Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы по вопросам агроэкологического мониторинга, эффективного применения ресурсо-, водосбережения и приемов фито-мелиорации орошаемых земель Саратовского Заволжья 9
1.1. Эколого-мелиоративное состояние орошаемых земель Саратовскойобласти 9
1.2 Экологическая значимость проведения мониторинга орошаемых земель 18
1.3. Агроэкологические предпосылки уменьшения ирригационной нагрузки на орошаемые земли 27
1.4. Формирование экологического каркаса территории путем стабилизации мелиоративного состояния орошаемых земель 35
2.Условия, схема, методика и агротехника проведения полевых исследований 42 2.1.Местоположение, рельеф и гидрогеологические условия территории Приволжской ОС 42 2.2.Почвенно-климатические условия района проведения исследований 45
2.3. Погодные условия в годы проведения полевых опытов 54
2.4.Схема опыта и методика проведения исследований 57
2.3. Агротехника проведения полевых опытов 60
3. Методика проведения агроэкологического мониторинга орошаемых земель 62
3.1. Критерии и категории эколого-мелиоративного состояния орошаемых земель 62
3.2 . 0боснование выбора территории и показателей агроэкологического мониторинга орошаемых земель Приволжской ОС 71
4. Результаты агроэкологического мониторинга орошаемых земель Приволжской оросительной системы 75
4.1. Влияние длительного орошения на эколого-мелиоративное состояние почв 75
4.2. Динамика уровня и минерализации грунтовых вод 81
4.3. Засоленность почвогрунтов 97
4.4. Изменение водно-физических свойств мелиорируемых почв 106
4.5. Динамика содержания гумуса темно-каштановых почв под действием орошения 111
5. Восстановление эколого-мелиоративного состояния и плодородия деградированных орошаемых земель при применении биомелиорации и ресурсо-, водосбережении 118
5.1.Экологическая сбалансированность культур севооборотов влагой при различных режимах орошения 118
5.2.Эффективность использования оросительной воды полевыми куль турами 122
5.3. Экологическое равновесие водно- и агрофизических свойств темно-каштановых орошаемых почв под влиянием почвенно-мелиоративных приемов 124
5.4. Влияние приемов биомелиорации на накопление гумуса в почве 127
5.5. Эколого-безопасный уровень грунтовых вод на орошаемых землях в зависимости от приемов ресурсо-, водосбережения в биомелиорации 132
5.6. Опреснение почвы при комплексном воздействии ресурсосберегающего режима орошения и биологической мелиорации 137
5.7. Прогноз улучшения эколого-мелиоративного состояния деградированных орошаемых земель 142
6. Продуктивность орошаемых земель при различных севооборотах и режимах орошения 146
6.1 .Закономерности роста полевых культур и эффективность фотосинтеза посевов 146 6.2. Продуктивность полевых культур и севооборотов при различных режимах орошения 149
7. Эколого-экономическая оценка агромелиоративных приемов 153
Выводы и предложения производству 158
Список использованной литературы 161
Приложения 188
- Эколого-мелиоративное состояние орошаемых земель Саратовскойобласти
- Погодные условия в годы проведения полевых опытов
- 0боснование выбора территории и показателей агроэкологического мониторинга орошаемых земель Приволжской ОС
Введение к работе
Интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства в прошлом столетии привело к возникновению глобальных и региональных экологических проблем, которые в настоящее время достигли критического уровня и усугубляются экономическим кризисом в стране. Дальнейшее нерациональное использование природных ресурсов и загрязнение окружающей среды грозят обернуться экологической катастрофой.
Острой проблемой для Саратовской области, одной из крупнейших регионов орошаемого земледелия России, является ухудшение почвенного плодородия и падение урожайности сельскохозяйственных культур.
Снижение почвенного плодородия связано с высоким долговременным уровнем антропогенной нагрузки на почву, что привело к развитию комплекса негативных процессов, вызывающих деградацию земель. Это водная и ветровая эрозия, подтопление и переувлажнение земель, засоление и осолон-цевание, переуплотнение, слитизация и опустынивание, снижение запасов гумуса и элементов питания растений, загрязнение земель тяжелыми металлами и пестицидами, продуктами добычи и переработки нефти и газа и т.д. Деградация земель представляет собой серьезную социальную и экологическую проблему общества, что является результатом нерационального природопользования.
