почв, так как они могут очищать почву от нефти и пестицидов, способствовать образованию минеральных соединений, разрушать вредные природные органические соединения .
Таким образом, деградация биологических свойств почв наносит опасный и многосторонний вред как для почв, так и для биосферы в целом.
Поэтому решение проблем сохранения и воспроизводства плодородия мелиорированных почв является одним из актуальных задач почвенной науки, имеющих важное государственное значение. В Казахстане имеются три внутриконтинентальные впадины, со своими замкнутыми бассейнами стока и крупными озерными котловинами. Это Прикаспийская низменность с Каспийским морем (хлоридное засоление), Туранская низменность с Аральским морем (хлоридно-сульфатное засоление), БалхашАлакульская и Илийская впадины с оз. Балхаш (хлоридно-сульфатное засоление, с нормальной и гидрокарбонатной содой). Для всех трех впадин характерным является увеличение засоленности почв и грунтовых вод по направлению геохимического стока к конечному солеприемнику (морям и озеру) . Практически все основные массивы орошаемых почв республики расположены в пределах этих впадин и отличаются экстремальными природно-климатическими условиями, обусловленными высокой аридностью климата и крайним дефицитом пресных оросительных вод. Кстати, по водообеспеченности на душу населения Казахстан занимает последнее место среди стран CНГ . При потребности рес3публики в воде в 100 км в год существую3щая обеспеченность составляет 34,6 км. Достаточно велика зависимость водных ресурсов Республики Казахстан от соседних государств (42 % водных ресурсов поступает извне). В настоящее время практически прекращены инвестиции в развитие мелиоративных мероприятий по воспроизводству плодородия орошаемых почв и комплексной реконструкции орошаемых земель. По этой причине в настоящее время технические параметры оросительных и коллекторно-дренажных сетей не соответствуют проектным нормам. Это привело к возрастанию потери оросительной воды и к увеличению его удельных затрат на производство единицы 3продукции до 12-14 тыс. м на гектар . По данным Джумадилова Д.Д. в среднем по республике при эффективности ирригации около 25 %, потери оросительной воды достигают 75 %. Непроизводительные потери оросительной воды приводят к подъему уровня и минерализации грунтовых вод и ухудшению почвенно-мелиоративных условий орошаемых массивов. Например, в настоящее время в орошаемых массивах Кызылординской области площадь орошаемых земель с уровнем грунтовых вод 1,52,0 м составляет 31,8 тыс. га, 2,0-3,0 м - 158,4 тыс. га. Площади почв с минерализацией грунтовых вод 5,0 г/л и более составляют уже 122,0 тыс. га . В орошаемых массивах Шымкетской области сложилась аналогичная ситуация. За счет засоления неудовлетворительное мелиоративное состояние имеют почвы на 42912 гектарах, за счет подъема уровня грунтовых вод на 80005 гектарах, а за счет обоих факторов на 24909 гектарах . Анализ мелиоративного состояния почв основных орошаемых массивов, показывает, что земли с хорошим мелиоративным состоянием занимают всего от 34,0 % (Южно-Казахстанская область) до 55,0 % (Жамбылская область) площади орошаемых почв республики . За последние десятилетия важнейшим фактором засоления почв, вследствие сброса в реку большого объёма высокоминерализованных коллекторнодренажных вод, стала оросительная вода. В реке Сырдарья минерализация воды с 0,6-0,7 г/л в 1960 г. повысилась до 1,7-2,0 г/л в 1990 г., количество солей, ежегодно поступающих в рисовые чеки, составляет 40-70 т/год . Ухудшение почвенно-мелиоративных условий связано также с организационно-хозяйственными причинами. Во многих хозяйствах нарушены научно обоснованные севообороты, не ведутся мелиоративностроительные и антифильтрационные работы, практически прекратились работы по поднятию общей культуры земледелия. Все это привело к сокращению площадей орошаемых почв. По данным Агентства РК по управлению земельными ресурсами за период 1991-2006 годы площадь орошаемых почв по стране сократилась на 252,0 тыс. га или на 10,6 % .
