Курсовая: Экологические проблемы водной мелиорации - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Экологические проблемы водной мелиорации

Банк рефератов / Сельское хозяйство и землепользование

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 1971 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

41 Новосибирский Государственный Аграрный Университет Кафедра экологии Курсовая работа по сельскохозяйственной экологии ТЕМА «Экологические проблемы водной мелиорации » Работу выполнила : Студентка Проверила : доцент Новосибирск Оглавление Введение -----------------------------------------------------------------------------------3 1 Научные проблемы комплексной мелиорации земель и вод --------------5 2 Экологические проблемы орошения и осушения почв ---------------------7 2.1 Экологические последст вия орошения -------------------------------------11 2.2 Экологические последствия осушения -------------------------------------21 3 Проблемы орошения в Новосибирской области ----------------------------30 3.1 Влияние орошения на режим грунтовых вод --- ------------------------31 3.2 Влияния орошения на подвижность фтора в почвах Барабинской равнины ---------------------------------------------------------35 Заключение -----------------------------------------------------------------------------40 Список использованной литературы ---------------------------------------------42 Введение Мелиорация — система научно обоснованных организационно-хозяйстве нных , технических , биологических и других мероприятий , направленных на улучшение природных условий используемых территорий. Водные мелиорации издревле волновали души людей . Оросительные каналы строили ещё древние египтяне , догадавшись таким способом повыси ть плодородие почв. Уходящий ХХ век характеризовался бурным развитием м елиораций практически во всех странах земного шара . Если в начале ХХ века площадь орошаемых земель в мире составляла немногим более 80,0 млн.га, то в конце века она превысила 260,4 мл н, что составило более 16% пашня . С этой площади з емледельцы собирают более 50% п родук ции растениеводства . Однако в подавляющем большинстве стран , где мелиора ции , особенно орошение , получили свое наибольшее развитие (Индия, Пакистан , бывший Советский Союз , К итай и др .) не был получен тот экономический эффект , который был о пределен проектами , и он состав лял в лучшем случае 60-70% намеченного. Причин недостижения проектной эффективности от развития мелиораций в различных странах мира очень много , но основной из них является недостаточные знания и учет взаимодействия мелиоративной деятельности человека с природными процессами , В результате этого на мелиор и рован н ых землях и прилегающих к н им территориях происходят процессы подъема уровня грунтовых вод , переувлажн е ни я и вторичного засолени я земель , водной и ветровой эрозии почв , формируются большие объемы загрязненного солями , удобрениями , пест иц идами и другими ин гредиентами коллекторно-сбросного стока . Все это резко снижает эффективность мелиора ций и вызывает негат ивное их вос п риятие общественностью. В настоящее время эти явления наблюдаются в развивающихся странах , однако они имели место и в развитых странах , где ороше ни е и дренаж интенсивно развивались еще в первой половине 20-го века и эти негативные процессы в 5 0-60 годы э того столетия удалось приостано вить , а в некоторых случаях ликвидировать . Опыт этих стран говорит о том , что имеются возможности создания мелиоративных систем , обеспечивающих высокую эффективность сельского хозяйства и не вызывающих негативных э кологических последствий . Тот же факт , что в ряде развивающихся стран , таких ка к Индия , Пакистан , Китай , Малайзи я и др ., в силу присущих им климатических условий , без орошения нельзя создать стабильного сельскохозяйственного производства , убеждает в необхо димости дальнейшего развития орошения и дренажа в этих и подобных им странах. В последние десятилетия все ощутимей становится глобальное поте пле н и е климата , происходящее в результате пар ни кового эффекта . Это явление приведет к ар и д и за ции больших территорий , где ранее орошение было неэффективно , но при потеплении оно станет необходимым для успешного ведения сельского хозяйства . Все это говорит о том , что в развивающихся стран ах , где наблюдаются наибольшие п риросты населения , для успешного решения продовольст венной проблемы в ХХ I веке необходимо будет и далее развивать мелиорац ию , но на принципиально новом уровне , обеспечивающем высокую и устойчивую эффективность сельского хозяйства и экологическую устойчивость. Мелиорация земель и крупное гидротехническое и в одохозяйственное строительство являются мощным фактором воздействия на природную среду . К сожалению , на современном этапе недостаточный учет природных закономерных процессов и принятие идеи получения максимальной сельскохозяйственной продукции без учета о х раны окружающей среды привели в ряде стран и регионов к экологическим кризисным ситуациям. Повышение дв иж ения соленых масс в циклах большого геологического круговорота вызывает большую тревогу , так как неизбежны вспышки засоле ни я , а в региональном масштабе угроза устойчивости биосфер ы . Причины этого не только в водохозяйственной , гидротехн и ческой и мел и оративной деятельности , но и в распашке це линны х земел ь , выкорчевке лесов и в целом ан тропоге нн ом воздействии , приводящем к опустынив а нию . 1. Научные проблемы комплексной мелиорации земель и вод Под комплексными мелиорациями земель и вод понимается повы шение п лодородия земель , улучшение качества природных вод и водохозяйственной обстановки путем осуществления комплекса инженерно - техничес ких ) агролесомелиора т ивных , биологических , химических и других мероприятий. На территории России практически нет районов , где бы не требовалось проведения комплексной мелиорации земель и вод . Даже в таком благодатном природн о-климат и ческом районе , как Крас нодарский край с туч ными п редкавказск и ми черноземам и , значительной суммой актив н ых температур , оптимальным естественным увлажн е н ием , требуется проведение мероприятий по предотвращению водной и ветровой эрозии почв , по улучшению качества поверхностных и под земных вод , используемых для сельскохозяйственного и коммунального водоснабжения и орошения сельскохозяйственных культур , по улучшению водно-физических свойств почв и т.д. Научную проблемати ку , обосновывающую целесообразность , состав , объемы комплексных ме лиораций земель и вод , определяют сле дующи е два положения. 1. В разных природно-климатиче ских зонах страны состав комплекса мелиоративных мероприятий будет различным как по своей структуре , так и по масштабам осуществления. 2. Проведение этого комплекса , с ущественно воздействуя на при родные комплексы , приводит к созданию принципиально новых агромел е орат ивн ых ландшафтов. Таким образом , сост ав и объем комплексных мелиораци й будет определяться конкретными естественноисторическ и ми условиями района их осуществл ения и требованиями , которым должен удовлетворять создаваемый агромелиорат и в ный лан д ша фт. В общем плане создаваемые агромелиоративные ла ндш афты долж н ы Удовлетворять трем основным требованиям . Первое требование - экологи ческа я устойчивость , то есть в них н е должно быть п роявле ний вторичного засолен ия почв , подтопле ния сельскохозяйстве нных угодий и прилегающ ей те рриторий водной и ветровой эрозии , техногенного и другого загрязне ния почв , вод и их деградац ии недоп ус тимость подъема или о п уска ния грунтовых вод , оползней , п росадочн ы х явлений и т.д. Второе требова ни е - социальн ая устойчивость , то есть агромели орат и вн ы е ла нд шафт ы должны у довлетворять всем потребнос ти людей , жи вущ и х и работ ающих в их границах и за их пределами . Это означает , что в них должны о п тим аль но сочетаться Жилой и производственный секторы , бог орные и мелиори рованн ы е земли , лесные массивы , на цио нальн ы е парки , заповед ники и рекреац и о нные зоны . Жилые массивы до лж ны иметь совреме нные социально-культурно-бытовые у словия . Третье требование - вы соко п р о дуктивная устойчивос ть Это означает , что агромелиора тивные лан дшафт ы должны обеспечивать по лучение необходимого объема сельскохозяйственной экологически чист ой п родукц ии . Это требование вы пол ня ется в результате правильного выбора комплекса мели орати вны х меро п ри ятий , способствую щих созданию и поддержа нию высокого п лодородия почв независимо от с кладывающихся и измен яющ ихся к ли матичес ких условий каждого конкретного года. 2. Экологические проблемы орошения и осушения почв Е с тественные свойства почв различных районов нередко малоблагоприятны для эффективного сельскохозяйственного использования . Многолетняя мерзлота почв северных районов , пере увлажн енность почв лесной зоны , кислотность подзолистых почв , засоленность почв аридн ых областей , а также мезо - и микрорельеф отдельных земельных участков (крутые склоны , овраги, наличие валунов , кочек , камней и т . д .) требуют приложения определенных усилий человека по преобразованию естественных свойств не только почвы , но и рельефа , клим ата , растительности. Направленное улучшение неблагоприятных свойств природной среды с целью максимально полного использова ния природ но-ресурсного потенциала называют мелиорацией. Сельскохозяйственная мелиорация преимущественно ориентирована на улучшение п очвенных , гидрологических и климатических условий сельскохозяйственных угодий и включает орошение , обводнение , осушение земель , противоэрозионные мероприятия , рассоление почв и т . д . Объектами мелиорации могут быть так же леса , ландшафты , климат , водные о б ъекты , нарушенные земли и др . В связи с этим выделяют различные виды и способы мели орации (таблица № 1 ) (В.