Введение к работе
Актуальность тесдрг^^вН- В последние года заметно возросла актуальность проблем ^рационального природопользования в орошаемом земледелии степной зоны Ростовской области. Интенсивное развитие ирригации в регионе вызвало многочисленные негативные изменения в почвенной покрове орошаемых территорий. Особу» чувствительность к орошению проявили черноземы террасовых равнин Нианего Дона. Под влиянием избыточного увлажнения изменились условия почвообразования и свойства орошаемых черноземов. Около 70 тыс. гектаров черноземных почв в пределах государственных оросительных систем области подверглись вторичному засолению, на площади 50 тыс. гектаров наблюдаются вторичные процессы осо-лонцевання и ощелачивания* Широко развиты зоны устойчивого увлажнения черноземов грунтовыми водами, отмечены явления слитн-—вации почв (Аниквнова и др., I960 ;Попов, Попов А., 1984), наблюдается снижение содержания фракций Тумановых кислот и возрастает подвижность органо-шнеральных комплексов в профиле орошаемых черноземов (Рязанова, Вигутова, 1975, 1983). С отмеченными изменениями в черноземах часто связывают пестроту почвенного плодородия, низкую продуктивность орошаемых территорий.
Экспериментально установлено, что негативные изменения в черноземах связаны в большинстве случаев с подъемом минерализованных грунтовых вод, частыми переполивами, использованием для орошения вод повышенной минерализации и щелочности. Степень влияния этих факторов на почвообразование различна. Обусловлено это разнообразием географических зон развития черноземов, реальными почвами, спецификой хозяйственной деятельности. Поэтому, оценивая роль антропогенного воздействия, ваучерноземнЧ необходимо учитывать зональные особенности'природных и хозяйственных усло-вий массивов орошения.; Стремление^ этой связи использовата-
- 4 -опыт соседних регионов (без соответствующего экспериментального обоснования) может привести к возникновению ошибок, чреватых серьезными последствиями для черноземов орошаемых территорий. С подобной ситуацией мы сталкиваемся, обращаясь к проблеме допустиш* режимов грунтового увлажнения при орошении черноземов террас Нижнего Дона* Интерес к вопросу вызван той чрезвычайно важной ролью, которую играют грунтовые воды в процессах почвообразования при трансформации автоморфного водного режима черноземов в полугидроморфный и гидроморфный в условиях орошения. При решении задач оптимизации почвенно-мелиоративного состояния орошаемых территорий области, как правило,использовалась система допустимых показателей грунтового увлажнения, разработанная для черноземной и каштановой почвенныхзон юга Украины. В соответствии с принятой классификационной схемой, длительное время считалось возможным при минерализации грунтовых вод до 5 г/л поддерживать луговой, или гидроморфный тип почвообразования черноземов с устойчивым колебанием грунтовых вод на глубине 1,4-2,0 ы. Практика орошаемого земледелия на Нижнем Дону показала: используемые параметры оценки допустимых режимов грунтового увлажнения при орошении черноземов нуждаются в корректировке.
Выполненные нами исследования, опирающиеся на зональный экспериментальный опыт, позволяют выявить и оценить важные условия сохранности и повышения плодородия черноземов Нижнего Дона при орошении, что определяет их актуальность и практическую значимость..
Пели и зятгятти tp-wiw"тгач^ - В настоящей работе была постав- -лена цель: на основе статистических исследований многокомпонентной цриродно-хоэяйственной системы орошаемые почвы - грунтовые воды - урожай оценить роль различных режимов грунтового увлажнения в изменении
- 5 -свойств и продуктивности черноземов Нижнего Дона при орошении. Цель работы определила необходимость решения следувдих основных задач:
-
Исследовать закономерности л оценить характер изменения свойств -черноземов при олене автоморфного типа почвообразования нолугидроыорфным и гвдроморфнш _ в условиях орошения.
-
Установить и исследовать связь урожайности зернових культур о параметрами грунтового увлажнения, засоления и осолон-цеваиия орошаемых почв.
-
Используя данные по урожайности зерновых культур, ста-тистически оценить степень различия продуктивности орошаешх вторично-полугидроыорфных и вторично-гидрсщорфных черноземов террас Нижнего Дона.