В этих экологически нестабильных условиях первоочередной задачей становится проведение комплекса эффективных природоохранных мероприятий, препятствующих развитию негативных природных процессов, которые должны обеспечивать сохранность земельных и водных ресурсов в процессе хозяйственной деятельности человека. Разработка и обоснование таких природоохранных мероприятий может быть произведена на основе комплексной оценки состояния орошаемых земель, включающий в себя анализ развития негативных процессов, изучение факторов антропогенного воздействия и последствий хозяйственной деятельности человека. Эффективность природо-
охранных мероприятий можно оценить в процессе проведения агроэкологи-ческого мониторинга земель, контроля и прогнозирования последствий антропогенного воздействия на природную среду.
Орошаемое земледелие, как важнейший фактор стабилизации сельскохозяйственного производства в Саратовской области и других засушливых зонах РФ, должно сохранить свое значение в условиях непрерывного роста стоимости энергии, материалов и платного водопользования. Однако для эффективного использования дефицитных водных ресурсов и предотвращения деградации орошаемых земель необходимы подбор высокопродуктивных культур фитомелиорантов в системе севооборотов и разработка ресурсосберегающих технологий их возделывания, включающих экологически обоснованный режим орошения и биомелиоративные приемы, позволяющие сохранять плодородие почв.
Цель и задачи исследований. Основная цель исследований - оценка эко-лого-мелиоративного состояния орошаемых земель сухостепной зоны Саратовского Заволжья на примере Приволжской оросительной системы, прогноз его изменения с последующей разработкой комплекса мелиоративных мероприятий, обеспечивающих восстановление плодородия и улучшение эколого-мелиоративной обстановки деградированных орошаемых почв, рациональное использование природных ресурсов и увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур.
Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:
Провести оценку эколого-мелиоративного состояния орошаемых земель Приволжской ОС (1-очередь) и установить изменения, произошедшие за 30-летней период эксплуатации.
Провести агроэкологическое зональное районирование и типизацию орошаемых земель по проявлению негативных процессов, ухудшающих их эколого-мелиоративное состояние, и дать анализ особенностей проявления и развития почвенных деградационных процессов.
Разработать экологически безопасный и экономически эффективный ресурсосберегающий режим орошения культур севооборотов, обеспечивающий получение запланированных урожаев сельскохозяйственных культур, снижение затрат оросительной воды и улучшение эколого-мелиоративного состояния орошаемых земель при близком залегании грунтовых вод.
Определить эффективность влияния мелиоративных приемов на водно-солевой режим, агрофизические свойства и плодородие темно-каштановых орошаемых почв при близком залегании уровня грунтовых вод.
Дать прогноз изменений эколого-мелиоративного состояния и плодородия орошаемых земель с разработкой мероприятий по восстановлению деградированных орошаемых земель и эффективному их использованию.
Дать эколого-экономическую оценку разработанного комплекса мелиоративных приемов.
Научная новизна. Впервые в Саратовском Заволжье проведена комплексная агроэкологическая оценка современного состояния орошаемых земель на примере Приволжской ОС. На основе обобщения полученных материалов проведены типизация и зональное районирование территории по проявлению негативных почвенно-мелиоративных процессов, представленные в виде схематической карты. Разработана технология восстановления плодородия деградированных орошаемых земель в условиях близкого залегания грунтовых вод, включающая рациональные севообороты и ресурсосберегающий режим орошения. Даны прогноз стабилизации эколого-мелиоративного состояния на 10-летний период при условии проведения предлагаемых мероприятий и рекомендации по восстановлению и сохранению плодородия земель для территорий с современным проявлением почвенных деградационных процессов.
Практическая ценность работы. Материалы и результаты агроэкологи-ческого мониторинга могут быть использованы в комитете по охране окружающей среды и проектных организациях при составлении схем землеустройства. Разработанные рациональные мелиоративные приемы экологически
безопасной ресурсосберегающей технологии возделывания орошаемых культур в адаптивных севооборотах в условиях близкого залегания грунтовых вод, обеспечивающие водосбережение и получение планируемых урожаев зерна и кормов, могут использоваться на орошаемых землях сухостепной зоны Саратовского Заволжья.
