Орошение почв предотвращает засоление земель

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 19.09.2024

В практике весьма нередки случаи, когда почвы, в своем исходном состоянии совсем не осолоненные или осолоненные весьма слабо, после их мелиорации превращаются в солончаки, непригодные к с.-х. использованию без дополнительных специальных мероприятий по рассолонению их. Это явление так называемого вторичного засоления (после мелиорирования) наиболее широко проявляется при орошении, здесь оно представляет собой часто главную опасность предприятия, но наблюдается оно иногда и в ряде специальных случаев осушения.

Основной причиной засоления почв при орошении является резкое общее нарушение бытового гидрологического (водного) режима почвы.
Необходимой предпосылкой для этого служит наличие солевых запасов в глубоких толщах почвогрунта или в грунтовой воде или наконец засоленные оросительные воды.
Общим случаем является засоление за счет солевых запасов грунта и грунтовых вод, засоление же за счет оросительных вод, вообще говоря, есть частный случай, но при некоторых условиях могущий иметь существенное практическое значение.
Мы рассмотрим сначала схему явления первого общего случая, подразделив его на два принципиально различных варианта: вариант А — осолонение в связи с общим подъемом уровня грунтовой воды на орошаемой территории — и вариант Б — осолонение без подъема уровня грунтовой воды.
Вариант А. Нарушение бытового гидрологического режима почвы определяется теми большими количествами воды, которые обычно подаются на единицу территории при ее орошении. В коренных ирригационных районах с летними культурами в среднем можно считать подачу воды на поля в количестве 5 000 м3 в год. Кроме того в среднем же коэффициент полезного действия оросительной системы можно принять равным 0,5; следовательно на орошаемую территорию брутто подается воды за год около 10 000 м3 на гектар, или 1 000 мм осадков.
Расходование этой воды слагается из следующих элементов: 5 000 м3 воды каналов почти полностью (за исключением небольшой части, тратящейся на испарение с открытой водной поверхности) идет на фильтрацию в толщу грунта и питание грунтовой воды. Из 5 000 м3 воды, выливаемой собственно на поля, большая часть расходуется на транспирацию растений и испарение почвой. Однако при обычных нормах полива, не рассчитанных по величине предельной влагоемкости почвы, а превышающих ее, часть воды проходит ниже корнеобитаемой зоны и также идет на питание грунтовой воды. Эти потери могут достигать 10—40% поливной нормы.
В результате этих двойных потерь на фильтрацию неизбежно осуществляется общий подъем грунтовых вод на орошаемой (и соседней) территории.
По-видимому в этом процессе подъема, грунтовых вод существенная роль принадлежит также общему изменению при орошении теплового режима почвы и условий испарения с поверхности ее. В установлении бытового уровня грунтовых вод несомненную роль играют потери их на испарение через толщу почвы. При орошении мы, по-видимому, полностью исключаем потери грунтовых вод на испарение, так как ирригационными водами на поверхности почвы создается как бы сплошная влажная завеса, которая и насыщает парами воды в надлежащей степени окружающую атмосферу. Это исключение одного из источников расхода грунтовой воды очевидно должно трансформироваться в поднятие их зеркала к поверхности земли. К сожалению в настоящее время нельзя привести никаких, даже ориентировочных, цифровых показателей роли этого фактора, но он представляется нам существенным и подлежащим изучению и анализу.
Суммарная энергия подъема грунтовой воды и верхний предел его определяются в каждом частном случае, при данной норме подачи оросительной воды, местными гидрогеологическими условиями. Из них решающими являются водопроницаемость всей толщи грунта и скорость оттока грунтовых вод.
В случае когда в толще грунта имеют место глинистые водонепроницаемые прослойки, возможно образование нового горизонта грунтовых вод, не связанного с основным. Он может существовать или только временно, в поливной период, или постоянно, и тогда обычно смыкается в конце концов с постоянными грунтовыми водами.
В случае отсутствия водонепроницаемых прослоек фильтрационные воды прямо ложатся на бытовые грунтовые воды. Последние могут представлять два крайних, принципиально различных, случая, а именно: или грунтовый поток той или иной скорости и расхода или, наоборот, бессточный замкнутый грунтовый бассейн. В первом случае новый уровень грунтовой воды будет представлять собой равнодействующую энергии оттока грунтовой воды и притока фильтрационной. Подъем уровня идет в этих условиях во всяком случае всегда замедленным темпом, так как по мере поднятия уровня зеркала напорный градиент увеличивается и следовательно увеличивается расход потока.
Когда грунтовый бассейн бессточен, тогда вся фильтрационная вода идет непосредственно на поднятие уровня его. Для этого простейшего случая можно сделать грубый элементарный подсчет, характеризующий возможную энергию подъема грунтовых вод при данных условиях.
Допустим, по предыдущему, что общее количество фильтрационных вод измеряется 500 мм в год.
Порозность грунта пусть будет равна 40 %, и распределение влажности грунта над уровнем грунтовой воды отвечает графику предельной влагоемкости. Тогда свободная порозность, которая может быть выполнена фильтрационной водой, будет равна общей порозности без величины максимальной молекулярной влагоемкости, выраженной в объемных процентах. Допустим, что последняя равна 15%, тогда следовательно свободная порозность равна 40—15—25% от объема почвы.
При этом условии высота подъема уровня грунтовой воды выразится величиной

Наблюдения показывают, что в практике величины этого порядка действительно имеют место. Так например на Голодностепской опытнооросительной станции, расположенной на вновь орошенных землях рядом с совхозом Пахта-Aрал, динамика грунтовых вод выразилась следующими кривыми (Петров и Коньков, черт. 25 и 26).
На чертежах мы видим, что в зоне, ближайшей к каналу Л-20, уровень грунтовых вод за Период с 20 апреля 1925 г. до 1 октября 1927 г. поднялся более чем на 5 м, а на расстоянии около 2,5 км от него — на 2,5 м. Этот подъем распространяется и на сухую неорошаемую степь, затухая лишь на шестом километре от канала. Необходимо отметить, что подъем вод на этом участке несомненно несколько замедлен тем обстоятельством, что он граничит с сухой степью, и в этом направлении осуществляется некоторый местный отток грунтовой воды.

