Введение к работе
Актуальность. В мировом земледелии рис занимает первое место по урожайности и валовым сборам и второе - по площади посевов после пшеницы (De Datta Surajit, 1981).
Перспективность развития рисосеяния на юге Дальнего Востока (ДВ) обусловлена тем, что после распада СССР наибольшие площади посевов риса в районах Средней Азии, Закавказья и Украины оказались за пределами России. Производство риса на душу населения в России резко сократилось. Дальнейшее развитие рисосеяния лимитируется недостатком водных ресурсов и тепла. Юг Дальнего Востока по своим природным условиям перспективен для возделывания риса. Общая площадь, пригодная под рис на Дальнем Востоке, оценивается в 630 тыс.га, в том числе: в Приморском крае - 230, Амурской области -150 и Хабаровском крае - 250 (Неунылов, Криволапов, 1962, 1982; Неунылов, 1980; Костенков, Ознобихин, Тур, 1982; Костенков, Неунылов, Ознобихин, 1985).
Накопленный опыт возделывания риса в Приморье убеждает в возможности и целесообразности широкого развития здесь рисосеяния. Однако, существуют различия между потенциальной и фактической урожайностью риса. Это обусловлено неудовлетворительным эколого-мелиоративным состоянием земель. Имеющиеся резервы повышения производительной способности почв рисовых систем используются неудовлетворительно.
До сих пор не разработана комплексная оценка многочисленных антропогенных, как позитивных, так и негативных воздействий на почву при интенсивном ее использовании в рисоводстве. Забота о плодородии почв под рисосеяние - забота не только о повышении продуктивности рисоводства, но и, прежде всего, о сохранении оптимальной эколого-мелиоративной обстановки на оросительных системах под рис : создание теплового, пищевого, водного и воздушного режимов почвы, адекватных биологическим требованиям культуры риса и суходольных культур рисового севооборота.
Интенсификация рисоводства способствует не только увеличению продуктивности агросистем, но и повышает степень экологического риска. Это предопределяет необходимость перехода от принципа «выявить и исправить» причины деградации почвенного покрова к принципу «предупредить» возможные нарушения и, следовательно, достоверно прогнозировать изменения почвенно - экологических условий. Антропогенные воздействия на почву делятся на две большие группы: первая затрагивает факторы почвообразования, а вторая - почвенное тело и функции почв (Добровольский и др., 1985).
К первой группе факторных воздействий относятся все атмосферные, гидрологические, гидрогеологические и гидрохимические изменения, связан-
ные с хозяйственной деятельностью человека. Орошение рисовых полей способствует повышению биологической продуктивности культуры риса и биосферного потенциала почвенного покрова. Эти изменения в ландшафте носят положительный характер. В то же время, развитие рисоводства ведет к переувлажнению почв, их оглеению, уплотнению почвенного покрова и локальному подъему грунтовых вод ( Фаворин, 1959; Карманов, 1960; Неунылов, 1961; Осрипчинская. 1962; Фридданд^Х964;_Болдырев,-1969;-Обуховаг4969гЖовто^ ног, 1971; Корнблюм, Любимова, 1973; Костенков, 1973, 1976; Тулякова, 1978; Кириенко, 1984, Дербенцева, 1986).
В условиях современного экологического кризиса речь должна идти не только о недопущении ухудшения природной среды в рисоводстве, но и о направленном ее улучшении. Прежде всего это относится к объектам модернизации и реконструкции мелиоративных систем, где уже произошли существенные изменения природных условий под влиянием рисосеяния. Важнейшим этапом таких мероприятий является анализ и оценка создавшейся природно -мелиоративной и экологической ситуации на действующих РОС с выявлением причинно-следственных связей.
Поэтому актуальнейшими стали такие вопросы: 1) изучение морфологических, физико-химических и водно - физических свойств рисопригодных почв; 2) анализ и выявление общих закономерностей режима уровней и химического состава почвенно - фунтовых вод; 3) изучение характера изменения водно - физических свойств и солевого состава почв под влиянием культуры затопляемого риса с различным периодом использования; 4) прогнозирование изменений некоторых направлений в эволюции почвенного покрова; 5) оценка приемов по улучшению мелиоративного состояния почв и определение на этой основе показателей мелиоративного состояния и экологических требований, обеспечивающих рациональное природопользование в зоне рисосеяния юга Дальнего Востока. Эти вопросы составляют основную часть общей научной проблемы рационального природопользования, имеющей непосредственно практическое значение.
Цель и задачи исследований. Основной целью исследований является эколого-мелиоративная оценка почв зоны рисосеяния юга Дальнего Востока с позиций рационального природопользования.
В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи.
-
Дать характеристику природно-климатических условий юга Дальнего Востока.
-
Изучить морфогенетические особенности наиболее распространенных типов рисопригодных почв.
3. Выявить основные закономерности гидрогеологических условий и
режима влажности почв рисовых систем.
-
Рассмотреть динамику состава оросительных, коллекторно-сбросных, дренажных и почвенно-грунтовых вод.
-
Уточнить характер влияния рисовых мелиорации на состав и водно-физические свойства почв.
-
Разработать прогноз изменения почвенного покрова при освоении, строительстве и эксплуатации РОС.
-
Дать экологическую оценку региональных приемов мелиорации, применяемых в рисоводстве.
8. Оценить эколого-мелиоративное состояние почв рисовой зоны.
