Мелиорация и ее последствия

Размещено на http://www.allbest.ru/

МЕЛИОРАЦИЯ И ЕЕ ПОСЛЕДСТВИЯ

Введение

С переводом земледелия страны на интенсивный путь развития предполагается прежде всего лучшее использование существующего земельного фонда, повышение плодородия почв и резкое повышение урожайности основных зерновых, кормовых и технических культур, разработка и внедрение научно обоснованной системы земледелия, которые должны сочетаться с продуманными мерами по предупреждению нежелательных экологических последствий.

Интенсификация земледелия невозможна без улучшения плодородия почвы с помощью мелиоративных мероприятий. Однако эти мероприятия не дадут полноценной отдачи без внесения полной дозы минеральных удобрений, сбалансированной по отдельным компонентам. Химические методы широко используются и для сохранения выращенной сельскохозяйственной продукции. Ограничение вредного воздействия водной и ветровой эрозии является также одним из наиболее эффективных и доступных способов повышения плодородия почвы.

Под мелиорацией почв понимают систему мероприятий, связанных с коренным улучшением свойств почвы и условий почвообразования с целью повышения плодородия почвы. Мелиорация осуществляется путем искусственного регулирования водно-теплового, воздушного, солевого, биохимического и других режимов с помощью орошения, осушения, промывок, обработки почвы внесения в нее химических и органических удобрений. Мелиорация почвы-важный агротехнический метод, особенно для территорий с неблагоприятным водно- тепловым и воздушным режимом почвы и ее засолением.

Различают два вида мелиорации: орошение земель, при котором наибольшее значение имеет искусственное увлажнение почвы благодаря подаче воды для повышения влагообеспеченности растений и их урожая; осушение земель, при котором преследуется цель отвести избыточную влагу из пределов корневого слоя для достижения необходимых водно-тепловых условий произрастания растений и улучшения аэрации почв.

Оба вида мелиорации практикуются с момента возникновения земледелия, хотя их научные основы были разработаны лишь в XX в. Потребность в мелиорации земель мира определяется прежде всего климатическими особенностями. Большая часть населения Земли проживает в тропическом и субтропическом поясах, где особенно требуется орошение земель. Почти 20 % населения проживает на территориях, где требуется борьба с избыточным увлажнением почв. Поэтому оросительные и осушительные мелиорации земель применялись с древнейших времен. Практика показывает, что при орошении земель урожайность сельскохозяйственных культур повышается в 2-3 раза, а возделывание некоторых из них (рис, хлопок) вообще невозможно без орошения.

В настоящее время площадь орошаемых земель во всем мире, по экспертным оценкам Всемирной организации по проблеме продовольствия (ФАО), составляет 236 млн. га, из них около половины приходится на территорию Южной Азии.

Около 60 % всех орошаемых площадей мира приходится на долю четырех стран: Китая-85,2 млн. га (45 % обрабатываемой площади), Индии - 36.4 (21 %), США-16,5 (9 %), бывшего СССР - 16,0 (7 % обрабатываемой площади). Эксперты ФАО полагают, что к концу XX в. площадь орошаемых земель в развивающихся странах возрастет на 50 %, главным образом, за счет расширения орошаемого земледелия в Южной Азии, Африке и Латинской Америке. В развитых капиталистических странах прогнозируется умеренный рост орошаемых площадей (порядка 17-19 %), причем особое внимание уделяется экономии воды при Орошении, поскольку потери ее в открытых каналах на фильтрацию и испарение в настоящее время оцениваются в 40-60 %.

Орошаемое земледелие в развивающихся странах со скудной дозой минеральных удобрений и современных средств защиты растений не может привести к резкому росту урожайности. Разрыв в масштабах применения минеральных удобрений от промышленно развитых стран здесь еще весьма велик. Так, в Индии 1 га обрабатываемой земли получает минеральных удобрений в 7 раз меньше, чем в США. Послеуборочные потери урожая в развивающихся странах оцениваются в 25-40 %, вследствие чего амбарный урожай на такой же процент меньше биологического.