Реализация результатов исследований. Производственная проверка и внедрение результатов исследований проведены на орошаемых землях Приволжской ОС Марксовского района Саратовской области на площади 360 га.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на Международных научно-практических конференциях: «Проблемы охраны природных ландшафтов и биоразнообразия России и сопредельных стран» (Пенза, 2004), «Экологические проблемы сельскохозяйственного производства» (Воронеж, 2004), «Землеустроительное и кадастровое обеспечение функционирования земельно-имущественного комплекса» (Омск, 2005), «Земельные ресурсы, состояние и перспективы использования» (Ставрополь, 2006), «Объекты недвижимости: управление, использование, ведение и инженерно-геодезическое обеспечение кадастра» (Омск, 2007), на Всероссийских научно-практических конференциях: «Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2003), «Наука в современных условиях: от идеи до внедрения» (Димитровград, 2007), в региональной научно-практической конференции: «Роль молодых ученых в реализации национального проекта «Развитие АПК»» (Саратов, 2007), посвящены 117, 118 и 119 годовщинам со дня рождения Н.И. Вавилова (Саратов 2004, 2005, 2006) и конференциях профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» (Саратов, 2003-2007 гг.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в пятнадцати научных работах, в том числе в рецензируемом журнале «Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова».
Степень личного участия заключается в проведении полевых исследований, а также в сборе, анализе, систематизации и обработке данных и картографического материала.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, рекомендаций производству, списка литературы из 275 наименований, в том числе 10 работ иностранных авторов. Работа изложена на 187 страницах компьютерного текста, включает 41 таблицу, 13 рисунков и 24 приложения.
Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:
Анализ современного состояния орошаемых земель Приволжской ОС, качественные и количественные изменения, произошедшие с орошаемыми землями за период 30-летней эксплуатации.
Зональное районирование территории и типизация орошаемых земель Приволжской ОС по проявлению негативных процессов, ухудшающих их качественное состояние.
Оценка мелиоративных приемов восстановления плодородия орошаемых деградированных земель, снижения затрат оросительной воды и формирования высоких урожаев при близком залегании грунтовых вод в системе ресурсосберегающего режима орошения и фитомелиорации в адаптивных орошаемых севооборотах.
Прогнозирование вероятных изменений качественного и количественного состояния орошаемых массивов Приволжской ОС.
Эколого-экономическая оценка агромелиоративных приемов.
Эколого-мелиоративное состояние орошаемых земель Саратовскойобласти
Территория России включает зоны тундры и лесотундры, тайги, широколиственных лесов, лесостепи, степи, сухой степи и полупустыни. Из этих восьми почвенно-климатических зон четыре характеризуются избыточным увлажнением, три - недостаточным, или засушливыми условиями, и только одна, весьма ограниченная по площади, зона широколиственных лесов отличается сбалансированным водным режимом. Таким образом, актуальность мелиорации почв, и, прежде всего гидромелиорации (т.е. ирригации и дренажа) предопределены климатическими условиями страны (Ф. Р. Зайдельман, 2003).
Поволжье - крупный регион орошаемого земледелия России, второй по величине после Северо-Кавказского. С 1966 г. по 1996 г. площадь ирригации в южных регионах Поволжья увеличилась с 0,1 до 1,2 млн. га, а за последние пять лет уменьшилась на 20 % (Государст. доклад ...,2000; А. П.Демин, 2000). При чем, степень риска земледелия, выраженная в повторяемости сильных и средних засух, повышается с северо-запада на юго-восток от 20-30 до 50 % и более лет.
Неслучайно основоположник научного почвоведения В. В.Докучаев на протяжении всей своей творческой деятельности постоянно обращал внимание на развитие мелиорации в России (В. И. Вернадский, 1960). Разносторонней программой развития мелиорации в стране стала его монография «Наши степи прежде и теперь», опубликованная в 1892 г. Позднее в работе «Природные почвенные зоны. Сельскохозяйственные зоны» В. В.Докучаев впервые предложил практически значимую и сегодня схему мелиорации почв всей территории Российской империи (К. К. Гедройц, 1975). Эти идеи в дальнейшем получили развитие в трудах выдающихся почвоведов и мелиораторов страны - В. А.Ковды (1946), А. Н. Костякова (1951), А. Н., Розанова (1951), А. А. Роде (1956), В. Р.Волобуева (1974) и др.