А . Черников 2000) . Таблица № 1 Сводная таблица основных видов и способов мелиорации Виды меллиорации Подвиды Способы Климатические Микроклиматические , мезо - и макроклиматические Обогрев плантаций дымлением ; укрытие ; полив ; вызывание осадков из облаков ; рассеивание облаков ; уничтожение града ; вызывание таяния ледников ; изменение течения рек ; создание гидротехнических сооружений и искусственных водоемов. Водные Оросительные Поверхностное , подпочвенное , лиманное орошение , дождевание осушительные Открытый способ , закрытый дренаж , обвалование Снежные Снегозадержание , снегонакопление , уплотнение снега , задержание талых вод фитомелиорации Лесомелиорации Лесонасождения на полях , горных склонах , орошаемых землях и песках Кустарниковые и травянистые Использование псаммофитов и кустарников для закрепления песков Земельные Борьба с эрозией Регулирование поверхностного стока , выпоса скота , закрепление овраг ов , почвозащитные методы Культурно-технические Уничтожение механических препятствий при обработки почвы , уничтожение дикой растительности , химическая мелиорация неудобных и малопродуктивных земель,террасирование склонов Повышение плодородия обрабатыва емых земель Известкование кислых и гипсование засоленных земель , внесение удобрений , борьба с сорной растительностью , создание мощного растительного покрова Экологически обоснованные мелиоративные работы позволяют одновременно решать существенные вопрос ы охраны природы и улучшения качества среды . При комплексном ведении мелиоративн ы х работ меняются соотношения всех средообразующих компонентов . Примером может служить мелиорация Колхидской низменности , расположенной в нижнем течении р . Риони (Черноморское побережье Грузии ). Здесь проведен и постоянно поддерживается большой комплекс мелиоративных мероприятий , в том числе и осушение болот , что позволяет получать устойчивые и высокие урожаи субтропических культур. Чаще мелиорации направлены на и з менение какого -либо одного компонента экосистемы . Например , мероприятия по созданию новых и улучшению существующих источников получения воды или , наоборот , устранение избы точной увлажненности , регенерации нарушенных процессов самовосстановления природного качества повер хностных и подземных вод . (Такого рода работы объединяются под общим названием — гидромелиорация .) В целом же , по мнению специали с тов , в процессе хозяйственной деятельности необходимо проводить более 35 видов мелиорации . Одна из основных среди них — мелиор ация почв , осуществляемая путем искусственного регулирования их водного , воздушного , соленого , теплового , биохимического и физико-химического режимов . Как свидетельствует многолетняя практика , для регулирования и изменения Пере численных свойств почвы при м еняется порядка 30 видов мелиорации почв (орошение и осушение , агролесомелиорация и фитомелиорация , пескование глинистых почв и глинование легких и торфяных , гипсование и известкование , внесение поверхностно-акти в ных со единений и т . д .). Каждый вид ме лиор ации , действуя на основной « мелиорируемый» компонент , оказывает непосредственное иди косвенное воздействие на сопредельные территории и компоненты , что с экологической точки зрения не всегда желательно , а порой и крайне опасно . Такие нежелательные процессы чаще всего сопутствуют гидромелиорации , являясь преимущественно ее следствием . Это характерно как для осушения , так и для орошения . Данные виды мелиорации обычно кардинально изменяют естественные гидрологические процессы . Масштабность их использования на планете обусловлена тем , что аридные (засушливые ) и семиаридн ы е (полуза сушливы е ) земли занимают свыше 50 % поверхности суши . Обладая плодородными свойствами , они испытывают не достаток влаги . В нашей стране около 75 % пахотных земель расположено в зонах не устойчивого иди недостаточного увлажнения. Мелиорация земель призвана способствовать получению высоких и устойчивых урожаев , повышению плодородия почвы и рациональному использованию земельных ресурсов. К ней относятся : орошение и осушение земель ; обводнени е пастбищ ; регулирование течения рек и поверхностно го стока вод ; промывка водой засолен ной почвы ; вентиляция почв , плохо проводящих воздух , посредством подземных дрен ; устройство гидротехнических сооружений и валов для предотвращения эрозии почв ; удален и е промоин и закрепление оврагов ; укрепление сыпучих песков облесением , сидерацией и внесением органических удобрений ; почв о - и полезащитное лесонасаждение ; коренное улучшение химико-физических свойств почвы путем известкования , гипсования и внесения органи ческих и минеральных удобрений ; устранение солонцовых пятен на полях , пастбищах и сенокосах ; корчевание пней , сведение кустарника , уборка валунов и камней с полей , лугов и пастбищ , уничтожение кочек , выравнивание микрорельефа . Каждый вид этих работ выполн я ют в зависимости от хозяйственной необходимости и целесообразности с учетом природных условий данной местности . При этом наиболее Полный хозяйственный и экономический эффект мелиорация дает при комплексном осуществлении системы мелиоративных мероприятий . Н апри мер , использование минеральных удобрений на полях с повышенной кислотностью почв обязательно должно сопровождаться известкованием ; орошение полей дает должный эффект в сочетании с внесением минеральных и органических удобрений , возделыванием на полях специально выведенных сортов растений , устройством дренаж ной сети при строгом соблюдении норм полива. Изменения водного баланса различных территорий и речного стока под влиянием хозяйственной деятельности , вероятность отрицательных последствий в результат е целенаправленных и непреднамеренных отклонений антропогенных процессов от их сложившейся природной динамики уже давно интересовали исследователей . Основы комплексных водобалансовых исследований , результаты которых позволяют вы явить роль почвенного и ра с тительного покрова речных водосборов в изменении водоносности рек и процессов , определяющих влагообмен в почвах , были заложены В . В . Докучаевым , А . И . Воейковым , А . А . Изма и льскм , П . А . Ко стычевы м еще в конце прошлого века. Последующие работы по изучению п роблем орошения (А . М . Алпатьев , А . Н . Костяков , Н.А . Мосие н ко , С . И . Харченко , В . В . Шабанов , И . А . Шикломанов , Б . Г . Штепа и др .) (из материала Черников 2000) позволили создать довольно реальную картину во з можных экологических изменений при родных компле ксов под воздействием орошения. Исследования в области влияния осушительн ы х мелиораций на окружающую среду , проведенные А . Г . Булавко , К . Е . Ивановым , С . Н . Новиковым , В . В . Романовым , С . Г . Скоропановым , В . Ф . Шебеко и др ., позволили установить возможност ь возникновения отрицательных проявлений и последствий. 2.1. Экологические последствия орошения Орошение — один из древнейших спос обов повышения продуктивности п очв , а в настоящее время — одно из важнейших направлений интенсификации сельскохозяйс твенного производства в регионах с недостаточным и неустойчивым естественным увлаж н е ния м. Орошаемое земледелие опирается на определенные природные закономерности , которые должны лежать в основе любого комплекса природопреобразующих мероприятий : закон миним ума ; закон равнозначности и незаменимости факторов роста ; закон оптимума ; закон взаимодействия (совокупного действия ) факторов . Проявления этих законов при проведении мероприятий , направленных на повышение плодородия почвы и продуктивности выращи ваемы х кул ьтур , изучены и представлены В . Р . Вильямсом как основы научного почвоведения. Применение современных методов исследований на орошаемых мас сивах , проведение многофакторны х стационарных полевых опытов , обеспечивающих комплексный подход к изучению изменений, сопутствующих процессу орошения , а также являющихся его следствием , позволяют установить закономерности , характерные для различных условий аридности . Полученные к настоящему времени результаты свидетельствуют , что в орошаемом земледелии в связи с интенси в ным применением поливов , удобрений и средств защиты растений проявляются новые закономерности во взаимодействии экологических факторов (Лысогоров , 1971, 1981, 1991). Возникает необходимость разработки специальных мероприятий по охране окружающей природной среды. Одно из наиболее опасных последствий орошения — засоление зе мель (таблица № 2) (В.А . Агроэкология 2000) Таблица № 2 Классификация почв по качеству засоления Состояние с /х растений , характеризующихся средней солеустойчевостью Почвы Тип засоления Сод овый Хлоридно - содовый Сульфатно-содовый Хлоридный Сульфатно-хлоридный Хлоридно-сульфатный сульфатный Содержание водорастворимых солей в горизонте макс . Скопления ( слой 0-60) % Содержание водорастворимых солей в слое 0- 100 см % Хорошие рост и развития , выподов нет урожай нормальный Не засоленные или слабо - засоленые Слабое угнетение , выподы растений , снижение урожая на 10-20% Слабоза-соленые 0,1-0,2 0,15-0,25 0,15-0,3 0 ,15-0,3 0,2-0,3 0,25-0,4 0,3-0,6 Среднее угнетение , снижение урожая на 20-25% Средне-засоленые 0,2-0,3 0,25-0,4 0,3-0,5 0,3-0,5 0,3-0,6 0,4-0,7 0,6-1 Сильное угнетение , снижение урожая на 50-80% Сильно-засоленые 0,3-0,5 0,4-0,6 0,5-0,7 0,5-0,8 0,6-1 0,7-1,2 1-2 Выживают единичные растения , урожая практически нет Солончак Ежегодно из-за засоления на планете выпадает из оборота более 300 тыс , га орошаемых земель , а общая площадь зас оленных и ставших бес плодными земель достигает 25 млн га. Засоление широко распространено в районах , где издавна использовали орошение (Египет , Ирак , Индия , Пакистан и др .). Так , в долине р . Нил засолению подвержено 1,2 из 1,7 млн га (бо лее 70 %); в Ирак е около 50 % орошаемых площадей ; в долине р . Инд 10 из 15 млн га (67 %). В США засоленные массивы занимают более 27 %. В бывшем СССР с 1960 по 1980г . в среднем из каждой тысячи орошаемых гектаров засолялось 184 га (в том числе 141 га пашни ). Общая же площадь засоленных земель достигала 3,5 млн га (в том числе более 2,5 млн га пашни ), что составляло около 20 % суммарной площади орошаемых земель. К настоящему времени в России в неудовлетворительном с остоянии находится 771 тыс . га орошаемых земель , в том числе из-за недопустимой глубины залегания уровня гр унтовых вод 325 тыс , га , из-за з асолен и я — 292, из-за одновременного действия обоих предыдущих факторов — 154 тыс . га . Общая площадь учтенных засолен ных земель в России составляет 38,4 млн га (19,9 % всех сельхозугодий ), из которых 34 % — пашня и 66 % — солонцы. Засоление почв , как известно , представляет собой повышение содержания в них легкорастворимых солей (карбоната натрия , хлоридов , сульфатов ). Ес ли процесс засоления обусловлен засоленностью почвообразующих пород , привносом солей грунтовыми и поверхностными водами , то засоление называют первичным или остаточным. В естественных условиях засолен и ем происходит за счет выпадения солей из засоленных гру нтовых вод , а также в результате эолового привноса извне (моря и океаны , соленые озера ) . Важным источником солей в лан дшафте , в том числе в грумтов ы х водах и почвах , являются засоленные материнские пород ы (особенно соляные купола ). Некоторое количество сол ей может поступать в верхние гори зонты почвы с опадом растений-галофитов (солянок ). На орошаемых массивах существенным источником солей в почвах могут быть оросительн ы е воды. Один из основных методов оценки процесса засоления — составление соленого баланс а для данной почвы или земельного массива . Баланс представляет собой суммарный запас легкорастворимых солей в почве , равный разности между приходными статьями баланса (поступление солей из грунтовых вод , эоловый привнос солей , поступление солей из оросите л ьных вод и минерализующихся растительных остатков , из удобрений ) и его расходными статьями (опок солей из почвы в грунтовые воды с просачивающимися атмосферными осадками , вынос с оросительными водами , в ыд увание солей ветром с поверхности почвы , вынос солей с урожаем сельскохозяйственных культур ). Принято выделять три типа соленого баланса почв : стабильный (запас солей в почвенной толще не изменяется ); баланс засоления (запас солей в почве воз растает ); баланс рассоления (запас солей в почвенной толще уменьш ается ).