Называя, _новизна. Выявлены зональные закономерности изменения свойств орошаемых черноземов при различных режимах грунтового увлажнения почвенного профиля. Дана оценка интенсивности вторичных процессов соленакопления, осолонпевания и грунтового переувлажнения в полутидроморфных и гидроморфннх почвах при орошении. Исследованы некоторые важные закономерности изменения физических свойств орошаемых черноземов при различной интенсивности грунтового увлажнения, проведен анализ воздействия поливних вод различного ирригационного качества на свойства черноземов.
Таким образом, исследованы важные особенности почвообразг-вательного процесса в орошаемых черноземах Нижнего Дона. Сформулирован вывод о различии плодородия орошаемых черноземов вторич-но-полугидроморфных и вторично-пщршорфных. Разработана методика, позволямцая использовать данные биометрических наблюдений для диагностики качественных изменений в орошаемых вторично-по-лутидроморфвнх и вторншо-гядршорфных черноземах. Получены зависимости, вырахакшще связь урожайности зерна кукурузы и озимой
-6 - ^ .
пшеницы с параметрами грунтового увлажнения, засоления и осолон-цевания почв. Исследованы закономерности изменения урожайности зерна кукурузы при различной степени гвдроморфности орошаемых черноземов.
Практическая,.значимость работы. Модно выделить следующие направления практического применения результатов исследований: а) при обосновании проектов дренажа на реконструируемых оросительных системах Нижнего Дона ; б) при прогнозировании урожайности зерновых культур в орошаемых черноземных районах региона с использованием методов математического моделирования ; в) при организации стационарных комплексных наблюдений службы гидрогеодого- и почвен-но-мелиоративного контроля. Результаты работы использованы институтом Южгипроводхоз при обосновании проектов реконструкции Аэовс-кой и Багаевско-Садковскоа оросительных систем. Методические основы исследований приняты институтом ШВИИГиМ. в качестве базовых при разработке программы комплексных исследований почвенного покрова в отепной и сухостепной зонах Северного Кавказа при орошении (Методические указания..., 1987).
' Осионнне защищаемые пояожетія диссертации.
-
Плодородие черноземов обыкновенных орошаемых снижается при трансформации типа почвообразования от вторично-полугидро-мор$ного к вторично-гидроморфному. Негативные последствия орошения в черноземах степных ландшафтов Нижнего. Дона прослеживается . практически повсеместно. Наибольшим изменениям при орошении подвергнуты черноземы обыкновенные вторично-гидроморфнне.
-
На основе статистических исследований системы о р о -шаемые почвы - грунтовые воды -урожай разработан метод , позволяющий использовать данные по урожайности зерновых культур для диагностики качественных изменений в орошаемых черноземах при различных режимах грунтового
-7.--увлажнения.
3. Вторвчно-гидроморфннЗ тип почвообразования, развитии в зовах устойчивого формирования грунтовых вод на глубине менее 2,5 и от поверхности, рассматривается в качестве недопустимого при орошении черноземов обыкновенных Нижнего Дона.
Дтдк^яттдя работы,. Материалы диссертации докладывались на координационном совещании но мелиоративной гидрогеологии (Москва, 1963), на Всесоюзної семинаре работников гидрогеолого-мелио-ративной службы (Москва» ВДНХ СССР, 1984), на Всесоюзной шкоде молодых ученых и специалистов по актуальным проблемам повышения эффективности использования орошаемых земель (Херсон, 1985), на научных семинарах геобиопенолотической лаборатории и лаборатории почвенных ресурсов и генезиса почв Института Почвоведения и фотосинтеза АН СССР (Нущино, 1985-1907), семинарах отдела математических методов в экономике и экологии НИИ механики и прикладной математики РІ7 (1385-193?). Некоторые результаты проведенных исследований представлены в отчете до научно-исследовательской работе "Исследование гидрогеолого-ыелиоративвого состояния орошаемых земель и разработка мероприятий по борьбе с подъемен грунтовых вод, засолением и заболачиванием" (тема 4.106)* Ряд предварительных выводов работы использован при разработке "Временных зональных критериев оценки мелиоративного состояния 0{>~ шаемых территорий Ростовской области".
Щб-ЛНЕШВВ- По теме диссертации опубликовано II работ.,
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Основной текст изложен на 132 страницах, вкдотая 8 таблиц и 20 рисунков.