Мелиорация создаёт необходимые условия для стабильного и продуктивного сельскохозяйственного использования почв только в том случае, если она осуществляется в комплексе с проведением агрономических мероприятий, внесением удобрений, применением севооборотов и др. Кроме того, мелиорация эффективна, экологически и экономически целесообразна тогда, когда она адекватна свойствам и режимам почв. Поэтому мелиорация - системная и региональная наука, которая детерминирована главным образом разнообразием почв. Её основная задача заключается в оптимизации свойств и режимов почв, создании таких условий, при которых сельскохозяйственное производство становится независимым от погодных условий (В. Е Приходь-ко, 1996).
По данным Международной комиссии по ирригации и дренажу (МКИД), многие страны, успешно решившие свои продовольственные программы, обладают значительными земельными массивами с двусторонним регулированием гидрологического режима почв. Так, в США таким образом мелиорировано 60 % земель сельскохозяйственного пользования, в Германии - 50 %, в Голландии - 85 %. В России эта площадь не превышает 5 %, т.е. сельскохозяйственные земли страны используются преимущественно в стихийных, неуправляемых погодных условиях, что несомненно негативно сказывается на продуктивности сельскохозяйственного производства. Поэтому, прежде всего, следует систематизировать современные проблемы мелиорации почв страны и остановиться на наиболее существенных агроэкологических аспектах оптимизации свойств и режимов почв. Действительно, орошаемые почвы являются золотым фондом любой страны. Затраты на ведение орошаемого земледелия в 3-5 раз выше, чем на богарных землях, но при этом в пустынно-степных регионах надежное функционирование и производство продукции земледелия без дополнительного увлажнения невозможно, а в степных районах - ирригация важнейшее условие получения гарантированных урожаев и устойчивого функционирования почв (В. Е Приходько, 1996).
Так в Саратовской области орошаемые земли, занимая около 7% пашни до 1994 года, обеспечивали гарантированный сбор 52 % грубых и сочных кормов, 94 % овощей, 60 % картофеля, 53 % зерна кукурузы (А.Н. Шувалов и др., 1994).
Площадь орошения в России с 1966 по 1990 гг. увеличилась в шесть раз, с 0,8 до 5,6 млн га, в основном в степной зоне (88 % общей площади ирригации). Орошаемые почвы входят в структуру современного степного ландшафта новым элементом, обусловливающим его направленное изменение, создается новая природная среда, в условиях которой по-иному протекают различные процессы, в том числе и почвенные. Отношение к ирригации в нашей стране, начиная с дореволюционного времени подвержено конъюнктурным колебаниям, что затрудняет систематические научные исследования, особенно в настоящее время после дискредитации мелиорации. Ее забвение связано с тем, что поставленная перед мелиорацией задача - получение гарантированных урожаев сельскохозяйственных культур не была выполнена. Причины этого проанализированы в трудах В. А. Ковды (1981), И. П. Айдарова (1988), Б. Г. Розанова (1990), Б. А. Зимовца (1991), И. Н. Гоголева (1993), Ф. Р. Зайдельмана (1994), С. В. Зонна (1994),, И. П. Кружилина (2000) и др (В. Е Приходько, 1996).
Вот, к примеру, анализ причин отрицательного отношения к мелиорации А. А. Никонова: "Основная причина непопулярности мелиорации - в авантюристической ирригационной политике, безудержном строительстве грандиозных и дорогих сооружений, волюнтаризме монопольного ведомства, которое совмещало в себе функции заказчика, подрядчика и приемщика работ" (А.А.Никонов, 1993).
В результате нерационального природопользования произошло развитие комплекса негативных процессов, такие как водная и ветровая эрозия, подтопление и переувлажнение земель, засоление и осолонцевание, переуплотнение, слитизация и опустынивание, снижение запасов гумуса и элементов питания растений, загрязнение земель тяжелыми металлами и пестицидами, вызывающих деградацию земель (Рук. водобалансовыми станциями. Л., 1973; Г. Г. Киселев, 1980; М. И. Полунин, 1988; Н. И. Решетникова,2000 и др.).