Неблагоприятное влияние засоления почвы на развитие сельскохозяйственных культур связано не только с повышенным осмотическим давлением почвенного раствора , ухудшением водно - физических свойств почв , особенно в провинциях содового засоления , и не бл а гоприятным соленым составом , но и с повышенной концентрацией соединений бора , которая может достигать токсичного для растений уровня — 0,3.1,0 мг /л . Наиболее чувствительны к бору почти все плодовые культуры. В солончаках солесодержащие минералы и легкораст воримые соли накапливаются на поверхности почвы , а в ав томорфных , полугидроморфных и ги дроморфных солонцах — соответственно в нижней , верхней и средней частях почвенного профиля. Присутствие в почвах легкорастворимых солей неблагоприятно влияет на рост и р азвитие растений . Большая часть зерновых культур снижает урожайность при электропроводности , составляющей 4.. .6 мСм /см . для овощных и плодовых культур эти величины гораздо ниже (1...2 мСм /см ). Отрицательное влияние легкорастворимых сол ей на растения связа но с совокуп ным действием трех различных факторов . Преобладающую роль обычно играет высокое осмотическое давление почвенного раствора , обусловленное возросшим содержанием растворенных солей и приводящее к ухудшению поглощения влаги растениями . Поэтому на з асоленных почвах растения часто страдают от засухи даже при высокой влажности почвы. Еще один фактор , препятствующий нормальному росту растений , — специ фическое воздействие ионов Когда в листьях накапливается бо лее 0,5 % С l . SO 4 , HCO 3, Na , Ca , Mg иногда NO 3 и K . Когда в листьях накапливается более 0,5 % Cl или более 0,2 % а (в расчете на сухую массу ), происходит обгорание листьев , они приобретают бронзовую окраску , возникают н екрозы . Предполагается , что при высокой концентрации в растворе ионов N а и С 1 в растениях нарушается процесс транспирации . Наиболее чувствительные к хлору растения проявляют признаки угнетения при концентрации С 1 в вытяжке из нас ыщен ной почвы , составляющей 5... 10 м г * экв /л . Высокая концентрация в почвенном растворе ионов Са приводит к нарушению питания растений катионами М g и К , а высокое соде ржание N а — катионами Са и М g Присутствие соды обусловливает щелочную реакцию среды , что препятствует нормальному р азвитию большинства сельскохозяйственных культур.И наконец , третий фактор , обусловливающий неблагоприятное воздействие легкорастворимых солей на растения , — резкое ухудшение физических свойств почв в присутствии катионов натрия . При этом происходит обесст р уктуривание почвы , ухудшаются ее водный и воздушный режимы. Основной мелиоративн ы й прием , направленный на повышение продуктивности засоленн ы х почв , — промывки водой , благодаря которым при наличии дренажа из почвенного профиля удаляются легкорастворимые сол и , т . е . соли , растворимость которых более 2 г /л . Из-за низкой водопроницаемости особенно плохо поддаются мелиорации почвы содового засоления , не содержащие гипса . В таких случаях для повышения урожайности сельскохозяйственных культур целесообразен подбор солеустойчив ы х видов растений. Зачастую засоле н ие происходит при нерациональном орошении . Этот процесс называют вторичным засолением . Почвы считают засол ен ными , если они содержат более 0,10 % по массе токсичных для растений солей или более 0,25 % сол ей в п лотном остатке (для безгип совых почв ). Различают много форм засоления и разновидностей засоле нных п оч в . Процессу вторичного засоления могут подвергаться естественно засоляющиеся , остаточно-засоленные , исходно незасоленные или глубокорассоленные почвы . Осно вной механизм этого процесса — привнос солей с оросительными водами в растворимом или взвешен ном состоянии и выпадение солей в почвенной толще из минерализованных грунтовых вод , уровень которых при орошении часто поднимается . Последнее явление особенно р а спространено на равнинных , плохо дренированных территориях . При недостаточном дренаже вторичное засоление м ожет при вести к катастрофически м последствиям . Из-за большого накопления солей в почвах обширные массивы орошаемых земель становятся непригодными дл я земледелия и их приходится выводить из сельскохозяйственного использования. В . А . Ковда выд еляет следующие стадии процесса вторичного засоления почв , которые генетически связаны между собой и закономерно сочетаются в пространстве : 1) засоление почв вдол ь новых каналов ; 2) общее засоление орошаемой территории ; 3) рассоления староорошаемых территорий при одновр еменном засолении некоторых внут риоазисных пространств и периферии оазисов. Вторичное засоление почв на орошаемых участках часто сопровождается загр язнением почв тяжелыми металла ми , пестицидами , гербицидами , нитратами , соединениями бора . Все эти вещества в районах интенсивного сельскохозяйственного использования попадают в почву как из оросительн ы х , так и из грунтовых вод . При вторичном засолении про исходят существенные изменения многих химических свойств почв : одновременно с накоплением легкорастворимых солей аккумулируются гипс и карбонаты , оказываю щ ие благоприятное воздействие на физические свойства почв ; в неблагоприятную сторону изменяется состав почвенного погло щ аю щ его комплекса , в кот ором ионы Са замещаются ионами Mg и Na возрастает подвижность соединений калия , кремния , железа. Наиболее эффективным способом использования земельных ресурсов в сельском хозяйстве остается орошаемое земледелие . Оро шаемые земли составляют всего 14,3 % общей площади пашни планеты , но на них получают более 40 % всей сельскохозяйственной продукции . В южных районах умеренного пояса и в субтропиках при орошении урожаи плодово-ягодных культур в 2... 3 раза , а винограда , о в още-бахчевых и зерновых культур — в 3.. .4 раза выше , чем без орошения. Высокая продуктивность орошаемых земель обеспечивается интенсивной природопреобразующей деятельностью человека , которая выражается в наиболее полном использовании термических ресурсов, а также геохимического потенциала почв и вод . Если первое не приводит к явным экологическим сдвигам , то изменение естественного геохимического потенциала основных при родных ресурсов любого региона закладывает тенденции нарушения эволюционно сложившегося равновесия и обусловливает возникновение экологических проблем орошаемого земледелия. Прежде всего следует учитывать , что даже при достаточном научном обосновании приемов ведения орошаемого земледелия и соблюдении всех рекомендаций и требований ирригационн ой и экологической науки и практики расширение орошаемых площадей ведет к заметному росту расхода воды на испарение со всеми вытекающими отсюда последствиями . Необходимо отчетливо представлять , насколько мощным «расточителем» водных богатств является ор о шаемое земледелие . Большая часть вод , направляем ы х на орошение , безвозвратно теряется для дальнейшего использования : они испаряются либо почвой , либо растениями . Результаты исследований , проводившихся в США , свидетельствуют , что 83 % невосполнимых потерь , возникающих при использовании водных ресурсов , приходится на орошаемое земледелие. Суммарный водозабор на орошение по всем регионам планеты составляет примерно 1900 км воды в год . Из этого объема 1500 км теряются безвозвратно . (Однако следует отметить , что понятие «безвозвратно» все же относительно , поскольку испарившаяся влага вовлекается в круговорот воды .) Среди применяемых в настоящее время приемов интенсификации орошение — один из наиболее действенных способов создания управляемых аграрно-ирригационных ландшафтов . При этом особого внимания требуют вопросы воздействия орошения на почвенное плодородие . Рассматривая возможные негативные последствия , возникающие при орошении , нельзя упускать из виду и такой фактор , как качество поливной воды , К настоящему времени разработана , например , система параметров допустимости к использованию воды для орошения , которые учитывают степень опасности вод различного состава . (рис . 12.1). Немаловажной причиной з асоления почв является поднятие минерализованных грунтовых вод выше определенного критического уровня . Грунтовая вода достигает его при приближении капиллярной зоны к корнеобитаемому слою . Засоление , обусловленное длительным нахождением в корнеобитаемом с л ое грунтовых вод , часто становится причиной заболеваний подземной части растений . В связи с этим урожайность сельскохозяйственных культур существенно снижается . Вместе с тем значительное падение уровня грунтовых вод , вызванное дренированием , также приводи т к снижению урожайности возделываемых культур . Таким об разом , объективно необходимо поддерживать оптимальный уровень грунтовых вод , т . е . УГВ , дальнейшее снижение которого не приводит к улучшению состояния растений и повышению их продуктивности . Грунтов а я вода используется в то же время как дополнительный источник водоснабжения сельскохозяйственных культур (Лысогоров , 1991). Оптимальный УГВ существенно варьирует в зависимости от типа ночи , степени минерализации грунтовых вод и характера их засоленности , в ида возделываемых культур и т . д . Такого рода зависимости обычно устанавливают опытным путем в конкретных природных условиях. Несомненно , что орошение создает предпосылки для улучшения свойств почвы . Однако реализовать их можно при условии оптимального соч етания полива с комплексом агротехнических приемов (правильное чередование культур в севообороте , рациональная обработка почвы , грамотное применение различных видов удобрений ). Засоленные почвы преобладают в засушливых регионах . Однако процесс за соления в озможен и при высоком увлаж н ении . Основная причина ускоренного засоления почв — неправильное орошение , а это возможно во всех при родных зонах . При необоснованно увеличенных нормах поляна , при потерях оросительной воды из каналов происходят повышение уровн я грунтовых вод и подъем растворимых солей по капиллярам почвы. Установлено , что концентрации солей 0,10.0,15 % являются предельными для очень чувствительных к засолению культур ; 0,15.0,35 % вредны для большей части культур ; 0,35.. .0,70 % пригодны для уст ойчивых культур ; более 0,70 % приемлемы для очень устойчивых культур. При содержании обменного натрия 10... 