Аналогичные замеры в совхозе Баяут (Голодная степь) в 1028 г. показали, что на полях первого года орошения уровень грунтовой воды поднялся на 2 м, на полях же пятого года на 3—4 м. Замедленный темп подъема вод в этом совхозе несомненно стоит в связи с тем обстоятельством, что, во-первых, здесь в первые годы орошения поливная площадь была незначительной (около 3 000 га), а, во-вторых, орошение здесь машинное и потому неизбежно с пониженными нормами подачи воды. Дальнейших наблюдений за движением грунтовых вод здесь к сожалению нет.
Когда уровень грунтовых вод поднимается такими темпами, то в условиях бессточных грунтовых вод он быстро, через 3-,5 лет, подходит близко к уровню поверхности земли, и тогда начинается энергичное засоление ее капиллярными токами. Это характерно для всех решительно ирригационных площадей аналогичного гидрогеологического строения, характерно оно и для Голодной степи в целом и в частности для совхоза Пахта-Арал, где осолонение в последние годы приняло угрожающие размеры. Так в 1931 г. из общей площади в 6 100 га было засолено всего 655 га. В 1932 г. засоление охватило уже площадь в 2 003 га, из них 1176 га сильно и 827 га слабо. Таким образом засоление за год более чем утроилось и достигло 33% всей площади. Аналогичный случай имеет место в совхозе Кара-Чала (Закавказье, Сальянская степь). Здесь за три года орошения засолилось около 2 000 га, что составило 20% всей территории совхоза.
Меры, предупреждающие или задерживающие этот неизбежный ход процесса, заключаются в уменьшении всеми способами объема фильтрационных вод, что достигается облицовкой каналов, правильным водооборотом, рациональными поливными нормами. Крупное значение имеет севооборот, определяющий собой общую норму подачи воды на поля и длительность сезонной работы системы. Так например эффект орошения в хлопково-люцерновом районе, где система работает непрерывно не менее 8—10 мес., и в районе пшеничном, где работа системы может быть ограничена 3—4 месяцами, будет несомненно иным.
Также громадное значение имеет степень фактической загрузки территории: там, где она используется полностью, поднятие грунтовых вод идет наиболее быстро; при перемежаемости орошаемых и не орошаемых территорий удается иногда не допускать поднятия грунтовых вод до катастрофического уровня.
Очевидно, что там, где осуществить эти предупредительные меры нельзя, там необходимо прямое регулирование грунтовых вод гидротехническими дренажными сооружениями.
Другой тип явления наблюдается в случае подвижных грунтовых вод, имеющих постоянный отток. Примером его может служить Ташкентский район. Бытовые грунтовые воды лежат здесь на уровнях. 20—40 м и имеют резко выраженный уклон по направлению от гор к реке Сыр-Дарье. Вековое орошение здесь также вызвало резкий подъем грунтовых вод, однако зеркало их остановилось на уровнях
5—10 м от поверхности, и потому здесь осолонение не имеет места. Исключение представляют лишь некоторые местные понижения, где уровень грунтовых вод достигает 2 м и менее, и здесь проявляются заболачивание и засоление.
Вариант Б. Более сложен вопрос о возможности осолонения поверхности почвы без участия грунтовых вод.
Мы знаем, что в природе широко распространены случаи, когда грунтовые воды весьма глубоки, тогда как солевые запасы в почве располагаются на глубинах всего 30—100 см от поверхности. Если мы в этом случае будем орошать почву, следовательно поливными водами смачивать солевые горизонты (не поднимая конечно уровня грунтовых вод), то возникает вопрос, — не произойдет ли и в этом случае передвижение солей кверху и осолонение поверхности. Этот вопрос в настоящее время остается почти не изученным. Если придерживаться упрощенной точки зрения (не всегда, как мы знаем, справедливой) о том, что вода и следовательно солевой раствор всегда передвигаются из более влажного слоя к более сухому, то естественно притти к выводу, что по мере подсыхания поверхностного горизонта к нему будет двигаться солевой раствор из более влажного, солевого горизонта и следовательно осолонение будет неизбежно. Однако анализ условий движения воды в висячем капилляре (а в данном случае мы имеем дело именно с ним) дает повод думать, что здесь такое капиллярное движение осуществляться не может. Следовательно речь может итти либо о пленочном движении либо о процессах диффузии солевых растворов. Оба эти процесса иного порядка, чем обычное капиллярное движение, и эффект их, при наличии все же нисходящего тока воды при поливе, становится сомнительным. С другой стороны, необходимо однако помнить, что в почве мы имеем дело не с простым трубчатым капилляром, а с капилляром четочным, в котором движение воды вверх может, как мы показывали выше, осуществляться и при условии висячей четки. Этот процесс особенно легко себе представить в грунте, не однородном по сложению, а слоистом. В этом случае над слоями менее водопроницаемыми всегда будет наблюдаться временный застой воды. А так как капиллярные токи вверх осуществляются непрерывно, то в эти моменты застоя очевидно будет происходить прямая подача солевых растворов как бы от уровня грунтовой воды, и следовательно осолонение поверхности легко будет осуществляться.
До последнего времени вопрос о возможности осолонения почвы без участия грунтовых вод не вмел особо актуального значения в условиях ирригационного хозяйства, так как здесь всюду господствовал процесс поднятия уровня грунтовых вод и следовательно осолонение под их непосредственным влиянием. Однако в настоящее время, с выдвижением на широкую арену нового способа орошения, именно дождевания, вопрос становится в совершенно иную плоскость. В самом деле, одной из существенных особенностей способа дождевания является возможность давать на поле такие количества воды, которые совершенно исключили бы возможность просачивания ее в грунтовые воды и следовательно подъем их уровня за этот счет. Тем не менее мы при этом в большинстве случаев практически не избежим все же смачивания солевых горизонтов. Будет ли при этом происходить осолонение поверхности? Если не будет, то очевидно, что, применяя метод дождевания, мы смогли бы освоить обширные территории земель, засоленных на некоторой глубине, и в частности солонцовые почвы без дренажных устройств. Это одна из особо заманчивых сторон дождевания. Однако если осолонение происходить все равно будет, то это преимущество дождевания в известной мере отпадает. В целях выяснения поставленных здесь вопросов в лаборатории ВНИИГиМа были проделаны опыты (Гороховой) в стеклянных разборных трубках и на монолитах.
Полученные в этих опытах результаты показали, что в зависимости от строения грунта характер передвижения солей в нем без подпора грунтовых вод может варьировать, но в большинстве случаев поднятие их кверху осуществляется довольно энергично.
Специальных наблюдений по этому вопросу в поле до сих пор к сожалению не было, тем не менее, по-видимому, этот тип явления очень широко распространен. В подтверждение этого укажем на чрезвычайно любопытные в этом отношении данные, полученные на станции удобрений под Ташкентом, в отношении передвижения при поливе нитратов (Жориков и Бородина, черт. 27). Здесь в течение короткого периода времени, всего в 5 дней, капиллярное движение захватило в резко выраженной форме мощную толщу почвы до 100 см.
Нужно признать настоятельно необходимым организацию систематических полевых наблюдений за этого рода процессами.