Территория области отличается многообразием почв, сложнейшей структурой почвенного покрова. Развиваясь в аридных условиях, почвы области отличаются своей легкой ранимостью, низкой устойчивостью к антропогенным нагрузкам, создающим высокую внутреннюю опасность проявления процессов деградации и опустынивания. Экстенсивное использование плодородия почв области в переходный период привело к потере гумуса, ухудшению водно-физических, физико-химических и биологических свойств почв, что уже вызвало снижение валовых сборов основных сельскохозяйственных культур и усилило зависимость сельского хозяйства от погодных условий .
Кроме того, реформа политического и экономического строя, проведенная в стране, предопределила необходимость коренного изменения земельных отношений и проведения земельной реформы под непосредственным управлением и контролем государства. Земельные реформы, проведенные при переходе к рыночной экономике в силу объективных и субъективных причин, не дали пока должного результата . Отсутствие свободных финансовых средств (в основном долгосрочных кредитов) у многих землепользователей привели к экстенсивному ведению сельскохозяйственного производства, что при- вело в отдельных массивах к ухудшению почвенно-мелиоративных условий, вторичному засолению земель, выходу из строя ранее действовавших скважин вертикального дренажа, износу гидротехнических сооружений, межхозяйственных и внутрихозяйственных ороси- тельных и коллекторно-дренажных сетей. Во многих хозяйствах не соблюдаются технологические требования к возделыванию сельскохозяйственных культур. Нарушены научно обоснованные севообороты, не ведутся мелиоративно-строительные работы, практически прекратились работы по созданию лесополос, поднятию общей культуры земледелия, что привело к деградации почв, истощению земель, увеличению инфекции вредителей, болезней и сорняков. Поэтому решения проблем сохранения и воспроизводства плодородия почв и рационального использования земельных ресурсов являются одним из актуальных задач почвенной науки, имеющих важное государственное значение .
В настоящее время в основных орошаемых землях республики намечается тенденция снижения содержания гумуса, доступных растениям питательных веществ, проявления таких негативных явлений, как опустынивание земель, деградация, дегумификация, эрозия, засоление, уплотнение, загрязнение почвы тяжелыми металлами и пестицидами, истощение плодородного слоя, что в конечном итоге приводит к ухудшению качества земель, снижению плодородия почвы. Основные причины ухудшения состояния орошаемых земель следующие. В последние 20 лет площади засоленных земель расширились и составляют более 2 млн. га. Поэтому требуется улучшение мелиоративного состояния около половины площади орошаемых земель. Следовательно, для сохранения почвенного плодородия, необходимо, с учетом протекающих в почве процессов засоления, принять соответствующие мелиоративные и агротехнические мероприятия. Одной из причин снижения плодородия почв является размещение сельскохозяйственных культур без учета водообеспеченности территории, не соблюдение научнообоснованных севооборотов и чередования культур .
Снижение содержания гумуса в почвах сопровождается ухудшением агрономических, агрофизических свойств и питательного режима почв. Недостаточное внесение органических удобрений, дисбаланс в применении под сельскохозяйственные культуры минеральных удобрений привело к значительному снижению содержания в почве азота, фосфора, калия и ряда микроэлементов. Причиной дефицита питательных элементов в почвах является недостаточный возврат выносимых элементов питания сельскохозяйственными культурами. В этих условиях необходимо внести изменения в существующую систему землепользования и агротехнологию возделывания сельскохозяйственных культур. Такая агротехнология при регулярном возделывании сельскохозяйственных культур с получением высокого и качественного урожая должна быть направлена на улучшение гумусного состояния, а также всех основных химических, физико-химических, физических свойств почв и, в конечном итоге, повышение их плодородия .