15 % от емкости обменных катионов растения плохо развиваются , более 20.35 % — сильно угнетаются . Урожайность хлопчатника при слабом засолении снижае тся на 20...30 %, кукурузы — на 40.50, пшениц ы — на 50.60 %. На среднезасоленн ы х почвах урожайность хло п чатника уменьшается вдвое ; пшеница находится в таком угнетенном со стоянии , что погибает. Д ля оценки потенциальной опасности вторичного засоления введен о понятие о критическом уровне грунтовых вод , при котором начинается засоление корнеобитаемого слоя почвы , приводящее к угнетению и гибели сельскохозяйственных культур . Критическую глубину залегания грунтовых вод — h кр определяют по формуле : h кр = h max + б ; гд е h max — наибольшая высота капиллярного Подъема в исследуемой Почве ; б — глубина рас пространения основной массы корней сельскохозяйственных растений ; Опыт показывает , чем выше степень минерализации грунтовых вод , тем с большей глубины идет засоление почв . В среднем при минерализации грунтовых вод 10... 15 г /л критическая глубина их залегания составляет 2,0.. .2,5 м . При орошении ре комендуется подд ерж и вать уровень грунтовых вод не выше этой от метки. Д ля предупреждения вторичного засоления требуется устрой ство дренажа , проведение полива в строгом соответствии с оросительными нормами , отведение минерализованных грунтовых вод в дренажную сеть , применение полива дождеванием , создание лесных насаждений вдоль каналов . Преимущества , несомненно , имеет капельное в н утрипочвенное орошение. Д ля удаления солей из почвы проводят многократную промывку пресной водой . На солонцах и солонцеватых почвах (с содержанием более 5... 10 % обменного натрия ) рекомендуется применять гипсование или отходы от производства удобрений (фо сфогипс ), а также трехъярусную вспашку для перемешивания солонцового горизонта с карбонатным. Эффективный способ снижения засоленности почв — возделывание на них растений , способных поглощать 20.. .50 % солей в расчете на массу сухого вещества . К таким ра стениям относятся пырей удлиненный , донник , лядвенец , полевица и др . В районах орошения наглядно про являются катастрофические последствия недоучета экологических связей при неупорядоченном и необоснованном заборе воды из рек каналами . Классический пример тому — пересыхание и гибель Аральского моря , с обнажившегося дна которого на большие расстояния разносится соляная пыль . К сожалению , накапливается все больше и больше примеров того , что при бесконтрольном использовании орошаемых земель огромные площади и х превращаются в бесплодные пустыни . Как свидетельствует исторический опыт , это было присуще почти всем районам орошения . По данным ФАО , засоленные земли встречаются на территории 83 стран мира . Основная причина этих труднопоправимых изменений — нарушение равновесия в динамическ и сбалансированных естественных материально-энергетических круговоротах. Нарушение равновесия наблюдается и в отношении питательных веществ орошаемых массивов . Непрерывное поступление к растениям элементов минерального питания сопряж ено с увеличением в почве запасов органическ и х веществ , прежде всего гумуса , и активной деятельностью полезных групп микроорганизмов , минерализующих органическое вещество. Оптимальная для микроорганизмов влажность почвы обычно близка к ее оптимуму для раст ений , поскольку в природе установилось взаимовыгодное сосуществование тех и других , что подтверждается содержанием микроорганизмов в корнеобитаемом слое почвы . Поэтому создание оптимального для растений водного режима почвы приводит к существенному увелич е нию численности и активности микроорганизмов . Вследствие этого происходит ускорение процессов разложения органическ и х веществ , в том числе гумуса . Но те же условия способствуют и ускорению новообразования гумуса , являющегося пр о дуктом жизнедеятельности мик роорганизмов в условиях обилия органического вещества и элементов минерального питания. Таким образом , в условиях оро ш ения в почве одновременно протекают два противоположных процесса — ускоренное разложение и активное новообразование гумуса и других органи ческих веществ , и какой из них станет доминирующим зависит от мелиоратив ных и агротехнических условий (Агроэкология 2000 ). Многовековую историю образования гумуса обычно рассматривают как дли тельный процесс установления его равновесного содержания в почве соответственно природным условиям . Установившееся подвижное равновесие постоянного разрушения , освобождающего энергию в кинетической форме и элементы питания для растений , и постоянного новообразования гумуса может быть нарушено и направлено в ту или ину ю сторону деятельностью человека. Процесс орошения не только приводит к изменению агрохимических свойств почвы , но и оказывает влияние на ее физическое состояние . Однако гранулометрический состав не претер п евает существенных изменений. В процессе орошения п очва несколько обогащается илом , приносимым оросительной водой . Происходит частичное вымывание его из пахотного слоя в более глубокие . Оросительная вода час то смывает мелкие частицы , вызывал эрозию , которая может проявляться даже при небольших уклонах по л ей , если сила поливной струн значительна . Кроме того , при этом вымывается гумус и доступные для растений элементы питания , могут быть выведены из строя постоянная и временная оросительные сети . К основным причинам возникновения ирригационной эрозии относя т следующие : слабая закрепленность дна и откосов каналов ; недостаточная ин фильтрационная способность почв ; просадка грунтов , ведущая к нарушению нормального профиля канала ; засорение оросительной сети ; повышенный расход воды в поливных бороздах и полосах. Все эти причины вполне устраним ы при грамотном подходе к процессу орошения . Гораздо сложнее проблема отвода дренажных вод и их воздействия на поверхностные воды в районе сброса , а также на подземные воды. В среднем КПД оросительных систем во всем мире сос тавляет всего 37 %, что свидетельствует о необходимости всестороннего совершенствования систе м и технологий орошения . Упоминав шееся выше капельное орошение , на которое в первой половине 80-х годов в мировом масштабе приходилось около 420 тыс . га , позволяет значительно снизить расход воды (он на 20.. .25 % меньше , чем при обычном дождевании , и на 40...60 % — чем при поверхностном поливе ). Применяется и так называемое «кувшинное орошение» (например , в Бразилии , Индии ). Принципиально важно , что стремлению расш и рять оросительные системы все больше противопоставляются вопросы эффективности их функционирования. Б . А . Зимовец и др . (1998) предложили систему экологических ограничений на ан тропогенные воздействия , связан ные с возможностью деградации почв при орошении. данная система включает экологическ и е ограничения и требования , связанные с возможностью : - деградации физических свойств почв при орошении ; - развития засоления , осолонцевания и ощелачивания почв ; - подк и сления почв ; - развития подтопления и заболачивани я почв ; - развития оросительной эрозии почв ; - развития дегумификации почв ; - н еобратимого обеднения минералогического состава почв ; - развития загрязнения почв ; - неблагоприятного изменения численности и видового состава биоты в орошаем ы х почвах . Эко логически безопасное функционирование орошаемых агроэкосистем может быть достигнуто только при условии сбалансированного взаимодействия природных и антропогенных факторов с учетом : 1. требуемых гидротермического, воз душного, окислительно-восстановительного и питательного режимов почв в соответствии с фазами развития возделываемых сельскохозяйственных культур или агрофитоценозов; 2. оптимальных агро- и гидромелиоративных нагрузок на орошаемые почвы, не приводящих к деградации последних; 3. необходимых и допустимых агро- и гидромелиоративных воздействий на почвы в естественно или искусственно гидрогеологически и геохимически подчиненных по отношению к орошаемому агроценозу ландшафтах, не вызывающих деградации указанных почв; 4. допустимых изменений гидрологического и геохимического режимов грунтовых и подземных вод (в первую очередь пресных питьевых, различных минеральных вод и иных); 5. нормированных изменений гидрологического и геохимического режимов поверхностных вод в районах водозабора, сброса и последующего транзита коллекторно-дренаж н ых вод, обеспечивающих условия жизни различных гидробионтов и человека; 6. поддержания необходимого или допустимого санитарно-гигиенического состояния всех компонентов данного агроценоза и подчиненных по отношению к нему ландшафтов; 7. сохранения состава основных и уникальн ы х видов растений и животных (поддержание биоразнообразия) региона, в котором создается орошаемый агроценоз, а также в районах сброса и транзита коллекторно-дренажного стока; 8. технической надежности эксплуатации инженерных систем (Зимовец и др., 1998). Д ля оценки экологической допусти мости возможных воздействий на орошаемые почвы разработаны критерии и параметры нормального и неблагоприятного состояния почв , основанные на сумме агрофизических , фи зико-химических , биохимических , гидрохимических показателей и показателей эрозионной опасности. 2.2. Экологические последствия осушения Осушение земель возникло вместе с сельским хозяйством . Впервые о нем упоминается в письменных источниках четырехтысячел етней давности . Согласно историческим хроникам уже в период греческой цивилизации переувлажненные земли осушали с помощью постоянной системы открытых каналов . В районах избыточного увлаж н ения , прилегающих к Северному морю , сооружение осушительных систем на чало развиваться в Х в . В Х VI — Х VII вв . оно нашло применение и в других регионах Европ ы , где осушали болота и проводи ли водопонижение на территориях , прилегающих к рекам и озерам , а также на приморских низменностях . Воду отводили в водоприемники по открыты м каналам . Одновременно проводили работы по устройству защитных дамб в низовьях рек и на побережье морей . В России крупномасштабные работы по осушению болот были начаты в период строительства Санкт-Петербурга и освоения побережья Финского залива . В 1810 г . в Англии начали производить гончарные дренажные трубки из обожженной глины , что существенно способствовало последующему развитию дренажа . Особенно широкое развитие дренаж получил после создания в 1843 г . машинного пресса для изготовления круглых дренажных трубок . Но вый способ осушения быстро распространился в Австрии , Бельгии , Германии , России , США , Франции и других странах . — а Общая площадь осушенных земель в мире составляет 160,6 млн . га , или б олее 11 % мировой площади пашни и много летних насаждений . В бывшем СССР только в земледельческой зоне насчитывалось около 250 млн . га переувлажненных земель , но общая площадь осушенных земель составляла всего 12,5 млн . га . В Европе осушенные земли составл яют 70 % всей мелиорированной площади континента . Осушение болот и заболоченных земель наиболее развито в Великобритании , Венгрии , Италии , ФРГ , Финляндии , Франции , Югославии . В Африке осушенн ы е земли сосредоточены главным образом в Египте , Марокко , Судане. Перспективы развития осушительных