Итак, в предыдущих двух обсуждениях мы выяснили "Откуда берется засоление почвы?", а также "Каким оно бывает и чем нам мешает?" Теперь самое время выяснить - что же делать с этой проблемой? Как ее не допускать и какие меры предпринимать, если она уже случилась?

Начнем с профилактики.

При малейшей тенденции к росту засоленности - найдите причину этого (либо выпарной режим полива, либо завышенные дозы удобрений, либо полив засоленной водой, либо подъем минерализованных грунтовых вод).

Нашли причину - сразу же правильно реагируйте.

Как можно удалить растворимые соли из почвы?

Конечно же промывкой. На то они и растворимые соли, чтобы быть способными вымываться.

Для эффективной промывки солей нам нужны две вещи - качественная вода (пресная, с низким содержанием солей) и хорошая водопроницаемость почвы.

Начнем с водопроницаемости. Хорошо тому, кто работает на легкий почвах - песках и супесях. А как быть, если вам достались глинистые или тяжелосуглинистые почвы?

В этом случае водопроницаемость должны обеспечить вы сами. Начните с осенней обработки почвы чизелем на глубину 50-70 см.

Вот таким например:

Этот агроприем является одним из самых действенных в борьбе с засолением, причем даже для неорошаемых полей, ведь он позволяет максимально использовать для промывки солей осенние и зимние осадки (а это как правило чистая вода, лучше всего справляющаяся с задачей снижения уровня засоления).

В особо сложных случаях используйте профилирование почвы - формирование гряд и гребней. Это облегчает промывку солей из зоны корневой системы, размещенной в гребне, в межгребневое пространство.

Вот как растет на высокой гряде брокколи:

По ходу сезона выращивания на почвах с высоким уровнем солей на пропашных культурах очень хорошо проводить щелевание междурядий. Эта операция немного похожа на чизелевание, но в отличие от него щелевание не сплошная а междурядная обработка и потому рабочие органы щелевателя узкие, уже чем у чизеля. Глубина щелевания 35-45 см и такие щели выполняют свою функцию повышения водопроницаемости почвы в течение нескольких месяцев.

Междурядия на луке после щелевания:

Но и этого недостаточно. Ну промоем мы соли на глубину 30-50 см ниже уровня почвы а по они потом благополучно опять подымутся, нам нужно их убрать с поля максимально подальше. И потому перед промывкой солей на поле нужно обустроить дренаж. Дренажные канавы помогут отвести соли за пределы поля, в ближайший овраг, обочину, или прочий малоценный для земледелия участок. Эти же траншеи помогут в будущем контролировать уровень грунтовых вод (если они залегают высоко и имеют высокую степень минерализации).

Дренаж возле участка сада в Венгрии:

Дренажная траншея возле поля люцерны в Грузии:

Расчет дренажа конечно должны делать специалисты, на основе изучения всех характеристик почвы (в том числе и гранулометрического анализа). Но общее правило таково, основная дренажная траншея делается в самой нижней точке участка а к ней (если поле большое) примыкает сеть вспомогательных дренажных траншей.