Под деградацией агроландшафта понимается устойчивое ухудшение свойств основных его компонентов (почвенного покрова, водных ресурсов, биомассы, экологического каркаса), и как следствие, снижение продукционного потенциала и средообразующей функции (Л. В. Кирейчева, 2004).
Просчеты и неудачи оросительной мелиорации, во-первых, связаны с упрощенным подходом к почве, недоучетом ее внутренней сложной иерархии, небольшим опытом орошения в степной зоне и слабой изученностью многих процессов, протекающих в поливных землях, отсутствием ландшафтного, бассейнового, геосистемного и глобального подходов при проектировании объектов мелиорации, во-вторых, с низкой культурой земледелия вообще и на мелиорированных почвах в частности, в третьих, недостаточным финансированием и отсутствием «просвещенного землепользователя» (по В. В. Докучаеву) и его экономической заинтересованности в результатах своего труда (В. Е. Приходько, 1996).
Погодные условия в годы проведения полевых опытов
Период проведения наших исследований и закладки полевых опытов охватывал годы с различными показателями теплового режима и водообеспе-чения (табл. 5).
Вегетационный период 2002 года был засушливым и характеризовался большим количеством осадков за апрель, чрезвычайно сухим маем, июнем и августом, хотя в июне осадков выпало на уровне месячной нормы. В целом вегетационный период по распределению осадков и тепловому режиму сложился весьма неблагоприятно для возделывания сельскохозяйственных культур.
Вегетационный период 2003 года характеризовался как среднезасушли-вый. Весной снег сошел 12 апреля. Условия для роста и развития растений складывались неблагоприятно. Май стоял жаркий, а осадков выпало на 25 % ниже нормы, поэтому ощущался значительный дефицит влаги для интенсивного роста растений. Начало лета - в июне и июле осадков выпало так же ниже нормы на 15,8 и 6,8 мм соответственно, а температура воздуха превышала свои многолетние показатели в июне на 13 С, в июле на 2,6 С.
Погодные условия конца лета - начала осени 2003 года были благоприятны для подготовки почвы, накопления влаги и элементов питания, в целом для роста и развития сельскохозяйственных культур.
В 2004 году снег сошел 28 марта, переход через 0 С был отмечен 19 марта или на 15 дней раньше среднемноголетнего показателя. Погодные условия весны и лета 2004 года были благоприятными для роста и развития сельскохозяйственных культур: температура воздуха держалась в пределах нормы, а относительная влажность воздуха превышала норму, дожди выпадали равномерно в течение вегетации.
В середине лета и в начале осени 2004 года создались хорошие условия для роста и развития культур. В июле выпало 70,1 мм осадков, т.е. 1,5 месячных нормы, а в сентябре 2 месячных нормы. Температура воздуха была близка к среднемноголетней норме. В октябре и начале ноября стояла теплая погода со среднесуточной температурой на 2-5 С выше среднемноголетней. Осенняя вегетация растений закончилась поздно - 12 ноября. Таким образом по метеорологическим условиям 2004 г. оценивается как влажный - сумма осадков за год составила 470,9 мм, что на 80 мм больше среднемноголетних, а средняя температура воздуха превысила норму на 2,9 С.
В 2005 году погодные условия были благоприятными для роста и развития растений. Температура воздуха была в пределах нормы и запасов почвенной влаги хватило для бездефицитного снабжения посевов. Осадки выпали на уровне среднемноголетней нормы.
В целом, годы проведения наших исследований характеризовались различными показателями теплового режима и влагообеспечения: 2002 г. был засушливым и неблагоприятным для развития растений и формирования урожая, 2004 г. - влажным, а 2003 и 2005 гг. - среднезасушливыми, то есть условия трех последних лет более соответствовали потребностям растений.
Полевые исследования включали в себя разработку научно обоснованных агромелиоративных приемов для повышения плодородия и улучшения эко-лого-мелиоративного состояния деградированных орошаемых земель и проводились по следующей схеме (табл. 6).
