CC BY
82
УДК 631.436 В.Е. КАЛУГИН
ВЛИЯНИЕ МЕЛИОРАТИВНЫХ ПРИЕМОВ НА РАССОЛЕНИЕ ПОЧВ АЛЕЙСКОЙ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
Алейская оросительная система (АОС) была построена в Алтайском крае в 19301933 гг. Данная территория слабо дренирована. Фильтрационные потери при отсутствии дренажа привели к повышению уровня грунтовых вод с 8-10 м до 1,5-2 м, в результате чего почти повсеместно на орошаемых массивах в условиях очень высокого испарения произошло вторичное засоление почв.
Промывки засоленных почв на фоне вертикального и горизонтального дренажа ранее проводилась по чекам. На промытых землях урожайность сельскохозяйственных культур резко возрастала. Существенными недостатками были нарушение поверхности почв при нарезке чеков, ухудшение физико-химических свойств почв.
Различные аспекты мелиорации этой зоны разрабатывались учеными Ю.Н. Акуленко [1], Ю.Н. Акуленко, В.М. Бивальке-вичем [2], Ю.Н. Акуленко, Д.С. Чурако-вым [3] и др.
Возникала необходимость поиска более эффективных методов рассоления вторично засоленных почв.
Учеными Алтайского филиала СибНИИГиМ (руководитель А.И. Игнатович) и Алтайского агроуниверситета под руководством Ю.Н. Акуленко (ответственный исполнитель В.Е. Калугин) проведены исследования на опытном орошаемом участке колхоза «Путь к коммунизму» по рассолению почв дождеванием на фоне горизонтального дренажа с одновременным внесением фосфогипса.
На орошаемом участке путем рекогносцировочных обследований были выделены динамические площадки, на которых проводились режимные наблюдения за влажностью, динамикой водорастворимых солей, изменением состава обменных катионов.
На орошаемом участке заложено три полевых опыта с разными дозами фосфо-гипса и навоза на фоне производственного внесения фосфогипса с нормой 20 т/га.
Комплекс мелиоративных мероприятий включал проведение вегетационных поливов нормой 400 м3/га и осеннего вла-гозаряднового (промывного) - 600-1200
м3/га.
На орошение подавалась вода низкой минерализации (0,2 г/л). Минерализация же грунтовой воды составляет 1,4-4,5 г/л. Зависимость минерализации грунтовой воды от содержания водорастворимых солей в почвах четко просматривается.
Фоновые исследования состава водяной вытяжки почв (табл. 1) показали, что наибольшее количество солей (делянка 27) находится в солончаковой почве в верхнем горизонте (1,168%), вниз по минеральному профилю количество солей постепенно уменьшается до 0,38% на глубине 0,5 м. Среди солей в верхнем горизонте преобладают сульфаты натрия и кальция, вниз по профилю - сульфат натрия. Такая же закономерность отмечается и в сильнозасолен-ных (делянки 17,19) почвах.
Карбонат-ионы практически отсутствуют, рН водной вытяжки показывает довольно значительную щелочность на глубине 40-50 см (8,1-8,8).
В верхнем же горизонте рН среды близка к нейтральной (7,1-7,2). Показания щелочности коррелируют по минеральному профилю с распределением гидрокарбонат-анионов.
В первый же год после осенней сентябрьской промывки количество солей в солончаковой почве снизилось в 1,5 раза -в верхнем перегнойно-аккумулятивном горизонте с 590 т/га (1,277-1,46%) до 36,7 (0,809-0,970%). В мае следующего года количество солей снизилось до 28,4 т/га
(0,162-0,219%), и только в верхнем десятисантиметровом слое их содержание составило 0,728%. Но уже в июне этого года и летний период третьего года орошения количество солей возросло по всему минеральному профилю и составило 50,8 т/га (1,324-0,564%), хотя и не достигло фонового.
Причиной этого процесса является слабая работа дренажной системы (отсечная дрена вдоль магистрального канала не работала по причине отказа насоса, горизонтальные дрены не справлялись с подтоком фильтрационных вод из канала). В результате капиллярная кайма в отдельные периоды подходила к поверхности, вызывая подтягивание солей и засоление минерального профиля почв.
В почвах с сульфато-кальциево-натриевым типом засоления с фоновым содержанием солей 40,9 т/га (0,5-0,8%) после первой октябрьской промывки количество солей снизилось до 0,12-0,18%. На следующий (второй) год орошения количество солей возросло по сравнению с фоновым (52,5%), и на третий год орошения после сентябрьских промывок количество солей снизилось до 30,4 т/га.