Почвы республики расположены в двух природных зонах - сероземной и пустынной, в которых процессы потери и накопления углерода гумуса протекают по-разному. Почвы сероземной зоны, расположенные в предгорьях, на подгорных равнинах и речных террасах относительно больше содержат органического вещества. При длительном орошении и высокой культуре земледелия в них заметно увеличивается содержание общего углерода и углерода гуминовых кислот. Количество гумуса в пахотном 0-25 см слое порядка - 1-1,5 % и его запасы составляют 140-180 т/га в метровом слое. Этого не прослеживается в слабо окультуренных новоорошаемых и новоосвоенных почвах, где запасы органического вещества остаются низкими. Так, в слое 0-20 см этих почв гумуса содержится 0,801,20 %, запасы составляют 22-25 т/га. Луговые почвы этой зоны несколько богаты органическим веществом, в пахотном слое гумуса содержится 1,2-1,7 %. Гумус почв сероземной зоны относительно экологически устойчив. Почвы пустынной зоны приурочены к относительно древним поверхностям пустынных равнин, речным террасам и дельтам рек. Здесь имеют распространение серо-бурые, пустынно-песчаные, такырные почвы и их орошаемые аналоги. Первые два почвенных типов в естественном состоянии содержат самое низкое количество гумуса около 0,30 % (с колебаниями 0,150,50 %) в 0-10 см слое. В такырных почвах в 0-10 см слое гумуса содержится 0,45-0,80 %, а в орошаемых аналогах в слое 0-20 см его количество доходит до 1 % (0,75-1,05 %). В этой зоне в долине и дельтах рек имеют широкое распространение луговые почвы и их орошаемые аналоги. В их верхних 0-2025 см слоях гумуса содержится 1,0-1,60 %. Гумус почв этой зоны менее экологически устойчив .
Для снабжения растений элементами питания, получения высоких устойчивых урожаев возделываемых культур, обогащения почвы органическим веществом как в сероземной зоне, так и в пустынной необходимо применять агротехнологию, включающую севообороты, смену культур и внесение высоких норм органических удобрений (30-40 т/га в год и более). Нами разработана технология, направленная на предотвращение деградации почвы, обогащение ее органическим веществом, что позволяет получить в большом количестве экологически чистый биопродукт. Для осуществления намеченной агротехнологии, направленной на обогащение почвы органическим веществом, улучшение свойств почвы и повышение ее плодородия нами в течение 5 лет в стационарных условиях проведены опыты в звене «хлопчатник - озимая пшеница» с обязательным чередованием культур и посевами промежуточных и внесением высоких норм органических удобрений. В соответствии данной агротехнологии почвенный покров в течение года будет занят растительностью. При этом достигается смягчение влияния водной эрозии на почвенный покров, увеличение в почве содержания органического вещества за счет ежегодного накопления в ней корневых и пожнивных остатков, а также от ежегодного внесения в больших количествах органических удобрений в виде навоза, различных компостов .
На основе выше изложенного предлагаем следующий способ обогащения почвы органическим веществом:
1. С учетом свойств почв подбирать виды основных, повторных культур и их чередование, смена с обязательным посевом промежуточных культур в осенне-зимний период. Посев промежуточных культур может быть исключен, если почва промывается зимой (в начале декабря или в феврале). Предлагается следующая схема чередования культур: 1) осенью (в октябре) высевается озимая пшеница, летом (в июне) уборка урожая пшеницы. Выращивается повторная культура, например, кукуруза или другая культура совмещенная с бобовыми - маш, соя, горох и др. Осенью (октябрь-ноябрь) уборка этих культур и посев промежуточных (овес, ячмень, перко, рапс и др.), весна следующего года - использовать их для корма животных или запашка, как сидерация; 2) весна - посев хлопчатника, осенью (сентябрь - начало ноября) уборка урожая хлопка-сырца. Посев озимой пшеницы и далее, как в пункте 1. Здесь необходимо учесть, кроме урожая основных культур, вегетативная масса их должна измельчаться и заделываться в почву.