Окей, теперь у нас есть куда промывать соли. Но хорошо бы чтобы было чем промывать!

И мы приходим к вопросу качества воды для полива и для промывки солей. Это качество тоже определяется проведением лабораторного анализа и по его результатам вода относится к одному из классов:

Качество поливной и дренажной воды по классификации FAO

Для промывки засоленных почв в идеале нужно использовать воду только первого класса - неминерализованную. Впрочем, в ряде случаев, когда засоление высоко и стоит задача хотя бы снизить уровень содержания растворимых солей в почве, то для промывки можно использовать и воду второго класса - слабоминерализованную.

Но что делать если ваша вода имеет более высокое содержание солей, чем допустимо для промывки и вообще для полива?

Чем же тогда промывать соли на ваших грядках?

Вариантов тут два.

Первый, упомянутый выше - максимально использовать естественные осадки, дождевую и снеговую талую воду. Осеннее чизелевание, снегозадержание, профилирование почвы - все эти операции окажут неоценимую помощь в подобных случаях.

Вариант второй - покупка фильтра обратного осмоса и очистка воды от растворенных в ней солей.

Для этого нужно просто разбить ваше поле на 7 поливных блоков. И при заказе расчета фильтра обратного осмоса (а он рассчитывается из требуемой производительности куб/час, исходной еС воды и желаемой еС воды) вы исходите из стратегии периодической промывки солей.

То есть шесть из семи поливных блоков вы поливаете неочищенной водой (с повышенным содержанием солей) а седьмое поле - водой после опреснения фильтром обратного осмоса. На следующий день пресная вода подается на блок номер два и так далее по кругу.

Такая стратегия позволяет удерживать концентрацию солей на каждом участке в пределах допустимой за счет еженедельных промывок, но при этом очень существенно снизить стоимость приобретаемого оборудования.

Если почвы очень глинистые и не позволяют промыть соли даже при всех упомянутых выше рыхлениях и щелеваниях, то в этом случае делают поверхностные промывки, многократно затапливая участок, периодически сбрасывая в дренаж воды, впитавшие в себя растворимые соли. Такая операция требует тщательной планировки почвы и обустройства чеков для затопления.

Промывку солончаков лучше делать в конце лета или осенью, чтобы свести до минимума подтягивание солей за счет активного испарения влаги с поверхности почвы. Все эти операции достаточно сложные и должны проводиться под контролем специалистов, но зачастую без них успешное интенсивное овощеводство может стать невозможным.

Кроме радикальных способов мелиорации солончаков, есть еще ряд мероприятий, которые способствуют хотя бы временному снижению остроты проблемы.

К таким операциям относится внесение высоких доз соломистого полуперепревшего навоза или компостов на поля. Очень эффективен также и посев сидеральных культур с последующей их запашкой в почву.

Частицы соломы, перегнивающих стеблей растений обеспечивают дополнительный дренаж и улучшают условия промывки солей, а в процессе разложения органики часть лишних ионов связывается бактериями, разлагающими органику, что и обеспечивает эффект рассоления.

Этот метод конечно же более всего должен интересовать дачников - огородников, ведь он гораздо доступнее, чем организация промывки солей из почвы (впрочем срабатывает это только при умеренном уровне проблемы, тяжелые случаи без промывки не вылечить).

Заметьте - ранее я писал, что неумеренным внесением навоза можно создать себе засоление а сейчас пишу, что навозом можно его лечить. Противоречия тут нет, просто навоз навозу рознь. Сильноперепревший перегной-сыпец за годы минерализации растерял большую часть вей органики и накопил много солей, и злоупотреблением им как раз и можно доиграться до засоления. А вот соломистый, богатый подстилкой, полуперепревший (или даже свежий но после правильной подготовки) коровяк (или конский навоз)- много раз выручал нас в случаях проблем с солями. Не годится для этих целей ни птичий помет, ни овечий, конечно же.

Ни в коем случае нет!

Гипсование применяется для мелиорации солонцов а не солончаков. . А это несколько иная проблема почвы (к сожалению фермеры часто их путают).

Внесение гипса не является методом мелиорации солончаков, но нередко облегчает их промывку за счет повышения водопроницаемости почвы.

Солонцы (солонцеватые почвы) формируются в условиях непромывного водного режима при накоплении в почвенном поглощающем комплексе натрия (реже – магния). Солонцы вовсе не характеризуются высокой концентрацией ионов в почвенном растворе и выглядит они иначе, чем солончаки.

Солонцеватые почвы расчленены в вертикальном срезе на горизонты, сверху вниз – гумусовый, солонцовый и переходный.

Так вот именно солонцы и гипсуют. Кальций, содержащийся в гипсе, замещает натрий в ППК и почва становится рыхлой и водопроницаемой.

А при чем тут наша обсуждаемая проблема?

А при том, что эффективность нашей промывки засоленных почв прямо пропорциональна водопроницаемости почвы и если мы не обратим внимание и на этот важный показатель (уровень солонцеватости почвы, доля обменно-поглощенного натрия в общей емкости поглощения), то можем иметь серьезную проблему - льем воду для промывки солей, а соли не вымываем.

И как раз в этом случае гипсование, не являясь по сути самостоятельным методом мелиорации солончаков, может помочь нам очистить почву от растворимых солей наиболее эффективно.