мелиораций в мире оцениваются п римерно в 220 млн . га . Общий мелиоративный фонд в районах достаточного увлажнения России составляет 75,3 млн . га . В 38 административных образованиях (области , республики ) избыточно увлажненн ые земли составляют около 30 % общей площади сельскохозяйственных угодий , а в от дельных областях превышают 40 %. Большие работы по осушению земель ведутся в Подмосковье (пойма р . Яхрома ). Наиболее нуждаются в осушении земли Нечерноземной зоны , Сибири и д а льнего Востока. Любая осушительная система в целом представляет собой комплекс гидротехнических сооружений и устройств , с п омощью которых регулируется вод но - воздушный режим болот и заболоченных переувлажненных земель. Методы осушен и я зависят от типа питани я болот . Так , при атмосферном типе питания обеспечивают ускоренный поверхностный стон ; при грунтовом — понижение уровня грунтовых вод ; при напорном — сниж ение напора и уровней напорных в од ; при гру н тово - напорном — понижение уровня напорных и грунтовых вод ; при склоновом — перехват потока поверхностных вод ; при намывном — ускорение паводкового стока. Применяют следующие основные методы и технику осушения (Маслов и др ., 1981): · при атмосферном типе питания — устройство открытой системы каналов, закрытых дрен, кротование, глубокую вспашку и др. в сочетании со строительством каналов; · при грунтовом и грунтово-напорном типе — строительство открытых каналов, закрытых дрен и разгрузочных скважин, вертикальный дренаж; · при склоновом типе — строительство нагорных каналов, противоэрозионные мероприятия на склонах; · при намывном типе — строительство дамб, обвалование, регулирование русел рек и речного стока (строительство водохранили ща , переброска части стока в другие бассейны и др.). Каждый способ осушения характе ризуется определенной экологической направленностью , а следовательно , и последствиями , мнения о которых часто бывают неоднозначными , а порой и диаметрально противоположными. Так , в «Полной энциклопедии русского сельского хозяйства » , изданной еще в 1902 г ., находим мнение , представляющее интерес в связи с рассматриваемой проблемой . «От времени до времени раздаются у нас в общей и специальной печати голоса , считающие осушение болот в особенности на такой огромной площади , как Пол есье , вредным . Периодические засухи нашег о юга и востока и обмеление р . Д непр ставят даже в зависимость от осушения Полесья . Взгляд этот , однако , не может быть признан справедливым , тем более , что осушение Полесья пока велось настоль ко не интенсивно , что скорее именно теперь реки получат отсюда летом ту воду , которая раньше стояла над поверхностью болот и частью испарялась бес полезно для рек» настоящее время также имеются сторонники мнения о том , что болота являются важным водоохранным фактором и их осуш е ние приводит к уменьшению речного стока . Формированию такого мнения способствовало то обстоятельство , что первые относительно крупные осушительные работы , проводившиеся в европейской части России , особенно в бассейне Припяти , в последней четверти Х IХ в . с овпали по времени с периодом дли тельной засухи , поэтому засухи и обме ление Д непра связывали в то время с ра ботами по осушению болот . С конца Х I Х в . началось практическое изучение влияния мелиорации на речной сток (А . И . Воейков , К . С . Веселовский , Е . В . Оппоков и др .) работа изложена в Агроэкология 2000 . Русские ученые А . д . Брудастов , А . д . дубах , А . Н . Костяков , Е . В . Оппоков , а позднее и А . В . Огиевский отмечали , что грамотно проведенные осушительные мелиорации благоприятно влияют на сток рек и окружаю щую сре ду. По данным академика Е . В . Оппокова , торфяная залежь обладает огромной влагоемкостью , высокой капиллярностью и ничтожно малой водопроницаемостью (коэффициент фильтрации торфяной залежи 0,001.0,005 см /ч ). Вследствие этого насыщенный с весны водой торфяник удерживает воду , как губка , и расходует ее лишь на испарение. После мелиорации болот испарение с них сокращается (примерно на 15 %) при одновременном увеличении годового (примерно на 40 %), особенно меженного (в 2,5 раза ), стока с мелиорированны х речных водосборов . Предубеждение против осушительных мелиораций , с которым приходится иногда сталкиваться , объясняется односторонним подходом к оценке их влияния . В ряде случаев влиянию осушения необоснованно приписывают маловодье рек , вызванное в перву ю очередь дефицитом осадков ; Мелиорация болот и заболоченных земель , выполненная на научной основе /с соблюдением технических условий , в целом благоприятно сказывается на речном стоке , особенно на таких важных при использовании водных ресурсов видах стока , как минимальный и меженный , которые существенно увеличиваются . Отмечаемое же ухудшение водного режима а районах мелиоративных работ связано с недостатками в проектировании , строительстве и эксплуатации мел иоративных систем . Как п равило , максимальный сток в есеннего половодья и ли вневых паводков изменяется мало . Об этом свидетельствуют результаты исследований отечественных и зарубежных ученых , которые были доложены на Международном симпозиуме по гидрологии заболоченных территорий (Минск , 1972). Как известно , до осушения болота горизонты грунтовых и поверхностных вод смыкаются . Над территорией периодически выпадают осадки , пополняющие грунтовые и поверхностные воды . Часть осадков испаряется . Поскольку согласно многолетним наблюдениям закономерности выпадения о с адков после осушения фактически остаются неизменн ы ми , целесообразно рассмотреть , как меняется испарение с водной поверхности и болот при снижении уровня воды в результате создания системы осушительных каналов. Академик ВА С ХНИЛ С . Ф . Аверьянов (1956) устано вил , что зависимость интенсивности испарения с поверхнос ти грунтовых вод ( ) от глубины их залегания можно выразить в виде следующей формулы : 0 (1-( h / h 0 )) n ; где 0 — интенсивность испарения с поверхности ; h — глубина залегания грунтовых вод ; h 0 — кр итическая глубина уровня грунтовых вод , испарение при которой равно нулю ; ( h 0 =170+8 t ‚ t - среднегодовая температура воздуха ,); n — по казатель степени ( 1 n < З ). Если болото не осушено , то вода с поверхности испаряется равномерно . После осушения уровень г рунтовых вод снижается и испарение может варьировать от О до в согласно закономерности , описываемой формулой С . Ф . Аверьянова. Вследствие уменьшения испарения с понижением уровня грунтовых вод произойдет их пополнение и кривая депрессии несколько подниметс я . После этого снова произойдет незначительное увеличение испарения , которым в приближенных расчетах можно пренебречь . По приближенным расчетам пополнение водных ресурсов за счет уменьшения испарения в результате понижения уровня грунтовых вод при создании каналов осушительной системы составляет примерно 200.. .500 м 3 /га. Кроме того , пополнение запасов грунтовых вод происходит также за счет объема воды , зак люченной в порах грунта между начальным статическим и конечным динамическим уровнями грунтовых вод . Сл едовательно , сток после осушения болот увеличивается , и его можно определить по следующим формулам : Q = Q 0 + Q ; Q = 0,5 0 + g s ; где Q — сток после осушения ; Q 0 — сток до осушения ; — объем воды , по п олняю щ ий водные ресурсы в результате осушения болот ; 0 — испарение с поверхности грунтовых вод ; g s — объем воды , заключенной в порах грунта между статическим и динамическим уровнями гр унтовых вод. Физический смысл происходящих при осушении болот процессов раскрывает рисунок 1 ( Агроэкология 2000) . Если болото не осушено , то вода с его поверхности испаряется равномерно (показано стрелками , рис . 12.2, а ). После осу ш ения поверхность грунто вых вод снижается и испарение изменяется в соответствии с закономерностью , описываемой формулой С . Ф . Аверьянова . При этом объем испаряющейся воды сокращается примерно вдвое (на рис . 1 , а— прямоугольник , б— треугольник ). В районах осушения воздействие на почвы особенно интенсивно , а любые воздействия на почву (естественные или антропогенные ), Нарушающие сложившееся в прошлом равновесие , влекут соответствующие изменения в почвообразов ании , свойствах почв и их динамике. Большой вклад в разработку теоретических основ осушения почв внес академик В . Р . Вильямс . Представляют интерес данные им определения . Так , он писал , что почва , которая состоит нацело из органического вещества и в которой процесс развития существенного ее при - знака — концентрации в ней элементов зольной пищи растений — перешел в стадию регресса , носит название торфа , а природные угодья , в которых этот процесс совершается — болота . Под термином «избыточно увлажненные терр и тории» понимаются всякие земли , не имеющие торфяного слоя с поверх н ости , на которых наблюдается избыток вод разного происхождения (грунтовых , дождевых или снеговых ). Под термином «заболоченные земли» следует понимать при - родные угодья , в большей или меньш ей степени оторфованные. Значительную роль в болотообразовании играют климат , почва и рельеф . В . Р . Вильямс установил , что болота образуются не только от избытка влаги , но и от обеднения суходольных почв в результате развития почвообразовательных подзолист ых процессов . Поэтому болота могут образоваться как на водоемах , так и на суходолах . На пологих берегах водоемов процесс зарастания происходит и на водной поверхности , и на дне . Под водой развиваются большие массы взвешенных в воде микроскопических растен и й и организмов . Отмирая , они оседают на дно и разлагаются здесь , образуют залежи ила — сапропель . Водоем мелеет . Возникает болото. Таким образом , в каждом конкретном случае проведения того или иного в мелиорации необходимо составить четкую картину происход ящих процессов , особенно способных вызывать не - желательные изменения , в том числе и экологические . Проводимые мероприятия часто не дают желаемого эффекта , поскольку возможным последствиям не было уделено должного внимания . Чтобы прида ть мелиорированной почве свойства , обеспечивающие максимальную продуктивность возделываемых растений , мелиоративн ы е приемы необх одимо применять дифференцированн о , исход из особенностей почвенных разностей , специфики природных факторов и т . д . Учет свойств почв , объектов мели орации и особенностей их фу нкцио нирования в процессе сельскохозяйственного использования — обязательное условие управления агроценозами. Ус тановлено , что в процессе сельскохозяйственного использования земель на фоне дренажа происходит некоторое увеличение плотности нижних горизонтов почвы , что можно объяснить перераспределением ее коллоидной части нисходящими потоками воды . В целом наряду с положительным эффектом — возрастанием возможности перевода поверхностного стока в почвенный — возникает угроза потери с дренажными водами самой ценной с точки зрения плодородия