Повышение эколого-мелиоративной устойчивости орошаемых земель юга Казахстана

Размещено на http://www.allbest.ru/

Повышение эколого-мелиоративной устойчивости орошаемых земель юга Казахстана

Кирейчева Л.В.

Балгабаев Н.Н.

Жигитова С.З.

Актуальность. На юге Казахстана расположены орошаемые земли Алмаатинской, Жамбылской, Южно-Казахстанской и Кызылординской областей. На территории 4-х областей расположены более 90% орошаемых земель Казахстана. В настоящее время значительно уменьшились площади орошаемых земель, не соблюдаются научно-обоснованные агротехнологии и режимы орошения, ухудшается качество оросительной воды. На ирригационных системах юга Казахстана усиливаются деградационные процессы и возрастает дефицит водных ресурсов в вегетационный период. При проведении работ по снижению размеров потерь оросительных вод при транспортировке по каналам не проводятся мелиоративные работы, направленные на рассоление и рассолонцевание почв и утилизацию коллекторно-дренажных вод. Все это привело к изменению мелиоративного состояния орошаемых земель, потере эколого-мелиоративной устойчивости территории и, как следствие, снижению урожайности основных сельскохозяйственных культур. Решить проблему возможно совершенствованием управления мелиоративным режимом.

Цель исследований: Обоснование технологии управления эколого-мелиоративным режимом на орошаемых землях.

Методы и объект исследований. Исследования проводились на оросительных системах южных регионов Казахстана. При проведении работ применялся метод полевых исследований, водного и солевого баланса, физического моделирования процессов массопереноса в корнеобитаемой толще почв.

Результаты и обсуждение. На основании полевых исследований, проведенных в КазНИИВХ, показано, что орошение изменяет структуру водного и солевого балансов территории и приводит к нарушению гомеостаза природной системы, что снижает ее устойчивость, сложившуюся веками в естественных условиях [1, С. 251], [2, С.51-55]. В результате происходит изменение природных процессов в почве, а при неадекватном управлении этими процессами развивается засоление, осолонцевание, ощелачивание, вымыв питательных веществ, заболачивание и повышение минерализации воды. В значительной степени это связано с тем, что в Казахстане из 2,36 млн. га орошаемых земель не используется 1164,3 тыс. га, а регулярно поливается только 1195,7 тыс. га, из которых 93,3% расположены в четырёх южных областях республики: Алматинской 414,3 (34,6%), Жамбылской 163,1 (13,7%), Южно-Казахстанской 398,2 (33,9%), Кызылординской 132,9 тыс.га. В настоящее время почти 50% орошаемых земель развиваются процессы засоления и на 30% осолонцевания [3, С. 40], [4, С. 162]. Наибольшие площади орошаемых земель с сильной и очень сильной степенью засолением расположены на Жалагашском массиве. На данном массиве орошаемые земли с сильным засолением составляют 44,2% от общей площади района или 18810 га. (11,1%) [4, С. 12]. Основными причинами развития деградационных процессов являются низкий КПД инженерной системы (0,25-0,40), снижение дренированности территории, интенсивный подъем уровня залегания грунтовых вод и повышение их минерализации, а также низкое качество оросительных вод [3].

Управление водно-воздушным, солевыми и пищевыми режимами орошаемых почв достигается эффективным управлением мелиоративным режимом, обеспечивающим создание благоприятных условий для роста и развития растений, и повышением эколого-мелиоративной устойчивости орошаемых земель (рис. 1). Для этого необходимо обеспечить эффективное функционирование мелиоративных систем с целью управления геологическим, биологическим круговоротами воды и химических элементов, включая биогенные, что формирует необходимый мелиоративный режим для повышения продукционного потенциала [5, С. 12-14], [6, С. 152].

Рис. 1. Структура управления эколого-мелиоративным состоянием орошаемых земель

Мелиоративное состояние орошаемых земель определяется типом почв, гидрогеологическими и климатическими условиями, качеством оросительной воды, что предопределяет различные параметры пределов регулирования мелиоративных режимов [7, С. 25-49] (табл. 1).

Таблица 1. Пределы регулирования эколого-мелиоративными режимами в различных почвенно-климатических условиях Казахстана

Установление пределов регулирования с учетом природных зон позволяет обосновать различие в проведении необходимых мелиоративных мероприятий для управления мелиоративным режимом орошаемых почв и повышения их продуктивности.