2. С учетом содержания в почве гумуса и основных элементов питания растений, вносить высокие нормы (ежегодно от 20 до 40 т/га и выше в течение 3-4 лет) органических удобрений в виде навоза, органоминеральных компостов из местных сырьевых ресурсов (низкосортные фосфориты, фосфогипс, бурые угли, бентониты, глаукониты и др.) в определенных соотношениях с органическими удобрениями (навоз крупнорогатого скота, птичий помет и др.). 3. Сохранение закона возврата питательных элементов растений в почве. Известно, только около 30 % питательных веществ выносится урожаем основных культур (хлопчатник, зерновые и др.), а остальная часть возделываемых культур (если не используется как корм для животных) должна быть возвращена в почву. Это можно достичь измельчением оставшейся вегетативной массы основных культур и заделкой в почву на глубину 15-20 см или части его использовать как материал для мульчирования.
4. Уделить особое внимание на обработку почвы. Она должна быть минимальной как при подготовке почвы к севу и в период вегетации основных культур, так и по глубине пахоты. Предлагаем вспахивать (рыхление) почву на глубину 10-15-20 см в зависимости от почвенных условий, ее физических свойств. Но рыхление не глубже 20 см. Цель - создание за короткий 3-4-летний срок, обогащенный органическим веществом плодородный пахотный слой.
1. В связи с изложенным, исходя из анализа состояния земельных ресурсов, реализация мероприятй по эффективному управлению земельными ресурсами должна базироваться на оперативном внедрении в ходе земельных преобразований результатов фундаментальных и прикладных научноисследовательских и опытно-конструкторских работ, выполняемых научноисследовательскими учреждениями республики. Научно-исследовательские работы необходимо усилить по следующим основным направлениям:
Разработка теоретических основ и методов повышения плодородия почв в интенсивных системах орошаемого земледелия; - совершенствование и внедрение методов комплексной оценки, агропризводственной группировки почв;
Внедрение новых методов дистанционного зондирования и ГИС-технологий в земледелие; - разработка эффективных способов рассоления засоленных почв, улучшения их мелиоративного состояния, эродированных, переуплотненных, деградированных и техногенно загрязненных почв;
Разработка и внедрение в сельскохозяйственное производство научнообоснованных схем севооборотов, чередования и размещения сельскохозяйственных культур; - разработка новых систем применения минеральных удобрений под различные сельскохозяйственные культуры с учетом применения новых форм органических удобрений, органоминеральных композиций и местных минеральных сырьевых ресурсов.
Разработка научных основ методов, средств и технологий ведения государственного земельного кадастра и землеустройства.
2. Орошаемые почвы сероземной зоны содержат в пахотном 0-25 см слое порядка 1,0-1,5 % гумуса и его запасы составляют 140-180 т/га в метровом слое. Еще меньше содержится гумуса в почвах пустынной зоны. В автоморфных почвах орошаемой части в пахотном 0-20 см слое гумуса содержится порядка 0,80-1,20 %, а в гидроморфных их аналогах несколько больше - 1,101,70 %.
3. Применяемая нами агротехнология возделывания культур, включающая смену и чередование культур, посевы промежуточных с внесением высоких норм органических удобрений (из расчета 40 т/га и более совместно с заниженными нормами минеральных удобрений), позволяет обогатить гумусом корнеобитаемый слой почвы за 3-4 года в 1,2-1,3 раза.
4. Для обогащения почвы органическим веществом, сохранения и повышения ее плодородия необходимо применять предложенные агротехнологии и ежегодно в течение 3-4 лет вносить совместно с заниженными нормами минеральных удобрений высокие нормы органических удобрений порядка 20-40 т/га.
Библиографическая ссылка
Байшанова А.Е., Кедельбаев Б.Ш. ПРОБЛЕМЫ ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВ. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ОРОШАЕМЫХ ПОЧВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН // Научное обозрение. Биологические науки. – 2016. – № 2. – С. 5-13;URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=991 (дата обращения: 16.07.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
Загрузка...