По фактору А в составе орошаемых севооборотов исследовались адаптивные и высокопродуктивные в условиях орошения полевые культуры: яровая твердая пшеница, многолетние травы (люцерна синегибридная в смеси с кострецом безостым), озимая пшеница, соя, вико-овсяная смесь в севооборотах различного направления: зернотравяном и травяном.
Таблица 6 По фактору Б определяли наиболее рациональный режим орошения, который обеспечивает уровень водоснабжения в соответствии с биологическими потребностями растений, экономию и рациональное использование поливной воды и получение высокого урожая выращиваемых культур. При проведении полевого опыта применялись два режима орошения: 1. Интенсивный режим орошения с проведением поливов нормой 600 м3/га при снижении влажности до 75-75-70 % НВ и глубиной промачивания слоя почвы 0,7 м.
2. Ресурсосберегающий режим орошения с целью предупреждения ухудшения эколого-мелиоративного состояния орошаемых земель - проведение поливов эрозионно-безопасной поливной нормой 400 м3/га при снижении влажности до 70-70-65 % НВ и глубиной промачивания слоя почвы 0,4м.
Полевой опыт закладывался методом расщепленных делянок в соответствии с методиками Б.А. Доспехова (1985) и ВНИИ орошаемого земледелия (1983) по двухфакторной схеме в четырехкратной повторности с площадью делянок первого порядка (фактор А) - 2400 м (160x15), второго порядка (фактор Б) - 300 м2 (15x20).
Во время проведения полевых исследований осуществлялись все необходимые наблюдения и учеты за состоянием посевов, почвой и окружающей средой. Агробиологические наблюдения за ростом и развитием растений проводились на двух несмежных повторностях вариантов.
Фенологические наблюдения проводились по учету наступления основных фенологических фаз развития растений кормовых культур. За начало фазы считали день, когда ее наступление отмечалось у 10% растений, полную фазу - при вступлении в нее 75% растений.
Влажность почвы определялась 1 раз в декаду термовесовым методом. Почвенные пробы на влажность отбирались в трехкратной повторности послойно, через каждые 0,1 м на глубину 1,6 м в посев и уборку, на глубину 1,0 м - в течение вегетации. Почву сушили в термостате при температуре 105 С в течение 6-8 часов до постоянной массы.
Наименьшую влагоемкость (НВ) определяли методом залива площадок, где учетную площадку 1,5x1,5м обваловывали двумя рядами валиков и после впитывания расчетной нормы воды площадку покрывали 4 см слоем соломы и через 2-3 суток и далее ежедневно в 3-4-х кратной повторности определяли влажность почвы постоянный результат, который характеризовал величину наименьшей влагоемкости.
Суммарное водопотребление культур в севооборотах за вегетацию рассчитывали методом водного баланса (М. Н. Багров, И. П. Кружилин, 1980).
Плотность почвы определялась в полевых условиях в образцах с ненарушенным сложением методом режущих колец буром Н.А. Качинского послойно через каждые 0,1 м. Максимальная гигроскопичность (МГ) определялась по А. В. Николаеву (1936). Влажность завядания принималась за полуторную максимальную гигроскопичность.
Почвенные образцы на определение агрегатного состава отбирались методом монолитов 20x20x10 см, послойно, в трехкратной повторности. После чего их смешивали по слоям, просушивали до воздушно-сухого состояния и отбирали средний образец, который просеивали в стандартном наборе сит; затем определяли соотношение агрегатов.
Содержание общего гумуса находилось по методу Н.В. Тюрина, гидроли-зуемого азота - по Н. В. Тюрину, М. М. Кононовой, нитратного азота - коло-метрическим методом, доступного фосфора по Мачигину, обменного калия по А. Масловой. Анализы проводились в лаборатории химических анализов ВолжНИИГиМ.
0боснование выбора территории и показателей агроэкологического мониторинга орошаемых земель Приволжской ОС
Долина реки Волги является главным районом орошения. Все крупные оросительные системы Поволжья расположены в пределах надпойменных террас. Интенсивное орошение существенно изменило мелиоративное состояние земель в долине Волги. Повсеместно произошел подъем грунтовых вод, подтопление отдельных населенных пунктов. Постоянное переувлажнение почвенного профиля при близких грунтовых водах вызвало развитие анаэробных процессов, осолонцевания и засоления, а использование тяжелых сельскохозяйственных машин привело к уплотнению почв, что негативно отразилось на урожайности возделываемых культур.