Одним из факторов, ухудшающих мелиоративное состояние - использование на орошение минерализованных вод, что широко применяется в условиях дефицита водных ресурсов в вегетационный период, который составляет от 30 до 50% в зависимости от года, а это приводит к ухудшению мелиоративного состояния и оказывает отрицательное влияние на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур [8, С. 273], [9, С. 163]. При использовании коллекторно-дренажных вод на орошение ограничивающим фактором на юге Казахстана является высокое содержание катионов магния и щелочности (рН), их величины превышают предельно-допустимые значения[10 C. 50-52]. Поэтому были проведены исследования по улучшению качества вод, используемых на орошение, с применением в качестве сорбентов цеолита и фосфогипса. Результаты исследований показывают, что на варианте со 100% цеолитом, концентрация магния составила 0,314 г/л или 81,8% от исходного содержания. С уменьшением использования цеолита происходит повышение концентрации магния в профильтровавшейся воде. При этом максимальная концентрация магния получена на варианте с чистым фосфогипсом (таблица 2).

Таблица 2. Изменение содержания катиона магния в профильтровавшейся воде от нормы цеолита и фосфогипса, г/л/%

В результате контакта минерализованной воды со скелетом цеолита происходит поглощение катионов Mg²⁺ и Na⁺ цеолитом. Например, содержание Мg²⁺ при норме цеолита 500 г составило 0,432-0,450 г/л, а средняя минерализация - 0,441 г/л. Сравнительный анализ этих результатов показывает, что катионы Мg²⁺ снизились на 28,8-31,7% относительно исходного содержания [10].

Заключение. Орошаемые земли юга Казахстана характеризуются низким техническим уровнем оросительных систем, почвы в большей части засолены или осолонцованы, имеют низкое содержание питательных веществ, что определяет низкую продуктивность. Для повышения эколого-мелиоративной устойчивости орошаемых земель необходим комплексный подход, включающий снижение непроизводительных потерь воды (повышение КПД до 0,6-0,7), регламентирование режима орошения и применение современной агротехники.

В условиях роста дефицита воды на орошаемых землях и ухудшения их качества, необходимо совершенствовать методы утилизации грунтовых и коллекторно-дренажных вод, путем их использования на субирригацию, орошение и промывку засоленных почв. При использовании коллекторно-дренажных вод на орошение и промывку, необходимо проводить мероприятия по улучшению их качества, что возможно при использовании сорбентов (цеолитов). Это позволит улучшить эколого-мелиоративную ситуацию на орошаемых территориях.

Список литературы

мелиоративный орошаемый земля почва

1. Айдаров И.П. Регулирование водно-солевого и питательного режимов орошаемых земель./И.П. Айдаров. - М.: Агропромиздат, 1985. -304 с.

2. Кирейчева Л.В. Концепция создания устойчивых мелиоративных ландшафтов. /Л.В. Кирейчева // Вестник российской сельскохозяйственной науки. - 1997. - № 5. - С. 51-55.

3. Бекбаев Р.К. Технический уровень Голодностепского массива орошения и его влияние на объемы коллекторно-сбросных вод. /Р.К. Бекбаев //Вестник. - 2012. - № 4. - С. 40-44.

4. Вышпольский Ф.Ф., Мухамеджанов Х.В. Технология водосбережения и управления почвенно-мелиоративными процессами при орошении. /Ф.Ф. Вышпольский, Х.В. Мухамеджанов. - Тараз: - 2005. -162 с.

5. Кирейчева Л.В. Роль наукоемких технологий при инновационном развитии мелиорации. /Л.В. Кирейчева // Агрохимический вестник. - 2013. - № 1. - С. 12-14.

6. Кирейчева Л.В., Юрченко И.Ф., Яшин В.М. Научные основы создания и управления мелиоративными системами в России./ Л.В. Кирейчева, И.Ф. Юрченко, В.М. Яшин. М.: ФГБНУ «ВНИИ агрохимии». - 2017. - 152с.

7. Кац Д.М. Влияние орошения на грунтовые воды. /Д.М. Кац. М.: Колос, 1976 - 273 с.

8. Бекбаев Р.К. Моделирование мелиоративных процессов./ Р.К. Бекбаев - Тараз, ИЦ «АКВА», 2002. - 262 с.

9. Стеблер И. Требование к качеству оросительных вод. /И. Стеблер //Водное хозяйство. - Киев, 1965. - № 1. -163 с.

10. Бекбаев Р.К. Технология химической мелиорации солонцеватых почв Казахстана / Р.К. Бекбаев //Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. 2003. -№ 8. - С. 50-52.

Размещено на Allbest.ru