Так что гипсование ни в коем случае не может самостоятельно избавить нашу почву от засоления, зато в ряде случаев может стать важным вспомогательным инструментом решения этой проблемы.

Засоление почвы, одна из самых распространенных в мире и самых опасных для растений проблем. Этот параметр в ряде случаев имеет гораздо более решающее значение при выборе участка под выращивание той или иной культуры чем содержание гумуса, механический состав или содержание элементов питания.

Но и эта проблема решаема. И если внимательно контролировать здоровье вашей почвы, вовремя и грамотно реагируя на опасные отклонения, вы сможете в течение многих лет получать высокие урожаи, не только не снижая плодородия почвы, но и наоборот, повышая его.

Борьба с засолением и заболачиванием почв явля­ется одной из важнейших народнохозяйственных задач. Засоленные земля преследует человека всей ее жизни. Царь Хамурапи, уделявший большое внимание к водопользованию, не смог выяснить причину этого процесса. Только сегодня люди могли понять основную причина засоления почвы.

Причиной засоления почв может быть близкое зале­гание минерализованных грунтовых код (верховодок) к по­верхности земли, особенно при отсутствии или слабом их оттоке и интенсивном испарении поверхностью поч­вы. Засоленные земли бывает первичные и вторичные.

Первичные засоления почв происходят не зависимо от человека. Образование солей в почве происходит за счет засоленных ма­теринских отложений, а вторичное засоления почв происходит под деятельности человека она происходит за счет минерализованных подземных вод, поднимающихся по капиллярам к по­верхности земли.

Почвы, содержащие большое количество натрия в почвенном растворе (хлориды, "сульфаты, карбонаты) и малое количество поглощенного натрия, называются солончаками.

Почвы, содержащие очень мало солей в почвенном растворе и очень большое количество поглощенного на­трия, называются солонцами.

В природе солонцовые и солончаковые почвы. Находятся в определенной зависимости. При некоторых оп­ределенных условиях из Солонцов могут образоваться содовые солончаки, и, наоборот, в случае прекращения грунтового увлажнения и подъема солей солончаки расселяются и возможен переход их в солонцы.

Заболачивание земель происходит под влиянием из­быточного' увлажнения пресными, слабое сильномине­рализованными водами.

Неправильное использование оросительной воды мо­жет ухудшить установившийся ранее гидрогеологиче­ский режим — вызвать поднятие уровня грунтовых вод близко к поверхности. .

Интенсивность накопления и поднятия уровня грун­товых вод находится в прямой зависимости от количе­ства поступившей излишней воды в грунт, что вызыва­ется самыми разнообразными причинами. Наиболее су­щественные из них следующие: завышенные поливные нормы; низкий КПД оросительных каналов; завышен­ные объемы воды, подаваемой в оросительную систему в неполивной период для водоснабжения населенных пунктов и животноводства; отсутствие коллекторно-дренажной сети или неудовлетворительная ее работа; подъем уровня воды в источнике орошения вследствие подпоров, многоводности в отдельные годы и др.

Все это в целом способствует поднятию грунтовых вод выше критической глубины и может привести к вторичному засолению почв. Близкое залегание грунтовых вод к поверхности зем­ли может быть вызвано притоком подземных и поверх­ностных вод извне, подпором уровней воды в реках, выпадением большого количества осадков и др. ;

Засоление земли очень много в странах ближнего Востока начиная с Афганистана, Ирана, Ирака до Марокко в Африке. В Афганистане, Ираке и Иране до 80 % земли подвержено к засолению. В междуречье Тигра и Евфрата, когда-то в сказочном крае, всего 10-15 % земли не засоленные. Самая благоприятная страна это Болгария. Здесь на глубине 1,5-2 м имеется галечниковый слой, которой является естественным дренажом. В Казахстане засоленное земли в основном находятся в южных регионах.

Академик Ковда степень засоленности земель разделяет на 4 категорий ( таблица 9.1)

Таблица 9.1. Степени засоленности земель

Содержание солей в почве, %	Тип почвы по засоленности	Урожайность снижается до %
0,3-0,6	слабо засоленное	до 30 %
0,6-2,0	средне засоленное	до 50 %
2- 3,0	сильно засоленное	до 80
> 3	Солончаки	—

Сероземные почва Казахстана в основном находится в пределах слабой и средне засоленной. Поэтому ежегодно теряем 30-40% урожая из- за соли.

Степень вредности водорастворимых солей для растении по Л.П.Розову представляется следующей схемой:

Соли, расположенные выше черты, вредны, особенно Na₂C0₃ и хлориды.

Высокая концентрация почвенных растворов сопро­вождается повышением осмотического давления. Это ухудшает водный режим растений, так как всасывающая сила корневых волосков становится недостаточной для отбора воды из почвы в необходимом количестве. В этом случае уменьшается интенсивность транспирации растений, нарушается их минеральное питание и как следствие замедляется рост растений, снижается урожай и. его качество.

Допустимое содержание солей в активном слое почвы зависит от механического состава, влажности и со­держания гумуса. На легких, хорошо увлажненных и более богатых гумусом почвах допустимое количество солей для одной и той же культуры повышается .

Основной причиной засоление орошаемых землях Казахстана является подъем уровня минерализованных грунтовых вод, повышение поливных норм и качество поливной воды. В последнее время на поверхности земли соли приходит из Аральского моря через воздушное пространство.