Одной из причин низкой отдачи орошаемого гектара нашей области является ухудшение, на определенной части площади, мелиоративной обстановки. Это проявляется, главным образом, в виде переувлажнения и засоления почв. Приближение уровня грунтовых вод ближе 1,2-1,5 м к поверхности почвы часто ведет к снижению урожайности культур до 90% даже при отсутствии засоленности почв, падает качество продукции, отмечается высокая засоренность сорняками, резко ухудшаются условия проходимости сельскохозяйственной и дождевальной техники. А таких земель в нашей области не менее 15 тыс. га. Сосредоточены они в долине р. Волги в основном в хозяйствах Балаковского, Марксовского и Энгельсского районов.
Вместе с тем, в условиях хорошей дренированности территории, гидрогеологические условия существенно не меняются и почвы продолжают развиваться в автоморфных условиях при глубоком залегании грунтовых вод.
При анализе состояния орошаемых земель Саратовской области наибольшее предпочтение для проведения агроэкологического мониторинга мы отдали 1-й очереди Приволжской оросительной системе (Северный массив) на территории которой имеются как хорошо дренированные земли, так и стабильно переувлажненные. Она располагается на раннехвалынской (aQmhVi), аллювиальной хазарской (aQnhz), в северной части бакинской (aQib) террасах и частично сюда вошли участки среднехвалынской (mQinhV2) террасы.
При выполнении оценки и анализа качественного и количественного состояния орошаемых земель территории I очереди Приволжской ОС и проведении наблюдений за эколого-мелиоративным состоянием использовались архивные данные ГГМП 1975-2005 гг. (ретроспективный мониторинг) по следующим направлениям: качественная оценка состояния орошаемых земель; выявление негативных антропогенных процессов, снижающих плодородие земель; получение информации для создания информационной базы о эколого-мелиоративных свойствах орошаемых земель.
Мониторинг орошаемых земель определяет данные тематических съемок, обследований и режимных наблюдений, фиксирующих дискретные значения параметров состава, свойств и режимов объектов мониторинга в границах природных, природно-техногенных и административно-территориальных участков суши, а также определяет использование гидрометеорологической информации существующих гидрометеопостов и станций (И. П. Землянухин, 1994).
Показатели, характеризующие состояние природной среды (почвы, грунтовые воды, оросительные воды) назначаются с учетом генетической связи различных свойств почв, зависящих от природно-климатической зональности, с процессами протекающими в них под влиянием мелиорации.
Наиболее важными (приоритетными) являются показатели, отвечающие за плодородие почв и их экологическую чистоту, а также те показатели, которые имеют сравнительно длинный ряд регулярных наблюдений, осуществляемых системой гидрогеолого-мелиоративного контроля (прилож. 5).
По технологическим, организационным и экономическим соображениям в работе выделены приоритетные показатели, в том числе:
- глубина залегания уровня грунтовых вод на территории оросительной системы;
- минерализация грунтовых и оросительных вод;
- засоленность почвогрунтов в слое 0-2 м;
- динамики водоподачи на орошаемые площади;
- уровень плодородия орошаемых почв.
В работе показана логическая взаимосвязь между управлением качеством земельных ресурсов и устойчивостью орошаемых агроландшафтов. Рациональное использование земельных ресурсов возможно при научно обоснованной оптимизации - осуществлении научных исследований, мероприятий и действий, направленных на выявление и уменьшение негативных природных процессов путем подбора оптимального способа землепользования.
Наши исследования проводились в следующей последовательности:
- сбор и анализ фондовых статистических данных и картографического материала, выбор объектов натурных исследований, изучение детальных проектов внутрихозяйственного землеустройства;
- типизация орошаемых земель по негативным процессам, ухудшающим их качественное состояние, с выделением земельных массивов с относительно однородными природными условиями для сельскохозяйственного природопользования;
- прогнозирование вероятных изменений качественного состояния орошаемых земель;
- агроэкологическая оценка состояния орошаемых земельных ресурсов (Временное метод, пособие..., 1993).