коллоидной фракции почвы (потеря элементов питания растений ), выноса ее за пределы профиля с последующим осаждением в дренах и заилением их. Наблюдения за составом дренажных ‚вод таких почв показыва ют , что вместе с этими водами почва теряет питательные вещества (азот , фосфор , калий ). Иногда потери , в том числе и водорастворимых органических соединений , столь заметны , что грунтовые воды в колодцах и реках приобретают цвет чая . (Например , при обильном внесении в почву навоза без дополнительных мер по закреплению продуктов его минерализации в почве .) Зная свойства почв , стр оение их профиля и динамику почв енн ы х про ц ессов на фоне дренажа , можно предложить эффективные приемы улучшения почв и повышения их п лодородия . Современная наука и практика располагают богатым арсеналом таких приемов . Это , в частности , систематическое обогащение почвы органикой и закрепление ее в профиле кальцийсодержащими соединениями (известь , фосфориты , гипс и др .), внесение научно о боснованных доз минеральных удобрен ий (с преобладанием в их соста ве азотных и фосфорных ). Из а гро приемов на дерново - подзолистых оглеенных почвах эффективно рыхление иллювиального горизонта с одновременным обогащением его кальцийсодержащими веществами или искусственными структурообразователями. П ри использовании торфа и торфяных п очв учитываются следующие характеристики : элементарный состав органической и минеральной части твердой фазы ; степени разложения и гумификации органической части ; содержание зольны х элементов (зольность ). Осушение и сельскохозяйственное освоение осу ш енных торфяных почв сопровождаются их осадкой (объемными изменениями ). Это объясняется первоначальным обезвоживанием , а затем все более возрастающей ролью биохимических процессов , котор ые приводят к снижению содержания органического вещества в твердой фазе торфа. Осушение и сельскохозяйственное использование осушенных торфяных почв приводят к увеличению степени их разложения и гумификации . Повышение степени гумификации твердой фазы торф яной почвы при ее сельскохозяйственном использовании сопровождается увеличением содержания углерода , азота и битумов . Темпы минерализации органического вещества твердой фазы торфяных почв замедляются обратно пропорционально степени его гумификации . Другая важная особенность торфяных почв — низкое содержание в них элементов минерального питания растений . Чтобы придать поглощающему комплексу торфяной почвы способность накапливать «про запас» соединения калия , фосфора и других элементов питания растений , нео б ходимо «внешнее» обогащение минеральной частью . Известные специалисты по изучению торфяных почв ( И . С . Лупинович и Т . Ф . Голуб (1962) считают , что если основным приемом окультуривания минеральной почвы являются заправка ее органическим веществом и повышени е содержания гумуса , тона торфяных почвах , почти сплошь состоящих из органического вещества , положительным фактором является увеличение минеральной части . Чем в ыше зольность торфяной почвы , тем большую ценность она представляет для сельскохозяйственных цел ей . Результаты полевых опытов по внесению песка , глины и лёсса в осу ш енные торфяные почвы , проведенных как в нашей стране , так и за рубежом (в Германии , Финляндии ), на практике подтвердили эффективность такого приема окультуривания. Использование данного приема В п роизводственных условиях Новгородской области показало , что добавка минерального грунта в торфяные почвы достаточно результативна увеличивается плотность ; уменьшается полная влагоемкость ; создаются условия для наилучшей проходимости сельскохозяй ственных машин ; снижается подверженность торфяных почв пожарам и эрози и улучшается водный режим почвы — продолжительность периода с увлажнением , близким к оптимальному , увеличивается на 130... 150 дней ; улучшается температурный режим почвы — оптимальная те мпература в корнеобитаемом слое почвы достигается на 15.. .30 дней раньше ; увеличивается сумма положительных температур за вегетационный период примерно на 450 °С ; значительно снижается амплитуда колебаний температур ; уменьшается вероятность поздневесенни х и раннеосенних заморозко в улучшаются агрохимические свойства почвы — снижается кислотность , увеличивается содержание питательных веществ ; наблюдается благоприятное влияние на изменение водно-физических свойств почвы , а также ее водного , пищевого и т емперат урного режимов . В конечном счете было обеспечено существенное (до 100 % и более ) увеличение урожайности сельскохозяйственных культур и повышение качества продукции (содержание протеина в многолетних травах возросло с 6 до 16 %, белка в ячмене — на 2,0, сах ара в капусте — на 2,0, кр ахмала в картофеле — на 2,5 %). Изучение динамики свойств торфяных почв на фоне регулируемого водно - воздушного режима позволило В . Р . Будлею и С . Т . Вознюку сделать следующие выводы : 1. осушение земель и их последующее сельскохозяйственное использование сопровождаются существенным изменением свойств осушенных почв; 2. осушение и интенсивное сельскохозяйственное использование осушенных торфяных почв при сохранении их в первозданном виде — задачи, практически не осуществимые; 3. имеющиеся к настоящему времени научные данные о характере и направленности почвенных процессов и практический опыт сельскохозяйственного использования позволяют трансформировать осушенные торфяные почвы в новый тип окультуренных антропогенных почв с высоким и стабильным эффективным плодородием; 4. в связи с различиями задач сельскохозяйственного использования и сохранения болотных массивов в рекреационных, научных и других несельскохозяйственных целях необходимо строгое государственное планирование использования этих массивов по назначению. Безусловно , следует учитывать нежелательные процессы , которые могут развиваться в почвах под влиянием осушения , К ним можно отнести следующие : а ) в минеральных почвах легкого гранулометрического состава — интенсивную ми нерализацию органической части (растительных остатков и гумуса ); подкисление почвенного раствора ; появление и вынос продуктов разложения и подвижных веществ , в том числе питательных , с дренажными водами (с последующей возможностью закупорки дрен ); б ) в ми неральных почвах среднего и тяжелого гранулометрического состава — аналогичные процессы , но с большей выраженностью подкисления и меньшими потерями подвижных элементов с дренажными водами ; в ) в органогенных почвах — обезвоживание органического вещества , ег о гидрофобизация (несмачиваемость ) в результате переосушения ; интенсификацию минерализации торфа и образо вание при этом в избьиточных количествах (для растений ) аммиака , нитратов и переход их из почвы в воздух в виде молекулярного азота и в грунтовые воды . Отмеченные нежелательные явления — результат изменившихся под влиянием осушения гидрологических и микро кл иматических условий , следствие функционирования сложной системы возникающих взаимозависимостей и взаимообусловленностей . Надо иметь в виду , что прог нозирование возможных нежелательных изменений в почвах под влиянием их осушения только на основе учета свойств , проявляющихся визуально , часто приводит к ошибочному выводу о благополучии будущего мелиоративного состояния почв , что , в свою очередь , нередко приводит к серьезным ошибкам и необходимости исправления их в дальнейшем . По этой причине существует острая необходимость разработки специальных прогнозов , которые должны быть частью проектов регулирования водно-воздушного и связанных с ним режимов почв. С ложилость несколько методов разработк и поч в енно-мелиоративных прогнозов : 1. метод сравнительных почвенно-мелиоративных аналогий; он позволяет сопоставлять свойства и признаки целинных и мелиорированных почв при различной продолжительности сельскохозяйственного использования на фоне регулирования их водно-воздушного режима гидротехническим приемами; 2. балансовый метод, основанный на расчетах баланса продуктов почвообразовательных процессов, их компонентов, поступления и выноса веществ из почвенного профиля (чаще всего из корнеобитаемого объема) на единицу площади; 3. аналитические (математические) методы, основанные на математическом описании почвенны х процессов и их вероятной динамики; 4. метод моделирования процессов почвообразования и перемещения образовавшихся в результате их продуктов вместе с водой. Известный российский политик и государственный деятель Рамазан Абдулатипов , касаясь функционирования социальных структур , удачно заметил , что если мы не управляем процессами , то они управляют нами . думае тся , что этот тезис вполне применим и к экологическим проблемам оросительной и осушительной мелиорации. 3. Проблемы орошения в Новосибирской области Грунтовые воды Барабинской равнины изучались с той или иной степенью детализаци и всеми исследователями , работавшими на ее территории в разное время [ 1953, 1965, 1970; Покрасс , Базялевич , 1954; Долгов , 1954; Шаврыгий , 1954; Бейром , 1969; Бейром , Михайлова , 1970; Самсонов , Мартынов , 1977; Панин и др ., 1980; Курачев , Рябова , 1981; Вас ь кина , Корякова , 1982; Марченко , Мартынов , 1990; Тарасов , 1990; и др .]. Первые наиболее полные исследования грунтовых вод различных почв проведены Н.И . Базилевич [ 1965, 1970]. Многие положения автора относительно ГВ не потеряли своего значения и до сегодня шнего времени . Н.И . Базилевич исследовала процессы накопления и перераспределения солей в поверхностных и ГВ , определила факторы , влияющие на эти процессы. ( по данным Шкаруба А.М . 2000) 3.1. Влияние орошения на режим грунтовых вод На территории Бараб ин ской аккумулятивной равнины источниками солей служили продукты выветривания и почвообразования , сносимые с окружающей горной территории . Одна из главных особенностей Барабинской равнины — процессы образования соды в почвах , грун тах , ГВ . Природные условия Барабы (возраст , рельеф , геологическое строение , климат , геохимические условия , растительность ) сформировали развитие и широкое распространение на ее территории поверхностных и подземных вод содового со става , областей оттока , т р анзита и аккумуляции солей . Подземные и грунтовые воды вовлечен ы в единый геохимический поток , направленный с северо-востока и востоках юго-западу . В этом же направлении увеличивается минерализация вод и их состав изменяется от гидрокарбонатных к содовым и сульфатным . Минерализация подземных и грунтовых вод колеблется в пределах 0,5 — 150 г /л , В области питания , на востоке Барабинской равнины , воды пресные , в западной части они сильносолонцеватые и соленые . В результате вертикальной и горизонтальной циркуляц и й природные воды изменяют минерализацию и химизм , между потоками существуют Сложные гидродинамическ и е связи , ГВ повышенных элементов рельефа характеризуются слабым засолением , которое значительно возрастает в низинах , Химический состав ГБ тесно связан с ко лебаниями со держания соды — при упаривании оно возрастает , что изменяет Соотношение между Соответствующими ионами, В.