Причиной подъема уровня грунтовых вод является высокая температура воздуха. При сильном нагревиный близкорасположенные грунтовых вод по капилляром испаряется и в почвенном горизонтах оставляет различных водорастворимых солей. Второй причиной их подъема является завышение поливной нормы. Каждое лично поданная 100 м 3 /га воды при поливах позволяет подъемы уровня грунтовых вод на 10 см.

Причиной появления вторичного засоления является также качество оросительной воды. Если минерализация поливной воды будет больше 1 б /_л, то при длительном использование таких вод может вызвать засоление почвы.

Грунтовые воды на орошаемых землях не должна подниматься выше критической (Н_к)_, которая определяется по формуле

где, t – среднегодовая температура воздуха 0 С.

Детальное изучение составных элементов баланса грунтовых вод, установление изменений их по годам и характерным периодам в течение года позволяют уста­новить главные причины поднятия уровня грунтовых вод и определить направление эксплуатационных мероприятии по улучшению гидрогеологического режима.

В целях изучения гидрогеологического режима мас­сива в каждом хозяйстве должны быть организованы систематические наблюдения за динамикой уровня грун­товых вод и их минерализацией. Для этого закладыва­ют пьезометрические (смотровые) колодцы по опреде­ленным створам орошаемого массива или на каждом поле севооборота. На основании данных наблюдений со­ставляют график колебаний уровня грунтовых вод. Сравнивая графики колебаний текущего года и преды­дущих лет, устанавливают характер изменения гидро­геологического режима и в соответствии с этим наме­чают мероприятия.

Учет засоленных и заболоченных земель рекоменду­ется проводить летом (один раз в год), когда степень засоленности или заболоченности отдельных участков можно ориентировочно определить по состоянию расте­ний и выцвету солей на поверхности.

Для сильнозасоленных земель характерны явно вы­раженные выцветы солей и сильная (до 50% и более) изреженность растительного покрова; на среднезасоленных почвах растительный покров изрежем на 30..'.50;% и на поверхности имеются выцветы солей; на слабозасоленных землях растительный покров изрежем на 10. 30% и имеются отдельные пятна выцвета солей.

Степень заболоченности различают в зависимости от глубины залегания грунтовых вод: при глубине до 1 m первая степень; от 1 до 2 м—-вторая. При рас­положении поверхности грунтовых вод глубже 2 м земли считаются незаболоченными.

В целях предупреждения засоления и заболачивания почв проводят агротехнические, лесомелиоративные и эксплуатационно-ирригационные мероприятия.

Агротехнические и лесомелиоративные мероприятия снижают испарение влаги с поверхности почвы и умень­шают капиллярный подъем воды. Основными агротех­ническими приемами, позволяющими -регулировать солевой режим засоленных орошаемых земель, направ­ляя его в сторону расселения, являются обработка поч­вы, включение люцерны в севообороты,' густота сель­скохозяйственных растений, поддержание оптимальной влажности в активном слое почвы.

На слабо- и среднезасоленных почвах весьма эффек­тивны глубокая зяблевая вспашка и тщательная куль­тивация пропашных культур. Эти мероприятия, снижая испарение с поверхности почвы, значительно уменьша­ют процесс после поливного и сезонного засоления.

Высокое расселяющее действие оказывает люцерна. Она снижает уровень грунтовых вод, сильно уменьша­ет испарение с поверхности, улучшает агрофизические свойства почвы, способствует перераспределению солей из пахотного и корнеобитаемого горизонта в более глу­бокие подпахотные. Применение правильных севообо­ротов и более совершенной обработки почвы, а также внесение органических и минеральных удобрений спо­собствуют о структуриванию почвы —одному из главных условий уменьшения капиллярного подъема грунтовых вод. Снижение испарения влаги с земной поверхности при возделывании широкорядных культур достигается послеполивной обработкой почвы и посадкой защитных лесополос. Все это в общей сложности предотвращает миграцию солей из нижних горизонтов в верхние, сни­жает непроизводительные затраты оросительной воды, удлиняет межполивные периоды, сокращает число по­ливов, повышает коэффициент полезного использования оросительной воды, улучшает водный, воздушный, пита­тельный и тепловой режимы.

К эксплуатационном мероприятиям относятся строгое соблюдение установленного режима орошения сельскохозяйственных культур и повышение ҚПД внутрихозяйственной оросительной сети; применение более совершенной техники полива, обеспечивающей высокий
КИВ; недопущение затоплений орошаемых земель; устранение, последствий засоления и заболачивания земель.

Вегетационные поливы на средней сильнозасоленных, почвах вновь в сочетании с высокой агротехникой являются весьма сильным средством регулирования солевого режима и рассоления почв. Поливные нормы в этом случае при­меняют с учетом уменьшения концентрации солей в ак­тивном слое почвы, что обеспечивает ликвидацию се-, зонного засоления и создает нормальные условия для' роста и развития растений и получения высокого урожая.

Разработку мероприятий по понижению уровня грун­товых вод обычно начинают с установления причин, вы­зывающих неблагоприятные гидрогеологические условия массива.

Для улучшения гидрогеологического режима преж­де- всего усиливают естественную дренированность и снижают приходную часть водного баланса. Если этого недостаточно, предусматривают специальные дренаж­ные устройства — горизонтальную дренажную сеть или вертикальный дренаж.

