Методы определения рационального соотношения орошаемых и богарных сельхозугодий на различных типах агроландшафтов юга России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методы определения рационального соотношения орошаемых и богарных сельхозугодий на различных типах агроландшафтов юга России

Н.И. Балакай, кандидат сельскохозяйственных наук, ФГНУ «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации», г. Новочеркасск, Россия

Предложена методика расчёта соотношения орошаемой и богарной доли сельхозугодий на различных типах агроландшафтов. Соотношение угодий для каждого конкретного случая складывается из рекомендуемого соотношения средостабилизирующих и средоразрушающих угодий, обеспечивающих защиту почв от эрозии и поддерживающих их плодородие на определенном уровне.

The design procedure for determine a ratio of irrigated and non-irrigated agricultural land on various types of agrolandscapes is offered. The ratio of agricultural land for each particular case develops according to a recommended ratio of environmental stabilizing and environmental distracting lands which providing protection of soils from erosion and supporting their fertility at certain level.

В природных экосистемах и ландшафтах процессы трансформации энергии и вещества оптимизированы длительной эволюцией их развития. Вовлечение их в хозяйственную деятельность и перевод в агроэкосистемы резко нарушает системные связи и взаимодействия между всеми компонентами. Мелиорация земель, направленная на увеличение биологической продуктивности или производительности использования природных компонентов, вызывает изменение сложившегося экологического равновесия. Чем интенсивнее воздействие мелиоративных мероприятий на структуры ландшафта, тем выше опасность возникновения негативных явлений, нарушения самоорганизации и саморегуляции [1].

При анализе прогнозов трансформации агроландшафтов при различных вариантах антропогенных воздействий необходимо иметь систему качественных критериев, позволяющую на этапе принятия решений определить допустимый уровень освоения территории для предотвращения негативного хозяйственного развития, ведущего к деградации агроландшафта и потере его устойчивости. Поэтому в зависимости от экологической емкости конкретных агроландшафтов должно быть достигнуто оптимальное соотношение орошаемых и неорошаемых, используемых и неиспользуемых в сельскохозяйственном производстве элементов ландшафта.

Для решения этой проблемы в ФГНУ «РосНИИПМ» на протяжении ряда лет проводятся исследования по определению рационального соотношения орошаемых и богарных земель в агроландшафтах, позволяющих снизить до экологически допустимых значений антропогенное влияние на плодородие земель и экологическое состояние агроландшафтов.

Из литературных источников известно, что на почвообразовательные процессы влияют многие факторы, но наиболее значимые из них - условия увлажнения и солнечная радиация, которые создают особый гидротермический режим, определяющий биогеохимические процессы в почве [2, 3, 4, 5]. Именно эти факторы и определяют ход почвообразовательных процессов и способствуют образованию различных типов почв, например: черноземы и каштановые почвы на юге в аридной зоне и дерново-подзолистые почвы в гумидной зоне.

Для аридной зоны, по данным Н. И. Парфеновой и Н. М. Решеткиной, наиболее благоприятными оросительными нормами, обеспечивающими благоприятный гидротермический режим и максимальную микробиологическую деятельность и накопление гумуса, являются следующие: для степной зоны - 150-300 мм, для сухостепной - 400-650 мм, для полупустынной - 500-700 мм, для пустынной - 700-900 мм. При этом сумма осадков и оросительной нормы (Ос + Ор) не должны превышать следующих значений: длястепной1100 мм, для сухостепной 1370 мм соответственно [2, с. 98-99]. На практике оросительные нормы для сельскохозяйственных культур редко превышают 600-700 мм (за исключением риса), так как возрастают затраты на полив и снижается их рентабельность возделывания.

Для черноземов лесостепной и степной зон Поволжья и Прикаспия, по мнению Н. И. Парфеновой, С. Д. Исаева и других, «… орошение здесь полностью зависит от обеспеченности осадками и необходимо только как дотация к осадкам, составляя в сумме не более 600-700 мм» [3].