М . Курачевым и Т.Н . Рябовой (1981) исследовались Г В Солонцовых почв Барабинской равнины (стационар «Карачи» ) в период засушливой фазы 1959 — 1968 гг . и установлена зависимость глубины залегания Г В и минерализации от Метеоусловий . Так , УГВ изменялся под корковыми солонцами в пределах 180 — 440 см , под средними — 290 — 550 и под солодями — 230 — 330 см , а минерализа ция — в пределах 0,82 — 2,05 г /л . Циклические колебания уронил залеган ия в той или иной мере засоленных ГБ обусловливают процессы засоления и рассоления почв в зоне их влияния . Установлено , что после влажных лет содержание солей в ГБ увеличивается за счет вы щелачивания их из почвы . При минерализации ГБ указанных почв свыше 2 г /л в ионном составе преобладали сульфаты и хлориды натрия , а менее 1 г /л — бикарбонаты натрия. Большую роль в формировании режима Г В играет микрорельеф [ и др ., 1980], через микропонижен ия которого поверхностные воды инфильтруются до зеркала ГВ . Авторы также установили , что смена многоводных лет маловодными в Каргат Чулымском междуречье усиливает процессы концентрации солей в Г В , в результате чего происходит засоление почв и грун тов . Во влажные годы , наоборот , происходит сброс накопи вшихся солей . Соли Г В , почв и пород подвержены пополнению , заме не , выщелачиванию т.е . постоянно находятся в движении . Зеркало Г В Каргат-Чулымского междуречья имеет местный уклон от водоразделов к долинам рек, а также региональный уклон в юго-западном направлении (0,0001 — 0,0003). Установлено , что подземный приток-отгок Г В на территории Бараб инской равнины имеет несколько с оставляющих , основными из которых являются напорные и безнапорные потоки подземных вод [ М ихайлова , 1970; Бейзель , 1982; и др .]. Подземные воды , обладающие напорностью , через размывы ложа водоупорных пород или в связи с их некоторой водопроницаемостью перетекают в верхние слои водовмещающих пород , повышают минерализацию Г В и изменяют химический состав . При сложных гидродинамических связях водовмещающих горизонтов между собой изменения в одном из них обязательно сказываются на минерализации и химизме вод в других горизонтах . Например , напорные воды кочковской свиты распространены повсеместно и п р иурочены к тонко-мелкозернистым пескам и су п есям [ Бейром , Михайлова , 1970]. Их минерализация изменяется в пределах 0,3 — 3 г /л . Глубина залегания кровли составляет более 10 м , а мощность водоносного горизонта 5 — 35 м . Они оказывают определенное влияние на уровень залегания , минерализацию и химизм Г В . По новым данным , неогеновые пород ы па в лодарской свиты , распространенной в Причановской депрессии , также не являются абсолютно водонепроницаемыми [ 1982] и через них , например , подземный приток в оз еро Чаны только в зимний период составляет около 25 мм. Сказанное хорошо прослеживается при изучении ГВ Кундранско го займ и ща (Восточная Бараба ). ( А.А . Марченко и В.А . Мартынов 1990) установили , что глины Убинско й с виты образуют водоу по р , который разделяет ГВ и первый от поверхности водоносный напорный горизонт . Последний на большей части Кундранского займища размыт и поэтому грунтовые и подземные напорные воды имеют тесную гидравлическую связь между со бой . Здесь пр еобладают восходящие фильтрационные токи и наблюдаются синхронные колеба ни я уровня грунтовых и напорных вод . Авторы установили величину разгрузки напорных вод в 35 мм слоя воды и два направления движения — местное — к центру за ймища и региональное — в юго-западном направлении . Минерализация Г В мелиорируемой толщи составляет здесь 0,3 — 62,2 г /л . Подземные напорные воды (павлодарский гори зонт ) изменяют свой химизм и минерализацию от пресн ы х гидрокарбонатных до слабосолен ы х сульфат но-хлоридных (0,4 — 32 г /л ). Здесь сосуществуют два процесса — з аболачивания и засоления почвогр унтов под влиянием грунтовых и подземных вод. Глубина залегания грунтовых вод Известно , что влияние орошения на почвы ОС проявляется прежде всего в изменении глуб ины залегания ГВ , минерализации и химизма , их подьем влечет за собой засоление и осолонцевание . По этой причине большое внимание автором настоящей работы уделено изучению влияния орошения на режим , минерализацию и химизм ГВ . Нами исследовались указанные п о казатели режима ГВ орошаем ы х почв , занимающих различные элементы рельефа — верхние части , склоны и шлейф ы грив , плоские п ов ы шения , низкие равнинные участки. Исследователями ГВ Барабы в естественных условиях установлено, (Шкаруба А.М . 2000) что сезонное пита ние ГВ на оро шаемы х массивах происходит в основном в весенние и осенние периоды (рис . 2 ). Осенние подъемы глубин залегания ГВ выражены значительно слабее . В весенние периоды пит ание ГВ на всех почвах орошаемых массивов максимальное , в связи с этим происходит повсеместный подъем глубины их залегания . Дальнейший ход глубины залегания ГБ определяется увлажненностью вегетационного периода и режимом орошения , при этом максимальное ст о яние уровня залегания ГВ может продолжаться по август— сентябрь , а в отдельные влажные годы — и до ноября (например , в 1986 г .). С окончанием вегетационного пери ода УГВ на орошаемых массивах начинает понижаться и в феврале— мар те достигает максимальных глубин . В конце марта — в апреле , по мере отт аивания почв , она резко повышается , достигая минимума в мае . По исходжным данным , подъем УГВ происходит со средней скоростью около 2 см /сут , а его спад — со скоростью около 1 см /сут . Пр ичем под автоморфн ы ми и полугидроморфными почвами эти показатели составляют соответствен но 1,1 — 1,5 и 0,5 — 0,7 см /сут , а для гидроморфн ы х почв — 2 — 5 и 0,8 — 1,2 см /сут . Различие скоростей понижения глубины залегания ГВ для автоморфн ы х и гидроморфн ы х почв обус ловлено в первую очередь более интенсивным расходом ГБ на испарение у вторых почв , чем у первых . другая причина различия скоростей спада глубины залеганвя Г В в указанных почвах — подпор ГВ со стороны пониж ений , т . е . блокировка оттока ГВ [ Спра вочник ..., 1 962]. В половодье сначала затапливаются низкие межгривн ы е участки рельефа , и глубина залегания Г В под ними превышает таковую повышенных участков , ГВ движутся в это время в на правлении к повышениям . По мере испарения талых и поверх н остных вод , расхода на т ранспирацию глубина залеган ия ГВ межгривн ых участков снижается и поток ГВ меняет свое направление на обратное — от повышений к низинам . Подобная кар тина отмечена В.М . Курачевым , Н.И . Базилевич и Т.Н . Рябовой ( на стационаре «Ка рачи» , а также З.И . Воропаев ой ) Эти потоки являются определяющими в местном движении Гн , в формировании их гидрохимического режима в весенне-летне осенние периоды . Видимо , общий региональный отток ГВ с тер ритории имеет меньшую составляющую чем местный с конк ретного массива (гривы , п овышения ), который усиливается испарительной и десуктивной составляющими оттока . Обратный спад глубины залегания ГВ происходит с меньшей с коростью и длится более продолжи тельное время за счет разности фронтальных давлений — в половодье фронт давления и его протяженность (определяемая наличием повышений ) значитель но боль ше , чем в меженн ы е периоды . Известно , что небольшие по площади повышения (менее 30 х 40 м ) не могут образовывать ку п ола ГВ и под ними зеркало ГВ имеет выровненн ы й характер . В Барабе гривы имеют значительные размеры как в продольном , так и в поперечном направлениях , и поэтому куполообразная поверхность глубины залегания ГВ под ними имеет место , что отмечают В.М . Курачев , Т.Н . Рябова и Н.И . Базилевич [ В связи с этим в условиях орошения при оптимальных поливных нормах ГВ повышений будут вытесняться гравитационным давлением в существующие «естественные дрен ажа » . Для нормальной работы «естественного дренажа» в технологии орошения требуется выполнить определенные требован ия — периферийные части грив необходимо начинать орошать в более поздние сроки , с тем , чтобы не создавать условий для подпора ГВ в пониж ению и не блокировать их отток с более высоких Отметок. 3.2. Влияния орошения на подвижность фтора в почвах Барабинской равнины Установлено, что орошение слабоминерализован н ым и щелочными водами может приводить к значительному увел ичению концентраций вадораствори мого фтора (до уровня пдк ) в пахотном горизонте почв Барабинской равнины. Почвы большей части Барабинской равнины нахо дятся в зоне недостаточного увлаж нения и нуждаются в орошении . Однако условия их ме лиоративного с освоения относятся к кате гории сложных . Сложность заключается в том , что почвенный п окров здесь отличается пространственной неоднород н остью , которая обусл овлена следующими региональными особенностями территории : 1. гривным характером рельефа, 2. пестротой почвообразующих пород, 3. высокой минерализацией грунтовых и поверх ностных вод. В пределах одной мелиоративной системы могут находиться участки с изб ыт очным и с недостаточным увлажнением . Ситуацию усугубляет частое преобладани е в солевом составе грунт овых и поверхностных вод гидрокарбоната натрия и соды В результате орошения щелочными водами происходят изменения физико-химических свойств почвы , выра жа ющиеся в осолонцев ании и осолончаковании . Отрицательное влияние этих процессов на плодородие хорошо известно : в профиле почвы накапливаются легкорастворимые соли и суще ственно меняются оки слительно-востановитель ны е и кислотно-щелочные условия . С этими усло виями тесно связана подвижность многих химических элементов , к числу которых относится фтор. Поведение фтора сильно зависит от реакции среды и некоторых других физико-химических свойств почвы , которые могут изменяться при орошении . Поступление этого элемен та в растительность и грунтовые воды тесно связано с его концентра цией в п очвенном растворе . На орошаемом овощном участке АО Ульяновское (Барабинский район Новосибирской области ), расположенном на склоне гривы , был заложен ряд почвенных разрезов (Ермолов Ю.В . 2000) . Почва на вершине грив ы (разрез ы № 188 и 25) — чернозем выщелоченный , почва на нижней части склона гривы (разрезы № 40, 41) — черноземно-луговая солончаковат ая . Разрезы № 25, 40, 41 заложены на орошаемых овощн ых полях, разрез № 188 — на неорошаем ом участке (в ка честве фонового ). Орошение проводилось водами оз . Песч аное в течение 30 лет . В почвен ных образцах были определены следующие по к азатели : рН вод ы ., содержание карбонатов кальция , катионно-анионный состав и электропро во дность водной вытяжки , в аловое содержа н ие и водорастворимая форма фтора . В воде оз . Песчаное определены электропроводность, содержание катионов Са М g K , Na , и аяионов F , а также величина рН. Сопоставление физико-химических свойств почв (таблица № 3 ) (Ермолов Ю.В . 