Научная новизна.
-
Впервые применен комплексный подход к изучению взаимодействия природных и хозяйственных факторов, отражающих интенсивность и направленность почвенных, гидрологических, гидрогеологических и инженерно-геологических процессов и режимов, составляющих эколого-мелиоративное состояние рисовых земель в условиях муссонного климата.
-
Раскрыта сущность эколого-мелиоративного состояния почв рисовых оросительных систем в связи с охраной окружающей среды и сохранением и восстановлением плодородия почв.
-
Выявлены закономерности формирования мелиоративного состояния почв рисовых и рисопригодных территорий.
-
Впервые выполнена оценка влияния различных сроков орошения затопляемого риса на изменение фанулометрического и микроафегатного состава, физико-химических и физических свойств почв и разработан метод прогнозирования возможных изменений в почвенном покрове при строительстве и эксплуатации РОС.
-
Впервые дана экологическая оценка приемам улучшения мелиоративного состояния почв, применяемым в рисоводстве, определено влияние таких приемов как планировка, глинование торфяников, дренирования территории на свойства, режимы и плодородие почв и продуктивность риса.
-
Разработан эколого-мелиоративный подход оценки природных и технических факторов и рассмотрены основные экологические требования, обеспечивающие рациональное природопользование в зоне рисосеяния.
Защищаемые положения.
-
Почвы равнин юга Дальнего Востока отвечают требованиям производства риса и обеспечивают рациональное природопользование в зоне рисосеяния.
-
Применяемые на Дальнем Востоке конструкции рисовых ороситель-
ных систем и соответствующие им агромелиоративные мероприятия не оказывают негативного воздействия на процессы почвообразования и свойства почв.
3. Разработанная система показателей позволяет дать региональную комплексную оценку эколого-мелиоративного состояния почв зоны рисосеяния.
Реализация исследований. Основные результаты исследований внедрены путем публикаций, выступлений на научных и научно-производственных кон-^реішияхтіозопросам^альнейшегатехнического^шершенствования проектирования, строительства и эксплуатации рисовых оросительных систем.
С учетом охраны окружающей среды и эффективного использования водных и земельных ресурсов часть материалов диссертации использована проектно-изыскательским институтом "Союздальгипрорис" при разработке проектов рисоводческих совхозов "Новодевичанский", "Зеленодольский", "Луговой", реконструкции других систем для определения величины активного слоя и расхода воды на насыщение почв в период первоначального залива рисовых систем.
В практику проектно-изыскательских работ внедрена гумусная съемка почвенного покрова и обоснован кулисный способ планировки территории на участках срезки с отметками более 6 см вместо применяемого ранее метода с отметками более 15 см от средней плоскости чека.
Усовершенствованы методы определения водно-физических свойств почв для обоснования дренажа на юге Дальнего Востока, изложенные в методических рекомендациях (1986) вдополнение к ВСН 33-2.102-85 "Почвенные изыскания для мелиоративного строительства".
Предложенные автором критерии оценки мелиоративного состояния рисовых земель Приморья и осушаемых земель Дальнего Востока используются в работах Приморской гидрогеолого-мелиоративной партии, а также при разработке проектов реконструкции рисовых оросительных систем.
Материалы диссертации использованы при разработке технологии планировки рисовых чеков под слоем воды с целью создания конструкции Дальневосточной модульной рисовой карты и эталонов для проектирования планировочных работ.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на совещаниях, конференциях, съездах и научно-технических советах:
на VI Всесоюзном делегатском съезде почвоведов;
на совещаниях "Проблемы почвоведения и мелиорации избыточно-увлажненных почв Дальнего Востока" (1973-1987) и "Земельные ресурсы Сибири" (1981);
на выездном заседании Научного Совета АН СССР по проблемам почвоведения и мелиорации почв и Центрального Совета ВОП (1984); і
на конференциях профессорско-преподавательского состава Приморского СХИ (1975, 1978, 1979, 1984, 1985, 1987);
на Всесоюзных научно-технических совещаниях" Прогрессивные методы мелиорации земель на Дальнем Востоке" (1982) и "Совершенствование мелиорации земель" (1986);
на IV Всесоюзном совещании по мелиоративной гидрогеологии, инженерной геологии и мелиоративному почвоведению (1980);
на научно-технических совещаниях во ВНИИГиМ и В/О "Союзвод-проект";
на зональных научно-технических конференциях "Итоги научных исследований в области мелиорации земель и водохозяйственного строительства на Дальнем Востоке" (1977, 1978, 1981, 1984, 1987), Ученом Совете ДальНИИ-ГиМ(1997).
Публикации. Материалы, положенные в основу диссертационной работы, изложены в 43 основных статьях, 3 монографиях и 5 методических рекомендациях, изданных в центральных, международных и региональных изданиях.
Объем диссертации. Работа изложена на 387 страницах машинописи, из которых 230 страниц текста, 65 таблиц, 43 рисунка. Диссертация состоит из введения, 9 глав, заключения, 2 приложений. Список литературы включает 292 наименования.
За критические замечания по работе и поддержку особую признательность соискатель выражает академику РАЕН, профессору A.M. Ивлеву, докторам и профессорам Г.И. Иванову, Н.М. Костенкову, А.П. Синельникову, и зав. лабораторией почвенных ресурсов БПИ ДВО РАН к.с.-х.н. В.И. Озноби-хину.