Этот показатель (например, 600-700 мм) нами определен как норма увлажнения (Wr) территории агроландшафта или части агроландшафта (севооборота) с учетом поправочного коэффициента (Кп) на дренируемость территории, поверхностный сток, КПД оросительных систем, технологий орошения и других факторов, влияющих на приходную и расходную часть водного баланса территории. Он определяется по формуле:

агроландшафт плодородие орошаемый богарный

Wr? (Ос+Ср) · Кп

где Ос - осадки, мм;

Ор - оросительная норма, мм;

Кп - поправочный коэффициент.

В данной статье нами рассматривается случай, когда в водном балансе территории нет других поступлений и оттока воды с агроландшафта кроме поступления осадков и оросительной нормы, поэтому коэффициенты Кп не приводятся.

Анализ литературных источников показывает, что на сегодняшний день нет четкой методики определения рационального соотношения орошаемых и неорошаемых (богарных) сельхозугодий на агроландшафтах. Не определен и критерий для расчета, какую часть сельхозугодий агроландшафта можно орошать, и какую оставлять без орошения, т.е. методов расчета долевого соотношения орошаемых и богарных земель в агроландшафтах. В связи с этим нами предлагается для обсуждения метод РосНИИПМ, где в качестве основного критерия выступает норма увлажнения, позволяющая рассчитать рациональное экологически безопасное соотношение богарных и орошаемых земель на агроландшафтах.

Обработка и анализ имеющихся данных позволил нам предложить следующий порядок расчетов доли орошаемых площадей (полей) от площади сельхозугодий на агроландшафтах или долю орошаемых земель на части агроландшафта, например в севообороте. Методика предполагает производить расчеты в следующем порядке:

1. Определяется допустимая норма орошения (W, мм или м3/га) по формуле

W= Wr - Р

где Wr - рекомендуемая норма увлажнения (осадки + оросительная норма не должны превышать, например, на черноземах в районе Поволжья и Прикаспия 600-700 мм в год [2]);

Р - осадки (среднемноголетние данные), мм.

2. Определяется допустимый объем водоподачи (Qор.,м3) на орошаемую часть сельхозугодий агроландшафта или на часть агроландшафта, выделенный в севооборотный участок (Sор., га) по формуле:

Qор.= Sор. · W

3. Определяется средневзвешенная оросительная норма для орошаемой части агроландшафта или севооборота (Mорош., м3/га) по формуле:

Mорош. = (Sо1·m1 + Sо2·m2 + Sоn·mn)/(Sо1 + Sо2+ Sоn),

где Sо1;Sо2 и Sоn- площади первого; второго и «n-го» орошаемого участка в составе агроланшафта или часть полей севооборота, га;

М1, М2 и mn - оросительная норма соответственно на первом, втором и «n-м» орошаемом участке агроландшафта или части полей севооборота, м3/га;

4. Определяется расчетная площадь орошения (Sор. га) в га или в % (Sор. %) от всей площади агроландшафта или севооборота, в т.ч.:

- в гектарах по формуле:

Sор. га = Qор / Mор., в га,

- в процентах по формуле:

Sор.%= Sор. га / Sагр.·100, в %,

где Sор. %. - доля орошаемой площади агроландшафта или севооборота, в га или %;

Sагр. - площадь всего агроландшафта или севооборота, га.

Таким образом, предложенная методика позволяет рассчитать рациональное соотношение орошаемой и неорошаемой доли сельхозугодий на агроландшафтах или части полей в севообороте.

При этом за основу приняты экологически благоприятное состояние территории по гидротермическому показателю, определяющему биогеохимические процессы в почве и ее плодородие.

Библиографический список

1. Повышение экологической устойчивости различных типов агроландшафтов к деградации почвы на основе применения мелиоративных мероприятий (рекомендации). - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2009. - 76 с.

2. Парфенова Н. И., Решеткина Н. М. Экологические принципы регулирования гидрогеохимического режима орошаемых земель. - СПб.: Гидрометеоиздат, 1995. - 359 с.

3. Экологическое обоснование мелиорируемых земель / Н. И. Парфенова [и др.]: методическое пособие /ВНИИГиМ. - М., 2001. - 342 с.

4. Костычев П. А. Почвы Черноземной области России, их происхождение, состав и свойства. - М-Л.: Сельхозгиз, 1937. - С. 170-181.

5. Ковда В. А. Основы учения о почвах. - М.: Наука, 1973. - Кн. 1. - 448 с.

Размещено на Allbest.ur