16

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таразский государственный университет им М.Х. Дулати

Экологическая значимость элементов водопотребности сельскохозяйственных угодий

Ж.С. Мустафаев, доктор технических наук, профессор

А.Д. Рябцев, кандидат технических наук

А.Т. Козыкеева, кандидат технических наук, доцент

г. Тараз, Казахстан

На основе ретроспективного анализа методов нормирования водопотребности сельскохозяйственных угодий построены пирамиды водопотребности, а также системно-структурной оценки определена экологическая значимость элементов водного баланса, которые позволили констатировать, что принимаемые в настоящее время технологические процессы мелиорации относятся водоемким технологиям. При этом следует отметить для разработки ресурсосберегающих технологий необходимо введение нового понятия - нижний порог предельно допустимого уровня нормы водопотребности - транспирации растений, обеспечивающих формирование биологических масс и верхнего предельно допустимого уровня нормы водопотребности - экологических норм водопотребности сельскохозяйственных угодий, обеспечивающих целенаправленное регулирование и управление почвообразовательными процессами на орошаемых землях.

On the basis of the retrospective analysis of methods of rationing of water requirement of agricultural grounds water requirement pyramids are constructed, and also a system-structural estimation the ecological importance of elements of water balance which have allowed to ascertain is defined, that technological processes of land improvement accepted now concern to water capacious technologies. Thus it is necessary to note for working out resources-savings technologies introduction of new concept - the bottom threshold of maximum permissible level of norm of water requirement - transpiration the plants providing formation of biological weights and the top maximum permissible level of norm of water requirement - ecological norms of water requirement of the agricultural grounds providing purposeful regulation and management soil-forming by processes on the irrigated earths is necessary.

Развитие земледелия как способа увеличения биологической продуктивности экосистем началось тогда, когда природная среда, естественные биоценозы уже не смогли удовлетворять потребности в продуктах питания растущего населения планеты. Вначале это развитие носило экстенсивный характер, то есть шло за счет расширения площадей сельскохозяйственных угодий, затем одновременно стали использоваться приемы интенсификации, то есть орошение с целью повышения влагообеспеченности агроландшафтов.

В целом можно констатировать, что применявшаяся до сих пор стратегия орошаемого земледелия, направленная в первую очередь на то, чтобы взять от земли как можно больше, неизбежно ведет к снижению естественного (потенциального) плодородия почв, а, следовательно, и урожаев - круг замыкается.

Для разработки новой, более рациональной и эффективной стратегии земледелия представляется необходимым диалектически осмыслить последствия нашего вмешательства в природные процессы, осуществляемого с целью повышения биологической продуктивности экосистем [3], то есть возникает необходимость определить экологическую значимость составляющих элементов водного баланса агроландшафтов, для обеспечения эколого-мелиоративной устойчивости в природной системе.

До того как возникла необходимость такого вмешательства, в каждом конкретном регионе (ландшафте), почвенно-климатической зоне уже существовали оптимальные условия для поддержания жизнедеятельности и устойчивого функционирования биогеоценозов (экосистем). В течение тысячелетий в них выработались наиболее эффективные типы энерго-массообмена, скорости и направления трансформации вещества, энергии, информационных потоков. Создавая агроэкосистемы или агроландшафты, человечество решало задачу интенсификации природных процессов, направленных на повышение биологической продуктивности, не позаботившись об активизации процессов воспроизводства биологических ресурсов в природной среде. Тем самым были нарушены законы экологии и диалектики, один из основных законов термодинамики - закон сохранения массы и энергии и принцип стабильности. Превышение пределов допустимой нагрузки привело к нарушению баланса внутри экосистем, то есть их можно увидеть из следующего соотношения:

,

где - коэффициент, характеризующий нарушение баланса внутри экосистемы; - продуктивная почвенная влага, образующаяся из осенне-зимне-весенних атмосферных осадков (зеленая вода); - атмосферные осадки за вегетационный период (зеленая вода); - объем естественной продуктивной влаги (зеленая вода); - результирующий поверхностный сток, формирующийся в результате притока и оттока поверхностного стока (желтая вода); - результирующий подземный сток, формирующийся в результате притока и оттока подземного стока (желтая вода); - влагообмен между грунтовыми и почвенными водами (красная вода); - суммарная водопотребность сельскохозяйственных угодий, которая состоит из транспирации растительного покрова (зеленая-голубая вода) и физического испарения (белая вода); - компенсирующая норма брутто потребности растительного покрова (голубая вода) для покрытия дефицита водопотребления сельскохозяйственных угодий, которая зависит от технологического процесса орошения; - дренажный сток; - фильтрационные потери из оросительной сети; - водообмен между грунтовыми и нижележащими межпластовыми водами (положительное направление - вверх).

В деятельности естественных и антропогенных процессов в ландшафтных и агроландшафтных системах зеленой и голубой воды в зависимости от режима их функционирования, трансформируется белый, желтый и красный воды.

При этом, белая вода () практически не участвует в формировании биологических масс растительного покрова, но оказывает косвенной деятельности в их жизнедеятельности. Желтая вода () и (), также практически не участвует в процессе формирования биологических масс растительного покрова, но она формируется в следствии естественного гидрологического процесса. Красная вода, то есть фильтрационные потери из оросительной сети (), дренажного стока () и фильтрационного стока в процессе аккумулирования голубой воды в почвенных слоях (), которая появляется и формируется в результате технологического процесса орошения.

Следовательно, белая (), желтая (и ) и красная вода (, и ), практически не принимают участие в формировании биологических масс растительного покрова, а последние две активно участвуют в разрушении экологической устойчивости природной системы, то есть их коэффициент полезного действия для сельскохозяйственного производства равно нолю.

Это можно наглядно увидеть из формулы А.Н. Костякова, представленный Дж.А. Суюмбаевым в следующим виде:

,

где - величина водопотребления сельскохозяйственных культур, мм; - урожайность товарной продукции, т/мм; - коэффициент расхода воды на продуктивное водопотребление (на транспирацию) на единицу урожая, мм/т; - расход на физическое испарение с поверхности почвы (белая вода), мм; - расход воды на транспирацию (зеленая и голубая воды), мм.

Поэтому, основной целью мелиорации является повышение биологического () и снижение геологического круговорота воды и химических веществ () практически при существующих подходах мелиорации сельскохозяйственных земель, так как разработанные в течение полувека технологические процессы орошения были направлены не только на повышение биологического, но и геологического круговорота. Это свидетельствует с другой стороны неправильность подхода при выборе критерий оценки эффективности и технологической применимости технологии мелиорации земель, так как критерии максимальной урожайности, во-первых, не смогли характеризовать функциональную деятельность объектов мелиорации и, во-вторых, уровень продуктивности сельскохозяйственных культур не был привязан к экологической емкости ландшафтов, которые в определенных природно-климатических зонах их величины ограничиваются энергетическими ресурсами природной системы, то есть их количественное предельно-максимальное значение постоянно (). В этом аспекте, наиболее приемлемым интегральным критерием для оценки уровня надежности технологического процесса мелиорации земель, должен быть максимально возможное снижение объема белых (), желтых (; ) и красных вод (; ; ), участвующих в формировании нормы водопотребности сельскохозяйственных угодий.

Как видим, изменение природной среды (), предпринимаемое из лучших намерений - удовлетворить интересы человечества, на деле грозит ее ухудшением и деградацией. Следует добавить, что реакция среды на попытки ее "улучшить" подобным образом характеризуется принципом Ле Шателье - Брауна [4]: "Любая природная система, подвергнутая внешнему воздействию, стремится перестроиться таким образом, чтобы минимизировать влияние этого воздействия, либо вообще его устранить". Иными словами, система пытается вернуться в исходное состояние, запуская механизм процессов, направленных на снижение продуктивности. Желанный эффект не достигается, в лучшем случае - достигается не полностью.

Традиционно основные цели и задачи сводились к решению сию минутных проблем, то есть были направлены на борьбу со следствиями, а не с причинами и традиционно включали разговоры об интенсификации сельскохозяйственного производства и обеспечение населения продовольствием за счет. "внедрения прогрессивных технологий, перехода на качественно новый уровень интенсификации, основанный на более эффективном использовании трудовых, материальных и энергетических ресурсов, биологического потенциала продуктивности современных сортов растений и агроэкологических условий". Все это не отвечало концепции устойчивого развития и природообустройства. Состав программных мероприятий представлял собой набор отдельных приемов, которые хотя и дополняли друг друга, но целостной системы комплексных мероприятий собой не представляли [5].

При этом вековой опыт мелиорации сельскохозяйственных земель показывает, что человечество для создания оптимальных условий культурных растений агроландшафтных систем, несмотря на ограниченность водных ресурсов в зонах орошаемого земледелия, с целью получения рекордных и потенциальных урожаев соответствующих энергетических ресурсов природной системы, постоянно повышали нормы водопотребности орошаемых земель и тем самым, снижая ее экологическую эффективность.

Таким образом, несмотря, на то, что по закону природы органические вещества ландшафтных и агроландшафтных систем формируются только за счет транспирации с листовой поверхности растений, человечество не стремилось в своей деятельности делать непосредственные попытки к снижению непродуктивной части суммарного водопотребления - физического испарения с поверхности почвы, а наоборот, занималось вопросами увеличения их под предлогом регулирования водного, солевого, теплового и пищевого режима почвы во всех этапах развития мелиорации сельскохозяйственных земель.

На основе закона пирамиды энергии Р. Линдемана, можно сформировать пирамиды нормы водопотребности сельскохозяйственных угодий, то есть агроландшафтов, показывающая изменение затраты воды для формирования биологических масс культурных растений в технологических циклах регулирования и управления их основных факторов жизнедеятельности: транспирации растительного покрова, экологической водопотребности сельскохозяйственных угодий, биологической водопотребности сельскохозяйственных культур, почвенно-мелиоративной водопотребности агроландшафтов, обеспечивающих регулирование мелиоративного режима почвы [6].

Урожай сельскохозяйственных культур в конечном итоге формируется в результате продукционного процесса (), представляющего собой совокупность сложных физико-химических реакций, используемых растительным организмом для образования биомассы, то есть на основе транспирации растительного покрова.

Таким образом, транспирация - это процесс испарения воды живыми растениями на жизненные процессы, рост и образование тканей. Интенсивность транспирации зависит от вида растения, дефицита влажности воздуха, его температуры, скорости ветра, влажности и температуры почвы, экспозиции, глубины залегания грунтовых вод и другие. Величина транспирации оценивается транспирационным коэффициентом - количеством килограммов воды, необходимым для синтеза 1 кг сухого органического вещества тканей растений.

Скорость транспирации () можно определить по уравнению [7]:

,

где - транспирационный коэффициент; - объем образовавшейся на какой-либо площади сухой ткани растений; - время вегетационного периода; - площадь транспирации.

Большой интерес для дальнейшего совершенствования технологии орошения сельскохозяйственных культур вызывают структуры самого суммарного водопотребления орошаемых земель. Суммарное водопотребление орошаемых земель () состоит из транспирации с листовой поверхности растений () и физического испарения () с поверхности почвы, то есть .

В естественных условиях транспирация сочетается с прямым (физическим) испарением воды из почвы. Суммарное испарение или эвапотранспирация, зависит как от климатических условий, так и от состава почвенного покрова и растительности. С этой целью для каждого месяца теплого периода по известной средней температуре воздуха (^оС) и относительной влажности воздуха (, %) определяется потенциальное (при оптимальной влагообеспеченности) суммарное испарение (эвапотранспирация) () по формуле Н.Н. Иванова:

,

где - биологический коэффициент, учитывающей особенности конкретного ценоза.

Как известно, потенциальная эвапотранспирация подразделялась на потенциальное испарение с поверхности почвы () и потенциальную транспирацию () пропорционально затененности почвы растительным покровом (), которая изменялась по времени [8]:

;

.

Это виды испарения редуцировались на каждом временном шаге:

; ; .

При влажности поверхностного слоя почвы , эти зависимости согласуются, например, с исследованиями А.И. Будаговского [9]:

; ; ,

где - коэффициент, учитывающий уменьшение транспирации при отклонении влажности почвы от оптимальной; - средняя влажность корнеобитаемого слоя почвы, переменная по времени; - средняя влажность корнеобитаемого слоя почвы, оптимальная за данные месяцы; - влажность завядания.

Теоретическое обоснование экологически безопасного применения орошения может быть проведено на основе закона сохранения энергии, так как рассмотрение процесса влагообмена между деятельной поверхностью участка суши и воздухом немыслимо без связи с процессом теплообмена.

Как любой физический процесс изменений и превращений, процесс теплообмена в конкретной точке пространства за известный промежуток времени характеризуется балансом прихода и расхода энергии, иначе говоря, законом сохранения энергии [15].

На основе принципа Ле-Шателье И.П. Айдаров [10], Ж.С. Мустафаев [11] и Г.А. Сенчуков [12] предложили понятие "почвенно-экологические приемлемые нормы водопотребности сельскохозяйственных угодий".

При разработке методики экологического нормирования водопотребности сельскохозяйственных культур использован принцип энергетической сбалансированности тепла, влаги и питательных веществ с учетом природных режимов, позволяющих обеспечить сохранение экологически благоприятного энергетического режима в почве, зонах аэрации и насыщение грунтовыми водами агроландшафтов.

С этой целью И.П. Айдаров [10], Ж.С. Мустафаев [11] и Г.А. Сенчуков [12] использовали комплексный гидротермический показатель () М.И. Будыко [13], представляющий собой отношение радиационного баланса () к затратам тепла на испарение выпавших осадков (): .

Преимущество этого показателя перед другими очевидно: во-первых, он характеризует условия тепло - и влагообеспеченности растений, то есть биологические процессы; во-вторых, определяет в значительной степени условия формирования почвенных, гидрогеологических и геохимических условий и, в-третьих, позволяет учесть характер и интенсивность антропогенной деятельности.

Уравнения теплового баланса представляют собой частные формулировки одного из основных физических законов - закона сохранения энергии, которые в первом приближении имеет вид: .

Так как в среднем за год верхние слои почвы не охлаждаются и не нагреваются, для среднего многолетнего годичного периода в условиях суши , на орошаемых землях равно значению [13].

В условиях орошения суммарное испарение определяется на основе уравнения водного баланса:

.

В этом случае уравнение водного и теплового баланса орошаемых земель за многолетний период будет иметь вид:

,

водный баланс сельскохозяйственный экологический

откуда, при , показатель гидротермического режима орошаемых земель

Затем, решив выше указанные уравнения относительно , получаем экологическую норму водопотребности орошаемых земель:

.

При этом экологически безопасной нормой орошения соответствует при , где наблюдается благоприятные условия формирования почвообразовательного процесса [10-12].

Многолетние исследования в разных почвенно-климатических зонах показали, что при разработке биоклиматического метода определения суммарного водопотребления различных культур задача сводится не к поиску универсальных эмпирических зависимостей для расчета испаряемости, а к установлению и обоснованию коэффициентов, учитывающих биологическую роль растений в расходовании воды сельскохозяйственным полем в конкретных гидротермических условиях [14; 15].

Практически для определения суммарного водопотребления можно использовать любое эмпирическое уравнение, характеризующее испаряемость, если известны, или представляется возможным установить биологические и микроклиматические коэффициенты, нивелирующие количественные расхождения между фактическим водопотреблением () оптимально орошаемой культуры и испаряемостью (). Главное, чтобы это уравнение было достаточно простым, а составляющие его элементы хорошо изучены.

В методике и расчетных моделях нормирования орошения на основе биоклиматического метода в качестве расчетной зависимости для определения испаряемости () используется модифицированная формула Н.Н. Иванова, которая имеет следующий вид [15]:

,

где - энергетический фактор испарения, мм/мб; - дефицит влажности воздуха, мб; - функция, учитывающая влияние скорости ветра на испарение.

При этом, и характеризует аэродинамическую составляющую испарения, a - энергетическую.

Энергетический (температурный) фактор испарения учитывает нелинейность связи между и . В зависимости от температуры воздуха он может быть рассчитан по зависимости:

,

где

- температура воздуха за расчетный период,°С; - упругость насыщенного пара, соответствующая этой температуре (табличное число), мб.

Дефицит влажности воздуха (дефицит упругости насыщения) принимается по данным метеорологических наблюдений или рассчитывается через относительную влажность воздуха по формуле:

,

где - относительная влажность воздуха за расчетный период, %.

Ветровую функцию можно определить по предлагаемой зависимости:

,

где - скорость ветра на высоте 2 м от поверхности земли, м/с.

При оптимальном водообеспечении растений (при запасах влаги в почве от НВ до влажности разрыва капиллярных связей) интенсивность водопотребления зависит преимущественно от состояния агрофона и термического режима в приземном слое атмосферы, то есть носит биоклиматический характер. В основе биоклиматического метода определения суммарного испарения лежит установленный теоретически и проверенный на практике факта, что расход влаги орошаемым полем при нормальном развитии растительной массы определяется теплоэнергетическими ресурсами атмосферы:

А.М. Алпатьев [14] - , где - сумма среднесуточных дефицитов упругости пара; - биологический коэффициент испарения;

Н.В. Данильченко [15] - , где - микроклиматический коэффициент; - биологический коэффициент;

Ж.С. Мустафаев [16] - , где - уровень программируемого урожая, который определяется из следующего соотношения: , здесь - уровень программированного урожая; - потенциально-максимальная продуктивность сельскохозяйственных культур.

Микроклиматический коэффициент учитывает возможное изменение микроклимата на сельскохозяйственном поле под влиянием орошения (снижение температуры воздуха и скорости ветра, увеличение влажности воздуха). В общем виде микроклиматический коэффициент в используемой нами расчетной модели представляет собой соотношение испаряемостей на орошаемом поле и за его пределами (на неорошаемой территории):

,

где и - испаряемость на орошаемом поле (по метеорологическим данным наблюдений на орошаемом участке) и на прилегающей, неорошаемой территории, мм.

Для дифференцированного учета микроклимата в зависимости от размера орошаемой площади и погодно-климатических условий региона в расчетной модели используется зависимость , где природная увлажненность территории определяется по уравнению:

,

где - активные запасы влаги в почве на начало расчетного периода, мм; - атмосферные осадки за рассматриваемый период, мм.

Биологический коэффициент () представляет собой коэффициент пропорциональности между фактическим водопотреблением культуры (суммарным испарением влаги полем - ) за расчетный период и испаряемостью (). Помимо биологических ритмов роста и развития растений этот коэффициент одновременно зависит от погодных условий (частоты и обильности выпадения атмосферных осадков, температуры и влажности воздуха, ветрового режима) и уровня агротехники. В конечном итоге изменяется как во времени (по годам и внутрисезонно), так и территориально (по регионам и природным зонам). Изменение во времени имеет криволинейный характер с минимальными значениями в начале и конце вегетации и максимумом в период наибольшего накопления растительной массы.

Дефицит водопотребления или оросительная норма сельскохозяйственных культур рассчитывается по уравнению водного баланса, которое в упрощенном виде имеет следующий вид:

,

где

- суммарное водопотребление культуры за вегетационный период; - активные запасы почвенной влаги на начало вегетационного периода; - эффективные атмосферные осадки за вегетационный период; капиллярно используемые грунтовые воды за вегетационный период.

Таким образом, существующие методы нормирования водопотребности сельскохозяйственных культур, в основном учитывают биологические особенности растений и климатические условия зоны орошения, с целью получения высоких и относительно устойчивых урожаев.

Однако в целом стремление к повышению урожайности сельскохозяйственных растений за счет созданию комфортных водных режимов и одновременно необходимость повышения плодородия почвы и охрана природы вызывают противоречивые потребности регулирования водного режима почвы.

В результате вместо естественных серо-бурых почв (= 6.78-7.20) на орошаемых землях образовались лугово-болотные почвы ( =0.60-0.70).

Вследствие, затраты оросительной воды, необходимые для поддержания благоприятного водно-солевого режима почв, возрастали по мере увеличения ее минерализации. Закономерность увеличения оросительной нормы () по мере роста минерализации оросительной воды () можно раскрыть, преобразовав формулу С.Ф. Аверьянова [18]:

,

где ; ; ; - минерализация оросительной воды; - минерализация грунтовых вод; - допустимая минерализация почвенного раствора; - глубина грунтовых вод; - параметр гидродисперсии; - пористость почвы.

Аналогичную зависимость для определения почвенно-мелиоративной нормы орошения земель, предложена сотрудниками Казахского научно-исследовательского института водного хозяйства, которая имеет вид [18]:

,

где - оросительная норма, обеспечивающая мелиоративное благополучие орошаемых земель, м³/га; - оросительная норма (нетто) при благоприятных почвенно-мелиоративных условиях; - суммарное водопотребление; - коэффициент, учитывающий долю возможного использования грунтовых вод в водопотреблении сельскохозяйственных культур; - коэффициент, учитывающий размеры допустимого участия грунтовых вод в субирригации при изменении их минерализации; - мелиоративный коэффициент, учитывающий степень засоления и солеотдачи почв зоны аэрации.

При этом обобщенный материал проектных и эксплуатационных организаций по динамике водно-солевого режима орошаемых земель свидетельствуют о ряде исходных методических и теоретических упущений в практике развития орошения на засоленных и склонных к засолению землях (см. решение научно-технического совещания в январе 1964 г. в Ташкенте, а также Методические указания и СНиПы 1970-1980 гг.) [19].

Эти данные убедительно показывают, что, несмотря на усилия ученых, проектировщиков и эксплуатационников по выполнению всех, казалось бы, исчерпывающих, указаний и использование теоретических разработок С.Ф. Аверьянова и других, поддержание промывного режима орошения и применение практически ежегодных на засоленных почвах невегетационных поливов на фоне эффективно работающего дренажа (вертикального и горизонтального) и других рекомендуемых мероприятий, добиться устойчивой динамики водно-солевого режима почв в региональном масштабе не удалось.

Таким образом, ретроспективный анализ научного обоснования нормы водопотребности сельскохозяйственных угодий показывает, что с целью получения рекордных урожаев от сельскохозяйственных культур, за счет создания комфортных условий для растений, как объекты мелиорации, наука и практика, нарушили основные принципы водосбережений в системе природопользования, то есть вместе того, чтобы искать пути ликвидации физического испарения в составе суммарного водопотребления, всегда стремилось к их увеличению, с оговорками комплексного регулирования основных факторов их среды обитаний. В результате, получив в процессе природопользования в системе мелиорации сельскохозяйственных земель невиданное могущество, и противопоставив себя законам природе, человек тем самым загнал себя в тупик, лишив перспективы развития в рамках современных цивилизационных парадигм.

Таким образом, в течение последних 70 лет развитие мелиорации сельскохозяйственных земель, к сожаление была направлены на создания водоемких технологического процессов, которые, в общем, против тенденции созданию инновационных наукоемких технологии, то есть принципов созданию экологических безопасных безотходных и малоотходных технологии производственного процесса.

Основные принципы безотходных и малоотходных технологии производственного процесса направлены на максимального сокращения компонентов ресурса, которые непосредственно не принимают участие на созданию производственных продукции. В области мелиорации земель - это обозначают, что ресурсосберегающих технологии орошения должно обеспечить минимизации компонентов водопотребности, которые не принимают участие на созданию биопродукции сельскохозяйственных культуры. Однако, в месте того в процессе совершенствование технологии мелиорации сельскохозяйственных земель минимизировать непроизводительной части водопотребности, постоянно их объем мы увеличивали, то есть существующих технологических процессах в орошаемых агроландшафтах элементы ресурсо - или водосбережение, необходимо признать полностью отсутствует.

Поскольку физические факторы служат неотъемлемыми компонентами природной среды, в которой происходила эволюция, то есть ландшафтные системы в большей или относительно меньшей степени адаптированы к ним, для физических факторов нормой является не полное отсутствие фактора, а определенный уровень его выраженности. Поэтому нормирование физических факторов окружающей среды заключается в установлении трех нормативных величин: на основе закона минимума Ю. Либиха - минимально необходимого уровня, оптимальности - оптимального и толерантности В. Шелфорда - предельно допустимого уровня. В связи с тем, что в настоящее время наблюдается, как правило, повышенные уровни воздействия физических факторов на агроландшафтах, наибольшее значение в регламентации вредного воздействия принадлежит определению "предельно-допустимого уровня антропогенной деятельности".

Основным объектом воздействия и основным средством производства является почва, которая на любом ранге ландшафтов выступает в качестве основной связующей и стабилизирующей компоненты геосистемы [20-22]. Одновременно она совместно с растительностью служит барьером тотальной денудации, соизмеримой с интенсивностью неотектонических процессов. Вследствие того, что почва находится на контакте трех сред: атмосферы, литосферы и гидросферы, здесь протекают биогеохимические реакции и превращения, характеризующиеся наибольшей активностью, многообразием и утонченной сложностью, а также происходит синтез соединений, нигде более не встречающихся. Кроме того, почвенный покров выступает в роли первичного аккумулятора и зачастую геохимического барьера для разнообразных загрязнителей, поступающих в ландшафты.

При оценке почв как объектов мелиорации необходимо учитывать их разнообразие, пространственное положение и факторы почвообразования.

Закон "отрицание отрицания", один из основных законов диалектики, характеризующий направление, форму и результат процесса развития, в том числе мелиорации сельскохозяйственных земель. Согласно закону отрицания, развитие любых технологических процессов в области мелиорации осуществляется циклами, каждый из которых состоит из трех стадий: исходное состояние объекта исследования, его превращение в свою противоположность (отрицание), превращение этой противоположности в свою противоположность (отрицание и отрицания). Закон взаимоперехода количественных и качественных изменений раскрывает механизм формообразования нового, еще не существующего, такими закономерностями развивалась теория нормирования водопотребности сельскохозяйственных угодий. При этом единство и противоположность законов диалектики обеспечивает понимание системности развития внутрирасчленяющей целостности природного процесса, что определяет необходимость пересмотрения принципа нормирования водопотребности сельскохозяйственных угодий, так как он должен осуществляться в пределах экологической емкости природной системы, характеризующих их качественное состояние.

Данные обстоятельства предопределяют необходимость введения нового понятия - нижний порог предельно допустимого уровня нормы водопотребности () - транспирации растений, обеспечивающих формирования биологических масс () и верхнего предельно допустимого уровня нормы водопотребности () - экологических норм водопотребности сельскохозяйственных угодий (), обеспечивающих целенаправленное регулирование и управление почвообразовательными процессами на орошаемых землях.

При этом, современных гидромелиоративных системы при транспортировки водных ресурсов от источника орошения должны обеспечить минимизации желтых (; ) и красных вод (), а технологических процессов орошения - красных (, ) и белых () вод, которые вялящихся регламентирующими критерием надежности будущих инновационных природно-технических систем.

Таким образом, экологическое мировоззрение открывает широкие возможности для разработки принципиально новых путей развития мелиораций сельскохозяйственных земель, предназначенных для создания благоприятных условий жизнедеятельности человека и среды его обитания и созданию экологических устойчивых и стабильных агроландшафтов.

Литература

1. Айдаров И.П. Цели и задачи мелиорации сельскохозяйственных земель // Мелиорация и водное хозяйство, 2003. - №5. - С.11-13

2. Бекон Ф. Сочинения. - М., 1978 - 344 с.

3. Ольгаренко Г.В. Мелиорация как диалектический процесс единства и борьбы противоположностей // Мелиорация и водное хозяйство, 2003. - №1. - С.11-13.

4. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. - М.: Мысль, 1990.

5. Айдаров И.П. Комплексное обустройство земель. - М., 2007. - 208 с.

6. Мустафаев Ж.С., Рябцев А.Д., Козыкеева А.Т., Кененбаев Т.С., Сабденалиев А.М. Принципы создания экологически безопасных ресурсо-сберегающих технологий орошения агроландшафтов (Аналитический обзор). - Тараз, 2008. - 36 с.

7. Горев Л.Н., Пелешенко В.И. Мелиоративная гидрохимия. - Киев: Вища школа, 1984. - 256 с.

8. Сухарев Ю.И. Ландшафтный подход к обоснованию мелиораций // Мелиорация и водное хозяйство, 2006. - №3. - С.17-23.

9. Будаговский А.И. Испарение почвенной влаги. - М.: Наука, 1964. - 243 с.

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

11. Мустафаев Ж.С. Почвенно-экологическое обоснование мелиорации сельскохозяйственных земель в Казахстане. - Алматы: Гылым, 1997. - 358 с.

12. Сенчуков Г.А., Дудникова Л.Г., Бондаренко О.Е., Марков Ю.А. Методика обоснования экологических норм водопотребности сельскохоз-яйственных угодий // Мелиорация и водное хозяйство, 1995. - №6. - С.32-33.

13. Будыко М.И. Испарение в естественных условиях - Л.: Гидрометоиздат, 1948. - 136 с.

14. Алпатьев А.М. Влагооборот культурных растений. - Л.: Гидрометоиздат, 1975. - 248 с.

15. Данильчено Н.В. Биоклиматическое обоснование суммарного водопотребления и оросительных норм // Мелиорация и водное хозяйство, 1999. - №4. - С.25-29.

16. Мустафаев Ж.С., Козыкеева А.Т., Атшабаров Н.Б. Теоретическое обоснование почвенно-экологических норм орошения // Водное хозяйство Казахстана, 2004. - №4. - С.8-12.

17. Аверьянов С.Ф. Борьба с засолением орошаемых земель. - М.: Колос, 1978. - 288 с.

18. Оросительные нормы сельскохозяйственных культур в Казахстане. - Джамбул, 1981. - 78 с.

19. Решеткина Н.М., Икрамов Р.К. Борьба с засолением земель и экологический кризис в Приаралье // Мелиорация и водное хозяйство, 2000. - №1. - С.33-36.

Размещено на Allbest.ru

...