Агроэкологический мониторинг при осушении

Оценка экологического состояния земель при их осушении и орошении

Агроэкологический мониторинг при осушении

Изменение почв при осушении и особенности проведения мониторинга осушаемых

почв

Осушение почв является одним из важных приемов по повышению урожаев сельскохозяйственных культур в зонах избыточного увлажнения. Общий мелиоративный фонд в районах достаточного увлажнения России составляет 75,3 млн. га. В ряде областей избыточно увлажненные почвы составляют 30-40% общей площади сельскохозяйственных угодий. Общая площадь осушенных земель в мире составляет 160 млн. га или более 11% мировой площади пашни и многолетних насаждений. Пример ландшафтной карты с заболоченными почвами приведен на рис. . Необходимость осушения определяется избытком воды и близким уровнем грунтовых вод. При этом нормы и способы осушения зависят от биологических особенностей выращиваемых культур, свойств почв, геоморфологических и гидрологических особенностей территории.

Сельскохозяйственные культуры выдерживают как определенный уровень грунтовых вод, так и определенную влажность почв, длительность затопления. Так, например, при посадке сада уровень грунтовых вод должен быть на 1,5-2.0 м ниже поверхности земли. В дальнейшем, уровень грунтовых вод необходимо поддерживать на следующей глубине: для плодовых – 2,0 м; для крыжовника – 1,5 м; для малины – 1,0-1,5 м; для земляники – 0,6-0,7 м. Оптимальная глубина для сенокосов 50-70 см; для пастбищ – 80-90 см (Андреев Н.Г.). Допустимый уровень грунтовых вод меняется как для отдельных культур, так и в зависимости от периода вегетации. Минимальная глубина понижения уровня грунтовых вод определяется и свойствами почв и их гранулометрическим составом, уровнем гумусированности, наличием в почвенном растворе и грунтовых водах токсичных соединений.

Различные сельскохозяйственные культуры выдерживают и определенный период затопления водой (который также зависит от температуры и химического состава вод, фазы развития растений). Так, картофель выдерживает затопление до 6 часов, а бекмания – до 42 дней. При проведении осушения разработаны сроки отвода избыточных вод из корнеобитаемого слоя почвы. Отдельные сельскохозяйственные культуры предъявляют и различные требования к влажности почв, что также является критерием для осушения почв.

По данным Скоропалова С.Г., затраты на осушение достигают 1,5-2,0 тыс. рублей на 1 га (в ценах 1975-1977 г.г.), что обеспечивает развитие совершенной осушительной сети, гарантирующей высокую продуктивность земель (до 70-80 к.ед. с 1 га). Однако, это обеспечивается только при внесении 350 кг/га действующего вещества NPK. Данные бонитировочной оценки показывают, что осушенные торфяники оцениваются в 70-80 баллов, суглинистые почвы – в 60-70 баллов, а песчаные – в 30-35 баллов.

Нерешенные вопросы

Проблемы, возникающие при осушении почв, связаны, в основном, со следующими группами вопросов: 1) не все почвы могут быть осушены с технической точки зрения; 2) недостаточно хорошо установлен критерий необходимости осушения почв, что приводит к осушению таких земель, которые не нуждаются в этом мероприятии; 3) в ряде случаев экономическая эффективность осушений невелика, что связано как с несовершенством технологий и нарушением правил, так и с не комплексным подходом к повышению плодородия почв; 4) осушение, в ряде случаев, сопровождается нарушением экологических ситуаций в месте проведения работ и в сопредельных территориях.

Осушение почв затруднено и, в ряде случаев, невозможно при большой плотности и малой водопроницаемости почв, при отсутствии условий для сброса излишних вод. В ряде случаев, почвы являются избыточно увлажненными в отдельные периоды сезона, и при строительстве нерегулируемых осушительных систем они оказываются в сухие годы недостаточно увлажненными. Критериями необходимости осушения являются избыток воды в почвенном профиле и близкий к поверхности уровень залегания грунтовых вод, а также степень оглеения и оторфенения почв. В то же время, воды с благоприятным химическим составом не оказывают на растения негативного влияния. Например, избыток воды после дождя, близкий уровень грунтовых вод в прирусловой части поймы, когда воды богаты кислородом и не содержат восстановленных продуктов.

В глинистых почвах избыточное увлажнение приводит к увеличению в почвенном растворе подвижных токсичных для растений соединений марганца, алюминия, железа, а в песчаных почвах этого не наблюдается. При развитии анаэробиозиса при низких значениях окислительно-восстановительного состояния в почвах, обогащенных сульфатами, образуются токсичные для растений соединения сероводорода. В почвах, где содержание серы очень невелико, опасность образования таких соединений мала. Таким образом, в одних почвах при их избыточном увлажнении, помимо избытка воды, образуются токсичные продукты, а в других нет. К сожалению, существующие методы оценки необходимости осушения почв эти вопросы не учитывают.

Для повышения эффективности осушения оно должно сопровождаться проведением комплекса мероприятий по повышению плодородия почв и урожайности с/х культур. Однако на практике этого часто не наблюдается, что и приводит, в ряде случаев, к низкой эффективности осушительных мероприятий. Следует отметить, что экологически и в длительной перспективе экономически более выгодно подбирать пути сельскохозяйственного использования почв, в соответствии с адаптационными возможностями выращиваемых на них культур. Лучше для почв определенной степени гидроморфности подобрать свои культуры, типы сельскохозяйственного использования. Осушение почв приводит к коренному изменению не только свойств почв, но также протекающих в почвах и ландшафтах процессов и режимов. Такая коренная перестройка природы не остается без негативных последствий. Всегда выгоднее познать законы природы и их использовать, чем переделывать природу, в соответствии со своими требованиями к ней.