В целом мире многими исследователями фиксируется возрастание; степени засушливости климата, особенно на Африканском континенте. Катастрофические засухи 70-х годов охватили огромные территории Африки (Эфиопия, Судан, Вольта, Чад, Нигерия, Мавритания, Сенегал, Кения, Танзания и др.). Засушливые явления наблюдались в Латинской Америке (Бразилия, Аргентина, Парагвай, Боливия). Засухи отмечались в пределах Северной Америки. Только в XX в. их насчитывается более 26. В Северной Америке наиболее часты засухи в центральных районах США и Канады.

Причиной засух являются квазиритмические колебания увлажненности, а также антропогенные факторы. К последним относят уничтожение лесов на обширных территориях, неумеренный выпас скота, приводящий к деградации растительного покрова, и другие факторы подстилающей поверхности суши, нарушающие естественный влагооборот. Необходимость осуществления крупных мелиоративных мероприятии в России диктуется неблагоприятными климатическими условиями обширных территорий, вследствие которых большая масса сельскохозяйственных земель находится в районах избыточного либо недостаточного увлажнения. Мелиорация земель является важнейшей мерой, необходимой для неуклонного наращивания производства зерна и создания устойчивой кормовой базы животноводства, повышения общей эффективности сельскохозяйственного производства.

Неблагоприятные климатические условия в засушливые годы приводят к большим колебаниям валового сбора зерновых в урожайные и неурожайные годы, достигающим около 60-70 млн. т. Развитие мелиорации включает в себя ввод новых площадей и реконструкцию старых. Предусмотрены другие меры, направленные на упорядочение структуры посевов, с целью повышения удельного веса производства зерна, кукурузы на зерно и кормовых культур, внесения полной дозы минеральных удобрений (330-350 кг), сбалансированных по отдельным компонентам. Особое внимание обращается на повышение уровня мелиоративного строительства, внедрение прогрессивных мер организации труда, экономное использование водных ресурсов на мелиоративных системах, особенно в орошаемом земледелии.

С развитием орошаемого земледелия выдвигаются экологические проблемы. Главная из них - борьба с вторичным засолением почв, которое возникает при неумеренном орошении и высоком уровне грунтовых вод. Решение этой проблемы возможно при разработке и внедрении научно обоснованных норм полива применительно к конкретным климатическим и гидрологическим условиям территорий.

Борьба с засолением почвы актуальна и в глобальном масштабе. Засоление почвы происходит почти на половине орошаемых земель мира, в том числе на 30 % орошаемых земель США. Хотя в нашей стране достигнуты значительные успехи в борьбе с засолением почвы, это явление не ликвидировано до сих пор.

При осуществлении широких мелиоративных мероприятий в зоне степей следует иметь в виду, что новообразование грунтовых вод здесь происходит значительно быстрее, нежели в зонах полупустынь и пустынь. Примерно за 10 лет уровень грунтовых вод может достигнуть критического состояния (1,5-2,5 м от поверхности), вызывая засоление и заболачивание почвы. Кроме того, в условиях орошения возникает способность вторичного содового засоления почв, так как южные черноземы и каштановые почвы в ряде районов имеют повышенную остаточную солонцеватость и щелочность на глубине 0,5-1 м. Присутствие соды в поверхностных горизонтах почвы вызывает ряд сложных трудно устранимых физико-химических процессов, снижающих плодородие почвы. В степных районах Прикаспийской низменности почти отсутствует верхняя зона пресных вод при слабой естественной дренированности территории. В Среднем и Нижнем Поволжье из 8,2 млн. га земель, пригодных для орошения, лишь 14,6 % не потребуется дренажа. В Зауралье к воздействию указанных факторов добавляется необходимость учета более сокращенного по сравнению с условиями Европейской части России вегетационного периода, когда возможна потеря части урожая вследствие наступления ранних заморозков.

Основной экологической проблемой орошаемого земледелия в степной и аридной зонах является предотвращение вторичного засоления почвы. Она может решаться различными методами: гидротехническим (строительство глубокого дренажа), мелиоративным (нормирование поливов, вплоть до перехода на "голодные" нормы полива во влажные годы, промывка мелиоративных систем), агрономическим (внедрение фитомелиорации, глубокое рыхление почвы).