2000) Таблица № 3 Содержание фтора в почвах , их некоторые физико-химические показатели свидетельствует о том , что под влиянием орошения в профиле автоморфной почвы (разрез № 25) по сравнению с контролем (разрез № 188) произошло значительное подщелачивание , в среднем на 1,5 — 2,0 единицы рН . Особенно оно заметно в верхней части профиля и поэтому несомненно связано с влиянием на почву щелочн ы х оросительных вод. Неблагоприятное действие орошения та кже выразилось в увеличении концентрации легкорастворим ы х солей , на что указывает изменение электропроводности и ионный состав водной в ы тяжки . (табл ица № 4 ) (Ермолов Ю.В . 2000) Таблица № 4 Ионный состав и электропроводность водных вытяжек из почв. Обращает на себя внимание то , что в верхней части профиля совершенно изменились соотношения катионов и анионов . Отношение N а /Са расширилось о т 0,16 — 0,19 до 18 — 2,6. Среди ани онов многокра т но возросла доля N СО 3 . Содержание сульфатов и хлор и дов также увеличилось относител ьно неорошаемой почвы . Общая минерализаци я водной в ы тяжки из пахотного горизонта автоморфной орошаемой почвы возросла п о сравнению с неорошаемой в 4 раза . Этот рост обу слов лен главным образом накоплени ем гидрокарбоната натрия . Он со п ровождается повышением рН , что можно рассматривать как начало процесса осолонцева ни я пахот н ого горизонта ( Ермолов Ю.В . 2000) . Полученные данные не покажутся неожидан ными , если сопоставить их с фи зи ко-химическ ими свойствами пол ивн ых вод (табл ица,№ 5 ) (Ермолов Ю.В . 2000) . Таблица № 5 Физико-химические свойства воды из озера Песчанное Электропроводность мСм /м Концентрация мг /л Рн Ca Mg Na K F 230 8,17 52 28 300 13 0,4 Инте рес но , что в результате орошени я в пахотном гори зонте автоморф н ой почвы (разрез № 25 — чер нозем выщ елоче ны й ) (Ермолов Ю.В . 2000) произошло увеличение содержания водорастворя е мого фтора до концен траций (8 м г /кг почвы ), гра ни чащих с предельно допустимой (рисунок 2а ) (Ермолов Ю.В . 2000) . Для автоморфных почв Барабинской равнины , как показано исследованиями (Ермолов Ю.В . 2000) такие концентрация в верхней части профиля совершенно не характер им . Обычно он и не превышают 1 мг /кг почвы (рисунок 2 б ). Поэтому влияние орошения здесь не вызывает сомнения . Но возникает вопрос , является ли отмеченный факт следствием высокого содержания фтора в поливных водах и ли увеличение подвижности фтора в почве про изошло из-за изменения ее физико-химических свойств . Общее содержание фтора в почвах невелико — 250 — 350 мг /кг и различается на орошаемом и неорошаемом участках незначительно ( табл ица 3 ). Для Барабы , , среднее содержание фтора в поверхностн ых водах со ставляет 0,33 м г / л . Концентрация фтора в воде оз . Песчаное — 0,40 мг /л . При пол и вн ы х нормах в 2000 м г /га в год и периоде орошения 30 лет водой было привнесено около 8 м г фтора на 1 кг почвы. Известно , что содержание водораствор и мого фтора в почв е контролируется величиной рН . Максимум абсорбция фтора почвами наб людае тся в диапазоне рН 6,0 — 6,5. С ростом рН происх одят замещение фторид-иона , свя занного с аморфными полуторными гидроокис лами и глинистыми минералами , ги дроксил-ионом , и повышение концент рации фтора в почвенном растворе . Как показали исследования (Ермолов Ю.В . 2000) критическое значение рН , когда концентрации водорастворимого фтора достигают ПДК , для почв Барабы равно 8,3. В результате орошения исследуемого участка величина рН сильно сдвин улась в щелочную сторону , по атому способность абсорбировать фтор у почвы резко снизилась и поступивший с водами фтор остался в растворимом состоянии . Возможно , из почвенного поглощающего комплекса (ППК ) в растворимое состояние перешло некоторое количество обменно-связанного фтора . Этому способствуют потеря структуры и увеличение дисперсности илистых частиц почвы при замещении кальция натри я в почвенно и поглощающем ком плексе. Полуги дроморфные орошаемые почвы , рас положенные в нижней части склона гривы (раз резы № 40, 41), исп ыты вают воздействие не только оросительных , но и минерализованных грунтовых вод . Действительно , и величина рН , и распределение легкорастворимых солей в профиле говорят о контакте этих вод с почвой . Содержание водораст в оримого фтора здесь сначала несколько убывает вниз по про филю , затеи снова нарастает ( Рисунок 2 а ). Такое распределение водорастворимого фтора не характерно для почв полуг и дромофного ряда . В профиле неорошаем ых засоленн ы х полуг идроморфных и ги дроморфных почв обычно наблюда ется один максимум накопления водорастворимого фтора , совпадающий с горизонтом максимальной аккумул яции легко растворимых солей ( рисунок 2 б ). При орошении произошло накопление фтора в верхней части профиля . Появление щелочных грунтовых вод в орошаемой толщ е привело к увеличению концентраций водорастворимого фтора во всем профиле черноземно -луговой почвы . Как отражается э то на качестве сельскохозяйственной продукции , пока не установлено (Ермолов Ю.В . 2000) . Исследования показали , что ороше н ие сла боми нерализо ванными щелочными водами может приводить к значительному увеличению концентраций водорастворимого фтора в авто и полуг и дроморфн ы х почвах Барабинской рав н ины , что необходимо учит при изучении почвенного покрова , при оценке техно - и агрогенного воздействия н а почву . Увеличение растворимости соединений фтора в почве от щелочных оросительн ых вод потенциально опасно изб ыт очным накоплением этого элеме н та в сельскохозяйственной продукции и питьевой воде. Заключение Мелиорация земель является объективно й необходимостью в деле преобразования природных комплексов , превращения болот и заболоченных земель в высокопродуктивные сельскохозяйственные угодья , социального и экономического преобразования страны . Как важнейшее звено интенсификации сельскохозяйствен н ого производства мелиорация призвана внести ощутимый вклад в решение Продовольственной программы. Экологические аспекты неразрывно связаны с хозяйственной стороной проблемы и требуют всестороннего внимания и глубокого осмысления . В России и странах ближнег о зарубежья площади , охваченные водными мелиорациями , постоянно увеличиваются . Это ведёт к значительному увеличению потребления водных ресурсов . При проведении водных мелиораций ежегодно расходуется до 200 км 2 воды в зависимости от степени увлажнения . Кром е того , в рассматриваемых странах практически нет земель , которые бы не нуждались в тех или иных видах мелиорации для коренного улучшения их плодородия . Освоение новых сельскохозяйственных угодий под орошение часто сдерживается дефицитом водных ресурсов , п оскольку этот вид мелиораций характерен в первую очередь для южных районов страны . Главным вопросом , особенно при крупномасштабной мелиорации , является влияние осушительных мелиораций на водный режим регионов . После создания осушительной системы г идрологический режим существенно трансформируется . Наибольшие изменения отмечаются в речном стоке . В первые годы начальной эксплуатации осушительных систем в бассейне происходит некоторое увеличение годового стока за счёт интенсивного сброса избыточных во д . Впоследствии он может снизиться до своей первоначальной величины (до начала мелиоративных работ ). Установлено , что после проведения осушения земель , особенно в первые годы , в речном стоке повышается доля подземного питания . Анализ послемелиоративных изм е нений стока в етнее -осеннюю межень показал , что в этот период водность реки увеличивается . Сток весеннего половодья меняется мало , в основном в сторону его снижения , так как на мелиорируемых землях он формируется под влиянием двух основных факторов , дейст вующих в противоположных направлениях : увеличение ёмкости зоны аэрации , что вызывает большие потери талых вод , и возрастание скорости стекания весенних вод вследствие развитой искусственной гидрографической сети. В настоящее время высказывается много наре каний в адрес мелиораторов в связи с регулированием и спрямлением малых рек . Следует сказать , что так называемое решительное спрямление проводилось тогда , когда страна не обладала достаточными материальными , денежными и энергетическими ресурсами . Кроме то г о , необходимо было решать проблему обеспечения населения страны продовольствием . На этом этапе необходимо было путём применения простых , недорогих методов мелиорации быстро ввести в интенсивный сельскохозяйственный оборот осушенные земли. Часто в мелиорат ивных целях строятся многочисленные водохранилища , пруды . Примером тому может быть Полесская низменность , где в организации водного хозяйства использованы два подхода . Если в Белорусском Полесье для обеспечения развития сельского хозяйства создают в основ н ом водохранилища , то в Украинском — пруды . В результате крупномасштабной мелиорации , проведённой за последние два десятилетия , Белорусское Полесье превратилось в один из развитых индустриально-аграрных регионов республики . Без сомнения , мелиорация земель сыграла ведущую роль , без неё интенсификация сельского хозяйств в этом регионе была бы просто невозможна . И при этом не произошли те катастрофические последствия , которые пророчили , а именно : обмеление Днепра и Припяти , не изменился климат и не участились засухи . Например , объём стока Днепра у поста Лод-Каменка в 1980 г . Был такой же , как и в 1824 г ., несмотря на то , что в водосборе до этого поста осушено около 3 млн . га земли. Главным из нерешённы х в настоящее время вопросов в науке является установление допустимого объёма мелиорации для каждого конкретного водооборота с учётом рационального использования всех природных ресурсов и интересов всех отраслей народного хозяйства . Но , учитывая стратегию правительства , всё это плавно отходит в раздел «ближайшего будущего» . Список используемой литературы 1. Агроэкология / В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев и др.; Под А 26 ред. В.А. Черникова, А.И. Чемреса. – М: Колос 2000 – 536 с.; ил. Стр 267-282 2. Шумаков Борис Борисович. Научные основы ресурсосбережения и охраны природыв мелиорации и водном хозяйстве. М.: НР, 1998, 312 с. Стр19-21, 52-53. 3. Шкаруба А.М. Почвенно – экологические аспекты орошения Барабы / Отв. Ред. В.М. Курачев; РАН. Сиб. Отд-ние. Ин-т почвоведения и агрохимии. – Новосибирск: Изд-во СО РАН. Фил. «Гео», 2000. – 204 с. Стр. 65-73 4. Ермолов Ю.В. Влияние орошения на подвижность фтора в почвах Барабинской равнины // Сиб. Экол. Журнал. – 2000 Т 7, №2. – стр 243-246 5. Интернет сайт www .5 ballov . ru . стр 1
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Купил чукча мобильный телефон, а он ему через неделю и говорит: "Чукча, чукча - телефона кушать хочет"...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по сельскому хозяйству и землепользованию "Экологические проблемы водной мелиорации", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru