CC BY
100
Пути сохранения мелиорируемых земель в Пензенской области
А.А. Лисконов, д.с.-х.н, ГП «Иннаучтехцентр»; О.Г. Ревенков, к.с.-х.н., ФГУ Управление «Курск-мелиоводхоз»
С.М. Мельников, соискатель, ФГУ Управление «Пензамелиоводхоз»
Пензенская область находится в Среднем Поволжье и составляет часть западного склона Приволжской возвышенности и Волгодонского междуречья. Ландшафт отличается сложностью и разнообразием почв при континентальном климате. Недостаточное количество атмосферных осадков по сравнению с потенциальным водопот-ребление растениями, частая повторяемость засух, которые захватывают более половины сельскохозяйственных угодий и пашни. Поэтому надежным фактором защиты растений от негативного влияния засушливых лет на урожайность сельскохозяйственных культур - научно обоснованная комплексная мелиорация земель.
В Пензенской области, как и в целом по России, создан определенный потенциал орошаемого земледелия. За годы многолетнего развития мелиорации в области введены в эксплуатацию 11 тыс. га орошаемых и 20 тыс. га осушенных земель, 166 водохранилищ и 640 прудов, общим объемом около 1,5 млрд. м3. Это было обусловлено необходимостью увеличения производства сельскохозяйственной (особенно растениеводческой) продукции и его стабилизации, что можно было достигнуть таким уровнем интенсификации производства, которого не могло обеспечить богарное земледелие в связи с аридностью климата региона. Однако широкая ирригация в области с целью создания гарантированного производства сельхозпродукции на мелиоративных агроландшафтах не смогла обеспечить из-за несовершенных научно обоснованных расчетов по водообеспечению сельскохозяйственных культур. Кроме того, возрастающие потребности в продукции растениеводства требуют сохранения
и повышения плодородия почв, и особенно, на мелиорируемых землях.
Хозяйственная производительность растительного покрова в сухостепной зоне Пензенской области уже не соответствует нуждам потребителей и может быть повышена лишь в ограниченных масштабах. Наблюдается упрощение системно-динамических качеств фитоценозов как функциональной части экосистемы, что также потенциально опасно. Саморегулирование систем сейчас ниже естественных норм и потребностей человека. Первичная продуктивность сухостепной зоны Пензенской области упала примерно на 40-35%. Поэтому требуется активный поиск экологически безвредных и малозатратных средств и методов регулирования состава фитоценозов, восстановления их производственного потенциала. Кроме того, в области орошаемого земледелия региона резко возросла роль рационального и экономного использования водных ресурсов, сохранения плодородия уникальных почв этого региона и обеспечения экологической безопасности орошения.
Основополагающий фактор сохранения плодородия мелиоративных ландшафтов в Пензенской области - обоснование и реализация оптимальных сроков и норм полива применительно к конкретным сельскохозяйственным культурам, почвенно-рельефным и погодно-климатическим условиям, что является гарантией рационального водопользования, а также сохранения плодородия почвы и благоприятной экологической обстановки на орошаемых землях. Конкретная же задача оптимизации сроков, норм и частоты поливов заключается в обеспечении необходимого для нормального роста и развития растений водного режима в корнеобитаемом слое почвы.
При этом основное внимание в решении поставленной задачи должно быть отведено оптимизации проектных и эксплуатационных режи-
мов орошения, разработка и реализация которых в большинстве случаев не отвечает поставленным требованиям и не соответствует уровню научных и практических достижений. Для достижения этих целей необходимо разработать рациональные режимы орошения с учетом территориальных особенностей региона и изменчивости их во времени, установить оптимальные оросительные и поливные нормы.
Известно, что для обоснования норм и параметров орошения применяются как экспериментальные, так и расчетные методы. Экспериментальные методы, даже наиболее точные и надежные, как правило, весьма трудоемкие, а полученные результаты в большинстве случаев оказываются локальными и краткосрочными, не позволяющими определить их территориальную изменчивость и неизбежные колебания по годам.
В этой связи в последние 2-3 десятилетия мировая и отечественная практика перешла к широкому применению расчетных методов нормирования орошения, основу которых составляют биоклиматические приемы определения суммарного водопотребления растений и методы водного баланса установления оросительных норм.
В последнее время появились работы, основанные на совместном решении уравнений водного и теплового балансов с использованием аналитической аппроксимации эмпирических связей, полученных в естественных условиях между составляющими водного (осадки, почвенные влагозапасы) и теплового (испаряемость) балансов.
Однако, по оценке Константинова А.Р. (1986), воднотеплобалансовый метод имеет ряд недостатков:
- недостаточно корректный учет влияния биологических особенностей культур на водопот-ребление, особенно по фазам развития растений;
- недоучет расходования тепла на турбулентный теплообмен;
- отсутствие поправки к метеоэлементам, определяемым на метеостанциях, удаленных от орошаемых полей (эффект микроклимата);
- принятие положения о прямой пропорциональности между водопотреблением и влаго-запасами почвы, в то время как в природе это положение нарушается, вследствие того, что с ростом влагозапасов почвы происходит переход одной формы перемещения влаги в другую (парообразное - пленочное - капиллярное - гравитационное), при этом меняются реологические свойства влаги.
Наиболее обоснованным и универсальным методом нормирования орошения в настоящее время признан метод с использованием биологических кривых водопотребления. Он учитывает основные факторы, определяющие водопот-
ребление: биологические особенности растения, погодные условия, влажность почвы, приемы агротехники.
Для установления суммарного водопотребле-ния (суммарного испарения) сельскохозяйственных культур как исходной величины для водобалансовых расчетов при определении оросительных норм и других параметров орошения в условиях ЦЧО и среднего Поволжья нами принята модификация биоклиматического метода Н.В. Данильченко, сущность которой состоит в использовании следующей расчетной модели:
Еу = Е • Кб • Ко,
где Еу - суммарное водопотребление мм;
Е - испаряемость (потенциальная эвапотран-спирация), мм;
Кб - биологический коэффициент, характеризующий роль растений в расходовании влаги сельскохозяйственным полем;
К0 - микроклиматический коэффициент, учитывающий изменение микроклимата сельскохозяйственного поля под влиянием орошения.
В качестве основы для расчета суммарного водопотребления сельскохозяйственных культур использованы осредненные во времени и по зонам биоклиматические коэффициенты. В конкретные, разные по влажности годы, отличающиеся по погодным условиям от среднего многолетнего, использовались откорректированные, так называемые текущие биологические коэффициенты Кб, которые определись по следующей зависимости:
Е
Кб1 = Кбо (0,21Е + 0,79),
Е
где Кбо - средний многолетний биологический коэффициент для расчетного периода (декады);
Ео - средняя многолетняя испаряемость за расчетную декаду, мм;
Е - фактическая испаряемость за тот же период в реальном году, мм.
Проведенные исследования показали, что оптимальное водопотребление сельскохозяйственных культур применительно к условиям среднего Поволжья и ЦЧО в зависимости от К0 и Ку представлено в таблице 1.
Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод, что дальнейшее эффективное развитие орошаемого земледелия, а также сохранение невосполнимого почвенного плодородия невозможно без концептуально разработанных научных рекомендаций с учетом новых методологических подходов по оптимизации оросительных норм, которые в большинстве случаев на 1535% меньше норм, которые рекомендованы и используются в регионе. Практическое примене-
1. Зависимость коэффициента^ от размера орошаемой площади и природной увлажненности территории^
Площадь орошения, га Коэффициент увлажнения территории Ку
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
1000 10000 50000 0,85 0,82 0,78 0,88 0,86 0,83 0,91 0,89 0,86 0,93 0,91 0,89 0,94 0,93 0,92 0,96 0,95 0,94 0,97 0,96 0,95 0,98 0,97 0,96
ние предлагаемых поливных и оросительных норм позволит обеспечить значительное водосбе-режение, снижение капитальных затрат и эксплуатационных издержек, а также улучшение экологической ситуации в орошаемом земледелии. Литература
1. Константинов А.Р., Струнников Э.А. Нормирование орошения. Методы, их оценка. Пути уточнения. - М.: Гидротехника и мелиорация, 1986. - №1-3.
2. Данильченко Н.В. Биоклиматическое обоснование суммарного водопотребления. - М.: Мелиорация и водное хозяйство, 1999. - №4.