В практике чаще применяют горизонтальный дре­наж. Дрены-собиратели могут быть открытыми и за­крытыми. Закрытая система во всех отношениях лучше открытой: она не затрудняет механизацию сельскохо­зяйственных работ, повышает коэффициент полезного использования земли по сравнению с открытой, легче в эксплуатации. Для устройства дрен используют гон­чарные или пластмассовые трубы. Межхозяйственные и внутрихозяйственные коллекторы делают открытыми. Дрены и коллекторы прокладывают на некотором рас­стоянии от каналов оросительной сети по наиболее низ­ким отметкам рельефа.

Чтобы усилить дренажный сток и ускорить вынос солей при промывке засоленных почвогрунтов низким коэффициентом фильтрации, кроме глубоких, устраи­вают мелкие дрены —глубиной 1. 1,2 м. Их располагают в междуречье (середина) глубоких дрен, Мелкий дре­наж работает в основном во время промывки.

Вертикальный дренаж представляет собой глубокие трубчатые колодцы, из которых грунтовая вода отка­чивается насосами. Применение его экономически це­лесообразно, если удельный приток воды на 1м глу­бины колодца намного больше удельного притока в горизонтальную дрену. Это наблюдается в тех случаях, когда почва подстилается мощной легководопроницае­мой толщей грунта.

Вертикальный дренаж обеспечивает забор воды из глубоких водоносных напорных горизонтов, перекрытых слабопроницаемыми породами, что обусловливает сни­жение напора и предотвращает восходящие в почве по­токи подземных вод. Откачиваемые в большом количе­стве из колодцев слабоминерализованные подземные воды могут быть" использованы для орошения сельско­хозяйственных культур.

Вертикальный дренаж особенно экономически эф­фективен при сочетании-двух мероприятий: борьбы с избыточным увлажнением земель и использования от­качиваемой воды на орошение. Стоимость эксплуата­ционных затрат, отнесенных на понижение уровня грун­товых вод, в этом случае значительно уменьшается.

Рассоления слабозасоленных почв может быть до­стигнуто выполнением комплекса агротехнических ме­роприятий, а сильнозасоленных — промывкой.

Рассоление земель проводят двумя способами: пу­тем ежегодных промывок при умеренных нормах и пу­тем формированной промывки большой нормой. В пер­вом случае процесс рассоления протекает медленно и не во всей аэрированной толще почвогрунтов. Во вто­ром случае полное рассоление слоя аэрации и частич­ное опреснение грунтовой воды может быть достигнуто в течение 4. 6 месяцев.

Глубокая промывка засоленных земель очень хоро­шо сочетается с рисосеянием. Выращивание риса в ус­ловиях постоянного затопления обеспечивает коренную промывку засоленных земель.

Нормы промывных поливов зависят от глубины про­мываемой толщи почвогрунта и степени ее засоленности и солонцеватости; обычно ее принимают равной 1,5. 10 тыс. м 3 /га.

Для определения промывной нормы существует ряд формул. Однако в практике чаще применяют формулу В. Р. Волобуева

где М_пром — промывная норма, м 3 /га; S₁ и S_o — исходное и допу­стимое содержание солей в промываемой толще, % или г/л; а — угловой коэффициент, соответствующий прямой на полулогарифми­ческом графике; k — коэффициент пропорциональности (при расче­те, промывной нормы в м 3 /га он равен 10 000).

Показатель степени а отражает характер засоления почв и их механический состав и в зависимости от хи­мического и механического состава промываемого поч­вогрунта изменяется от 0,40 до 1,32.

Для повышения рассоляющего действия промывку проводят в несколько приемов. Норму первого полива устанав­ливают из расчета увлажнения промываемой толщи почвогрунта до наименьшей влагоемкости. Нормы по­следующих поливов могут быть одинаковыми.

Число поливов зависит от степени засоления, почво­грунтов. При сильном засолении промывку проводят в 3. 4 приема. Интервалы между поливами принимают 3. 5 сут, на легких почвах—1. 2 сут.

Водорастворимые соли нельзя удалять из почвы полностью, так как составляющие их ионы в соответ­ствующих количествах необходимы для питания расте­ний и для структурообразования почв. Лучшее время для промывки — осень и зима до наступления силь­ных морозов.

Несоблюдение установленных сроков промывок при­водит к нежелательным последствиям. Например, про­мывка в слишком поздние сроки задерживает весенние сельскохозяйственные работы, а в ранние сроки вызы­вает потери воды на испарение.

Нередко промывные поливы совмещают с влагоза-рядковыми под озимые культуры. В этих случаях сроки промывок целесообразно приурочивать к оптимальным срокам посева 'этих культур.

В тех случаях, когда для выполнения промывок осенне-зимнего периода недостаточно, проводят ранне-весеннюю промывку наиболее легких по механическому составу почв.

Наиболее приемлемый способ промывки засоленных почв.— затопление чеков. Площадь их обычно прини­мают равной 0,1. 0,5 га. Валики нарезаіот палоделателем или плантажным плугом за проход вперед и назад всовал. Стыки продольных и поперечных валиков заде­лывают бульдозером. При устройстве мелких дрен (0,8. 1 м) на период промывки отвалы служат валика­ми чеков. Чек чаще заполняют водой отдельно, реже перепуском воды из чека в чек. В последнем случае нормы промывки получаются больше, технически полив сложнее, эффективность промывки ниже.

Перед промывкой проводят глубокую вспашку поля с последующей планировкой поверхности чека. Объем поступающей в чек воды должен строго соответство­вать установленной промывной норме. Промывку луч­ше начинать с чеков, расположенных выше по уклону. При наличии дрен промывка солей, более эффективна, если ее начинать с середины участка между дренами. В этом случае пресная вода вытесняет соленую от се­редины участка к дренам.

Мелиорация солонцовых почв наиболее эффективна при сочетании агротехнических приемов с химическими. При удалении из корнеобитаемого слоя почвы Na₂S0₄ наиболее надежно действует гипс, в противном случае возможно вторичное осолонцевание. Норму внесения гипса определяют по формуле

где N— норма гипса, т/га; Na — содержание' обменного натрия, мг-экв'на 100 г почвы; 0,1—норма неактивного Na (5. 10% емко­сти поглощения); Т — емкость поглощения, мг-экв на 100 г почвы; Н — мощность мелиорируемого слоя, см; D — объемная масса поч­вы, г/см 3 ; 0,086 коэффициент перевода Са в гипс, мг-экв.

Нормы внесения гипса в условиях орошения могут изменяться примерно от 10 до 15т/га.

К засоленным и подверженным засолению относят земли, на которых в почвах, грунтах или грунтовых водах содержатся соли, вредные для развития растений или свойств почв. Проблема засоления земель актуальна для более половины орошаемых земель в мире.

Засоления земель вызывается избыточным содержанием растворимых солей натрия, магния, кальция [хлоридами, сульфатами, карбонатами, гидрокарбонатами]. Высокое содержание солей угнетает растения (и даже приводит к их гибели), снижает урожай. Устойчивость культур к засолениям зависит от их вида, типа солей, водного режима почв. Содержание различных солей в почве влияет на ее водно-физические и физико-химические свойства и т.д.

Виды засоленных земель.

Засоленные земли классифицируют по степени, типу и химизму засоления.

По степени засоления различают земли:

По типу засоления различают:

солончаки и солончаковые земли (содержащие легкорастворимые подвижные соли);

солонцы и солонцовые земли (содержащие ионы натрия и магния в почвенном поглощающем комплексе).

Солончаки и солончаковые земли бывают нейтрального засоления (хлориды и сульфаты) и щелочного (карбонаты и гидрокарбонаты).

Химизм засоления определяют преобладающие ионы (натриево-магниево-хлоридное, натриево-сульфатное, карбонатное (содовое) и т.д.).

Причины засоления.

Причины засоления могут быть первичными и вторичными.

Первичное (природное) засоление возникает в определенных климатических и гидрогеологических условиях: в областях с жарким и сухим климатом, на слабодренированных территориях с малой глубиной минерализованных грунтовых вод, в результате испарения которых соли накапливаются в верхних слоях почвы.

Вторичное засоление земель происходит в период использования орошаемых земель при неправильном режиме орошения, больших потерях оросительной воды на глубинную фильтрацию и недостаточной дренированности территории, плохом качестве поливной воды.

Методы борьбы с засолением.

Перед началом использования земель первичное засоление должно быть ликвидировано или понижено до допустимых пределов. При солончаковом типе засоления легкорастворимые соли вымывают из почвы большим количеством воды – капитальными промывками. Норма капитальной промывки зависит от вида и количества солей в почве, мощности промываемого слоя, проницаемости почв и грунтов, условий отвода промывной воды. Глубину промываемого слоя обычно принимают для однолетних поливных культур 1 м., для многолетних – 1,5 м. Промывные нормы могут составлять 5..45 тыс.м 3 /га. Промывают земли обычно в невегетационный период, когда освобождаются водные и трудовые ресурсы, минимально испарение. Отводят промывную воду с помощью дренажа. При недостаточности постоянного дренажа на период промывок устраивают временный дренаж. Промывают земли путем затопления чеков без сбросов воды. В зависимости от расстояний между временными оросителями, временными дренами и уклонов поверхности земли размеры чеков принимают от 20х20 до 50х50 м.

При солонцовом засолении перед капитальными промывками нужны химические мелиорации. В пахотный горизонт вносят вещества [химические мелиоранты], способные вытиснить натрий и магний из почвенного поглощающего комплекса, заместив их кальцием, и нейтрализовать щелочность почвы. В качестве мелиорантов, содержащих кальций, применяют гипс, хлорид кальция, известняк, фосфогипс; окисляющих мелиорантов – серу, сульфат железа, серную кислоту. Продукты обменных реакция удаляют капитально промывкой.

В период эксплуатации земель необходимо поддерживать такой водно-солевой режим почв, при котором не произойдет вторичного засоления, а промытый слой будет увеличиваться, поэтому воды на орошения подают на 8..20 % больше, чем требуется растениям, чтобы создать опресняющий фильтрационный переток оросительной воды через почву в грунтовые воды. Такой режим орошения называют промывным. Чаще всего эту воду подают в невегетационный период в виде эксплуатационных промывок, иногда требуется увеличение и вегетационных поливных норм. При сбросе этих вод в реки – источники орошения, они загрязняются, а ниже расположенные орошаемые земли засоляются. Орошение в таких условиях необходимо проводить с минимальным воздействием на подземные воды: строительство совершенных оросительных систем, строгое дозирование поливов.

Читайте также:

  
• Компост грибной как удобрение
  
• Укажите предложение с прямым дополнением девочки в поле собирали васильки
  
• Какие обитают животные и произрастают растения в танзании
  
• Хвоя ели полезные свойства и противопоказания
  
• Что сажать после лилий