Проблема, тесно связанная с экологической - нормирование качества возвратной (дренажной) воды, сбрасываемой с полей орошения, содержащих включения минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов. Она является особенно актуальной для пустынной и полупустынной зон России, где водные ресурсы весьма ограничены и существует опасность их истощения.

Экономия воды в орошаемом земледелии является одной из наиболее ответственных задач водного хозяйства страны. Главный путь ее решения: повышение коэффициента полезного действия (к.п.д.) оросительных систем, который меняется в весьма широких пределах. Это означает, что в старых мелиоративных системах на пути от источника водозабора до корнеобитаемого слоя орошаемого поля теряется от 65 до 75 % воды. Поэтому инженерное переустройство оросительных систем является действенным средством не только экономии воды, но и дальнейшего развития орошаемого земледелия.

1. Осушение почвы

Осушение по своей принципиальной основе противоположно орошению. Его существо заключается в отводе избыточной влаги за пределы корнеобитаемого слоя растений с целью улучшения водно-теплового режима почвы и повышения ее плодородия. Осушению подвергаются переувлажненные земли и болота с целью вовлечения последних в сельскохозяйственное производство. Поэтому осушаемые массивы располагаются в зоне избыточного увлажнения.

Высокой заболоченностью отличаются равнинные территории с замедленным водообменом и высоким положением уровня грунтовых вод. Много заболоченных земель и болот имеется на Европейском Севере и Северо-Западе (около 60 % общей площади). Сильной заболоченностью отличаются Полесье, Мещерская и Костромская низменности. Однако центром мировой заболоченности является Западно-Сибирская низменность площадью в 1,3 млн. кв. км, заболоченность которой составляет около 50 %. Болота распространены на территории Якутии, Дальнего Востока. Методы осушения заболоченных земель в принципе мало отличаются друг от друга. Основной метод заключается в понижении уровня грунтовых вод с помощью открытого либо закрытого дренажа. В настоящее время развитие получил более прогрессивный метод осушения - двустороннее регулирование, когда мелиоративная система может использоваться в засушливые периоды - для орошения земель, а во влажные - для отвода избыточных вод через дренажную сеть. Потенциальный фонд для осушения земель в России весьма велик. осушение мелиорация пестицид удобрение

Мелиорация земель - активный метод повышения продуктивности земледелия. Наибольший экономический эффект мелиорация земель приносит в том случае, если она проводится в комплексе с хозяйственным освоением земель, включая их химизацию, культур-технические работы и надлежащий уход за посевами. В 70-е годы при быстром росте осушаемых земель в отдельных районах отмечалась тенденция отставания их хозяйственного освоения, что снижало эффективность мелиорации. В отдельных случаях земли переосушивались (Белорусское Полесье). Внедрение мелиоративных систем двустороннего регулирования позволяет проводить мелиорацию более эффективно.

Неблагоприятные экологические последствия осушения земель заключаются в их переосушении, вследствие чего снижается уровень грунтовых вод в прилегающих территориях и происходит уменьшение величины устойчивого стока в реки, а в ряде случаев на прилегающих территориях наблюдается подсыхание лесов и исчезновение влаголюбивой растительности. Вместе с тем, повышенная густота открытой осушительной сети может привести к повышению весенних максимумов стока на малых реках. На крупных мелиоративных системах наблюдается существенное обеднение растительного и животного мира. Низкое качество осушительной мелиорации может привести к вторичному заболачиванию почвы.

2. Применение удобрений. Пестициды

Ежегодно вместе с урожаем из почвы выносятся десятки миллионов тонн питательных веществ: азота, калия, фосфора, магния, серы и других, которые необходимо компенсировать. Поэтому внесение в почву органических и минеральных удобрений является важнейшим средством повышения плодородия почв.

Каждый рубль затрат на минеральные удобрения приводит к возрастанию окупаемости, оцениваемой для различных видов сельскохозяйственной продукции от 2 до 5 руб. Особенно эффективно применение удобрений в южных районах страны при выращивании хлопка, сахарной свеклы, плодов, овощей. В этих условиях затраты на внесение удобрений окупаются в течение года.

