Введение к работе
Актуальность проблемы. Экологически безопасное функционирование системы вода – почва – растение обеспечивается сбалансированным воздействием природных и антропогенных факторов, что в практике орошения повсеместно нарушается избыточно высокими агро- и гидромелиоративными нагрузками на почвы. Нарушения равновесия в системе проявляются в изменении и ухудшении основных свойств почв, декарбонизации, потери гумуса, осолонцевании, засолении, заболачивании и других деградационных процессах (Зимовец и др…, 1998). Степень проявления экологических последствий орошения определяется исходным состоянием почв, качеством оросительной воды, режимами орошения, уровнем агротехнологий. Поэтому весь комплекс мероприятий по предотвращению негативных последствий орошения нужно строить с учетом этих факторов. Кроме того, несоблюдение экологически безопасных режимов орошения приводит к непроизводительным затратам поливной воды, возникновению процессов вторичного засоления почв, поднятию уровня грунтовых вод. Не всегда учитывается качество оросительной воды, ее химический состав и загрязненность. Необходимость решения этих проблем на орошаемых почвах юга Средней Сибири дало направление исследованиям по обоснованию требований к качеству оросительной воды, влиянию орошения на свойства, режимы и продуктивность, разработке экологически безопасных режимов орошения культур в комплексе с агроэкологическими мероприятиями.
Цель исследований. Изучить влияние орошения на свойства, режимы и продуктивность почв юга Средней Сибири
Задачи исследований:
- оценить качество ирригационной воды по экологическим показателям;
- изучить влияние орошения на свойства, режимы и продуктивность чернозема обыкновенного;
- выявить влияние орошения на свойства, режимы и продуктивность аллювиальных торфянисто-глеевых почв;
- разработать экологически сбалансированные агроирригационные приемы для повышения продуктивности и качественного состава сеяных многолетних травосмесей.
Научная новизна исследований. Обоснование сохранения, восстановления и повышения продуктивности орошаемых почв юга Средней Сибири:
- впервые в условиях юга Средней Сибири разработан дифференцированный подход к орошению агроландшафтов;
- изучено влияние орошения на химические и водно-физические свойства, на водный и солевой режим чернозема обыкновенного;
- на основе биоклиматического метода экспериментальным путем рассчитаны биологически оптимальные и текущие нормы водопотребности культур на годы расчетной обеспеченности осадками;
- исследовано влияние орошения на химические и водно-физические свойства, на температурный и пищевой режим аллювиальных торфянисто-глеевых почв;
- выявлены агроирригационые приемы повышения плодородия орошаемых почв.
На защиту выносится концепция устойчивого функционирования агроэкосистем при оптимальном регулировании водного режима, представленная следующими положениями:
- экологически безопасное функционирование орошаемых черноземов и их устойчивость к деградационным процессам возможно при оптимальном водном режиме в комплексе с агроирригационными приемами;
- регулирование водного режима оптимизирует температурный и пищевой режим аллювиальных торфянисто-глеевых длительно-сезоннопромерзающих почв;
- адаптивно-дифференцированные и экологически нормированные агроирригационные приемы повышают продуктивность сеяных многолетних травосмесей с высокими энергетическими показателями.
Практическая значимость. Материалы могут быть использованы при оценке экологических последствий орошаемых почв и их эволюции при изменении свойств, режимов и плодородия, а также почвенного мониторинга; при проектировании, строительстве и эксплуатации оросительных систем на юге Средней Сибири. Применение умеренных доз органоминеральных и минеральных удобрений под культурные растения, стимулирующих продукционный процесс и не нарушающих при этом экологического равновесия в системе почва-растение, может быть рекомендовано для орошаемого кормопроизводства. На основе полученных результатов разработан комплекс агроэкологических мероприятий с использованием информационно-ресурсного потенциала системы, экологических ограничений и многокритериальной оценки.
Апробация работы. Результаты исследований опубликованы в 48 научных и методических работах, в том числе 2 монографиях. Основные положения диссертации были представлены и обсуждены на следующих совещаниях и конференциях: международных, всесоюзных и российских: «Повышение эффективности использования водных ресурсов в сельском хозяйстве» (Новочеркасск, 1990); «Экологические аспекты мелиорации Северного Кавказа» (Новочеркасск, 1990); « Рациональное природопользование в криолитозоне» (Якутск, 1990); «Повышение качества и технического уровня проектов в условиях новых методов хозяйствования» (Абакан, 1990); «Водохозяйственное строительство и экологические проблемы» (Тбилиси, 1991); «Вопросы водохозяйственного строительства, мелиорации, использования и охраны водных ресурсов» (Ереван, 1991) «Проблемы мелиорации земель Сибири» (Красноярск, 1991); «Наука – сельскому хозяйству» (Красноярск, 1993); «Проблемы освоения Барабинской низменности» (Москва-Новосибирск, 1995); «Технологии неистощительного землепользования» (Красноярск, 1997); «Научное и кадровое обеспечение земельных преобразований в России» (Москва, 2002); «Природообустройство и рациональное природопользование – необходимые условия социально-экономического развития России» (Москва, 2005), «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2005, 2006); « Вклад академика Л.И.Прасолова в изучение и сельскохозяйственное освоение почв Сибири.» (Абакан, 2007).
Личный вклад автора. Постановка задач, выполнение лабораторных и полевых исследований, обработка и анализ полученного материала выполнены лично автором. Доля автора в совместных публикациях – 70 %.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 334 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 7 глав, общих выводов, списка литературы, 13 приложений. Работа содержит 101 таблицу, 47 рисунков, список литературы включает 436 источников, в т.ч. 45 иностранных.