Таким образом, из-за недостаточной работы дренажной системы не удалось удержать содержание водорастворимых солей после промывок дождеванием на низком уровне, хотя и наблюдалась положительная тенденция. Следует отметить, что за трехлетний период мелиоративных мероприятий рассматриваемые почвы (солончаки и сильнозасоленные почвы) перешли в среднезасоленные на глубине 20 см и ниже. Содержание токсичных солей за трехлетний период вниз по профилю достигло максимума на глубине 40-50 см (0,604%), причем почти все соли с глубины 30-40 см и ниже токсичны. Наиболее токсичные корбанаты появлялись на глубине 20-40 см (0,09%) и ниже 50-60 см (0,01%). Количество гидрокарбонатов возрастало вниз по профилю с 0,026 до 0,165% на глубине 40-50 см.
Подобное распределение наблюдалось в профиле солончаков. Среди катионов до-
ля натрия значительно возрастает вниз по профилю и превосходит сумму катионов кальция и магния. При таком соотношении катионов натрия, кальция и магния возможно осолонцевание почв. В результате гипсования почв нормой 20 т/га отмечено вытеснение обменного натрия из поглощающего комплекса солончаков (табл. 2). Так, если в мае первого года орошения количество натрия составляло 3,1-4,1 мг-экв в верхнем горизонте почвы, а кальция 4,8-6,4, то после внесения гипса количество натрия снизилось до 0,25-0,45%, количество же кальция возросло до 14,6-15,4 мг-экв.
Рассмотрим воздействие фосфогипса на солевой режим почв по результатам анализа водной вытяжки на вегетационных опытах (табл. 1). На всех вариантах (10, 20, 30 т/га) отмечалось уменьшение содержания катионов натрия и увеличение кальция. Особенно это заметно на вариантах 30 т/га. В первый год опыта количество натрия в верхнем 30-сантиметровом слое составило 0,10-0,15%, на второй год 0,03-0,05%, кальция, соответственно, -
0,023-0,114 и 0,083-0,227%. Одновременно снизилась щелочность и рН с 7,1-7,7 до 7,0-7,2. На третий год воздействие фосфо-гипса уменьшилось, количество гидрокарбонатов натрия возросло, соответственно и рН поднялось до 7,5-7,7.
Таким образом, в результате проведенных мероприятий по рассолению почв дождеванием с одновременным внесением фосфогипса нормой 20 т/га наблюдается вытеснение вредного для растений обменного натрия из почвенно-поглощающего комплекса почв.
Значительные сезонные колебания в содержании водорастворимых солей в сторону уменьшения после поливов и возрастание количества солей осенью объясняются неудовлетворительной работой дренажной системы.
Возможность промывок лимитирует низкое качество оросительной техники. Дождевальная машина не обеспечивает равномерного полива всей площади поля.
Химический состав водной вытяжки почв (вегетационные опыты), %
Таблица 1
Номер делянки, вариант Г лубина см Анионы Катионы Плотный остаток, %
СОз НСОз С1 80, Са Мё Ыа pH
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Фоновые исследования
27-28 10 - 0,029 0,023 0,846 0,182 0,026 0,172 7,2 1,168
20 - 0,041 0,029 0,540 0,08 і 0,022 0,158 7,4 0,871
30 - 0,050 0,028 0,400 0,032 0,015 0,164 7,6 0,687
40 - 0,065 0,029 0,296 0,008 0,009 0,150 7,7 0,557
50 - 0,085 0,023 0,157 0,007 0,002 0,110 8,1 0,384
17-18 10 - 0,007 0,007 0,560 0,151 0,020 0,063 7,1 0,807
20 - 0,110 0,007 0.650 0,065 0,011 0,082 7,1 0,531
30 - 0,018 0,007 0,226 0,010 0,003 0,102 7,5 0,366
40 0,061 0,088 - 0,123 0,004 0,001 0,087 8,5 0,304
50 0,006 0,064 _ 0,11 0,004 0,001 0,053 8,8 0,220
19-20 10 - 0,013 0,010 0,536 0,114 0,114 0,110 7,1 0,897
20 - 0,130 0,007 0,363 0,055 0,011 0,099 7,7 0,665
30 - 0,021 0,007 0,288 0,023 0,006 0,113 7,6 0,458
40 - 0,024 0,009 0,356 0,022 0,006 0,151 7,7 0,568
50 - 0,090 0,014 0,152 0,003 0,001 0,111 8,5 0,371
Окончание табл. 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Вегетационные опыты (май)
17,1 т/га 10 - 0,010 0,001 0,442 0,152 0,013 0,017 7,0 0,635
20 - 0,012 0,002 0,467 0.087 0,041 0,052 7,2 0,661
30 - 0,024 0,005 0,160 0,016 0,004 0,063 7,6 0,242
40 0,006 0,134 0.009 0,145 0,004 0,004 0,126 8,5 0,424
50 0,012 0,146 0,005 0,133 0,003 0,001 0,126 8,7 0,426
19,20 т/га 10 - 0,118 0.006 0,145 0,002 0,003 0,110 7,5 0,743
20 - 0,016 0,004 0,312 0,039 0.010 0,034 7,2 0,475
30 - 0,013 0,005 ' 0,398 0,055 0,16 0,105 7,5 0,592
40 - 0,037 0,024 0,197 0,005 0,007 0,112 7,7 0,378
50 - 0,074 0,027 0,205 0,005 0,002 0,135 8,0 0,448
20,30 т/га 10 - 0,029 0,006 0,537 0,148 0,029 0,047 7,5 0,796
20 - 0,028 0,008 0,307 0,084 0,004 0,059 7,5 0,490
30 0,034 0,007 0,256 0,034 0,012 0,078 7,7 0,421
40 0.003 0,085 0.011 0,156 0,001 0,009 0,018 8,4 0,363
50 0,006 0,098 0,026 0,141 0,003 0,004 0,116 8,8 0,394
Таблица 2
Содержание в солончаках обменных катионов, мг-экв/100 г почвы
Глубина, см Обменные катионы, мг-экв Сумма, мг-экв % от суммы
Са мё Ыа К Са мё Ыа К
Май
10 4,8 3,6 3,1 0,65 12,15 26,4 52,9 17,1 3,6
20 6,4 4,6 3,3 0,60 14,90 43,0 30,9 22,1 4,0
30 4,8 5,0 4,1 0,35 14,30 33,6 35,0 19,0 2,4
Сентябрь
10 15,0 4,4 0,25 0,65 20,3 74,0 21,7 1,1 3,2
20 15,4 3,0 0,30 0,60 19,3 79,8 15,5 Кб 3,1
30 14,6 5,0 0,45 0,50 20,55 71,0 24,3 2 2 ¿-5-і- 2,4
Вестник Алтайского государственного аграрного университета, № 1 (17)
Библиографический список
1. Акуленко Ю.Н. Влияние грунтовых вод на засоленность почв в Кулундинской степи // Освоение и использование мелиорируемых земель и водных ресурсов на юге Западной Сибири: Сб. научных работ. Барнаул, 1989. 190 с.
2. Акуленко Ю.Н., Бивалькевич В.И. Проблемы орошения земель равнинного Алтая. Барнаул: Изд-во АГАУ, 1995. 184 с.
3. Акуленко Ю.Н., Чураков Д.С. К истории развития мелиорации, водного строительства, науки и образования // Экологические проблемы использования водных ресурсов на юге Западной Сибири: Сб. научных трудов. Барнаул, 1997. С. 5-15.
УДК 631.61:631.51:631.6.02 В.М. ЛАШКИН,
В.И. СТОЛЯРОВ, В.Е. МУСОХРАНОВ
ПОЧВОЗАЩИТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В АЛТАЙСКОМ КРАЕ
Мы должны прекратить вести себя так, как будто завтра не будет, иначе завтра действительно окажется мрачным для тех, кому суждено в нем жить.
Ллойд К. Фишер
Внимание исследователей к проблемам разрушения и деградации почв в Алтайском крае было привлечено в связи с освоением целинных и залежных земель 1953-1958 гг. Распаханность по краю в те годы составляла 42,4%, в т.ч. в крупных зерносеющих хозяйствах 53,1-60,9% и более [1]. Вспышки пыльных бурь с особенной силой проявились в 1963, 1965 и 1967 гг., когда дефляцией было охвачено более 700, а на 1 ноября 1969 г. - 807 тыс. га сельскохозяйственных земель. Из де-флирующей площади 73% составляла пашня, 15% - залежь. Площади, подвергшиеся ветровой эрозии, представляли собой территории, с которых ветром унесён верхний слой почвы толщиной от нескольких миллиметров до 15 см (таких площадей 49,6%), или которые были занесены мелкозёмом и песком (50,4%) [2]. В эти годы было выведено из пашни 238 тыс. га эродированных земель, в большинстве случаев они были залужены, облесены, дефляция была приостановлена [3].
Не менее вредоносными в крае оказались и процессы водной эрозии почв. Предпосылками их проявления явились значительное расчленение и высокая рас-паханность территории, большая крутизна поверхности, значительные объёмы поверхностного стока. В те годы из 7113,6
тыс. га пашни 3438, 1 тыс. га (48,3%) раст 0
положены на склонах крутизной свыше 1 [1]. Из 154 км осадков, выпадающих на территории края, на сток уходило 49,4 км , в т.ч. весенний, обеспечивающий около 80% годового стока наносов, свыше 9 км [4, 5].
По данным Государственного гидрологического института, в 1951-1957 гг. только за пределы Алтайского края речной системой Оби ежегодно выносилось до 18,9-20,9 млн т наносов. При площади водосбора р. Оби у г. Камня-на-Оби в 216000 км2 модуль водной эрозии составит 87,5-96,8 т/км2 в год, что в 2,2-2,4 раза больше, чем в среднем по стране [5], смыв почв с 1 га поверхности водосбора мог достигать в те годы 4,8-8,8 т/га, что согла-