При сбалансированном использовании минеральных удобрений каждый рубль на их производство обеспечивает прибавку урожая на 10 руб. Это достигается при соотношении азота, фосфора и калия в удобрениях 1:1,1: 0,8. Между тем, структура производства минеральных удобрений пока не соответствует этому соотношению. С улучшением структуры производства и использованием минеральных удобрений должен значительно увеличиться урожай.

Химикаты в земледелии применяются при защите растений от действия вредителей, сокращении потерь урожая при его транспортировке и хранении. Эксперты ООН оценивают ежегодные потери урожая в 75 млрд. долл., которые складываются из потерь от вредителей (30 млрд. долл.), от болезней растений (25 млрд. долл.) и действия сорняков (20 млрд. долл.). Потери биологического урожая от действия вредителей для различных культур составляют 30-50 %. Особенно велики потери биологического урожая для хлопка, картофеля, фруктов и винограда. Необходимость применения пестицидов - химических средств защиты от действия сорняков, вредных насекомых, клещей, болезнетворных грибков вызывается "биологическим взрывом" разнообразных вредителей в мире. (Нашествие колорадского жука в США и Европе, гессенской мухи в США, крыс в тропическом поясе и т.д.). Сельскому хозяйству приносят ущерб около 8 тыс. различных грибков, 10 тыс. насекомых, около 2 тыс. червей.

Пестициды по воздействию на вредителей делятся на следующие группы: гербициды - средство уничтожения сорняков, инсектициды-средство для борьбы с вредными насекомыми, нематоциды - для уничтожения червей, фунгициды - для борьбы с грибковыми и вирусными заболеваниями, бактерициды - для уничтожения возбудителей болезней, дефолианты - средство для удаления листвы. К классу пестицидов относят и ростовые вещества, используемые для ускорения либо торможения роста некоторых растений.

Пестициды широко используются в сельском хозяйстве. По мнению зарубежных исследователей, применение пестицидов позволяет сберечь 50 % урожая хлопка, картофеля, фруктов, увеличить на 25 % производство мяса, молока и шерсти.

Защита растений позволяет потенциально сохранить 15 млн. т зерна, 10 млн. т сахарной свеклы, 1,4 млн. т хлопка, 10 млн. т овощей. Принося, как и удобрения, огромную пользу сельскому хозяйству, пестициды вызывают нежелательные вторичные экологические последствия: гибель некоторых видов полезных растений, насекомых (муравьев, пчел и др.). Некоторые виды их (например, ДДТ) оказывали вредное воздействие на животный мир и здоровье человека.

В 90-е годы в нашей стране стали широко применяться биологические методы защиты растений, не оказывающие вредных воздействий на здоровье человека и окружающую среду. Они дешевы и высокоэффективны, поэтому перспективны.

Внесение минеральных удобрений приводит к их вымыванию из поверхностных горизонтов почвы. Особенно опасны соединения фосфора, обычно попадающие в водоемы в связанном виде вместе с частицами почвы и способные мигрировать на большие расстояния. При многолетнем применении больших доз фосфорных удобрений, в особенности туков двойного суперфосфата, в почве могут накапливаться элементы, обладающие повышенной токсичностью. Внесение повышенных доз калийных удобрений может приводить к изменению соотношения между калием и натрием в пастбищном корме, которое вызывает заболевания скота.

Повышение дозы нитратов в воде неблагоприятно отражается на живых организмах, так как под действием кишечных бактерии они переводятся в нитриты, обладающие повышенной токсичностью. Азот мигрирует обычно в составе водных растворов, проникая в состав как поверхностных, так и подземных вод. Миграция соединений фосфора вместе с азотом, создавая питательную среду для сине-зеленых водорослей и высшей водной растительности, вызывает эвтрофикацию водоемов - загрязнение водоемов биогенными элементами, приводящее к резкому ухудшению кислородного режима водоема и снижению качества воды и, как следствие, к вымиранию рыб. Вода таких водоемов становится непригодной к употреблению в пищу. За последние годы эвтрофикация водоемов получила широкое распространение, особенно в Западной Европе, Японии и США. Поэтому при применении химикатов необходимо принимать меры по предупреждению отрицательных экологических последствий. Одной из таких мер является внедрение капсулированных удобрений в водозащитной оболочке.

Размещено на Allbest.ru