CC BY
10ВОДНЫЙ И СОЛЕВОЙ РЕЖИМЫ ПОЧВ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ЮГА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
А.В. Шуравилин, Н.Г. Вуколо, РУДН
На орошаемых землях режим грунтовых вод отражает основные особенности условий их эксплуатации и технический уровень оросительных и осушительных систем. Инфильтрация ирригационных вод вызывает значительные периодические колебания уровня вод в зависимости от водопроницаемости пород, уклонов, наличия дренажа. В орошаемых районах режим грунтовых вод зависит от способов орошения, техники полива и режима орошения сельскохозяйственных культур. Солевой режим почв тесно связан с режимом влажности почв, исходным их засолением и воздействием грунтовых вод.
Нами в 1995-1999 гг. проводилось изучение водного и солевого режимов почв на опытных участках Алейской оросительной системы в степной зоне Алтайского края (табл. 1). На её территории площадью около 40 тыс. га существуют участки, орошаемые в течение более 10, 20 и 50 лет. В почвенном покрове преобладают чернозёмы южные на лёссовидных суглинках, распространены также чернозёмно-луговые и лугово-чернозёмные почвы. Естественная дренированность слабая. На большей части оросительной системы имеется закрытая дренажная сеть, которая в ряде случаев функционирует неудовлетворительно. До орошения на Алейской системе грунтовые воды находились в среднем на глубине около 5,0 м. В первые годы орошения применяли поверхностные способы полива, что привело к поднятию уровня вод к 1957 г. на 1,5 м. Площадь территории с уровнем грунтовых вод (УГВ) более 5 м сократилась на 26%, а на 10% территории - была менее 2,5 м. К 1972 г. с такими уровнями площади на всей оросительной системе составляли, соответственно, 22% и 13%.
1. Схема опыта
№ вар. Год ввода Глубина грунтовых вод, м Оросительная норма, м3/га Количество
Тип почв в эксплуатацию поливов
начало в среднем за 1995-1999
освоения гг.
I. Староорошаемая зона, более 50 лет
1 Лугово-черноземная 1931-1936 5,3 3,3 3180 6,4
2 Чернозёмно-луговая 1931-1936 5,3 2,5 2160 4,4
II. Новоорошаемая зона, более 20 лет
3 Лугово-черноземная 1970-1975 3,3 3,5 3560 7,4
4 Черноземно-луговая 1970-1972 3,3 2,6 2660 5,4
III. Новоорошаемая зона, более 10 лет
5 Чернозем южный 1983 2,1 5,9 4160 8,4
6 Лугово-черноземная 1982-1985 2,1-2,3 3,8 3860 7,6
Средние значения УГВ в 1972 г. составили 3,3 м. Реконструкция оросительной системы после 1972 г., введение орошения дождеванием современными установками снизили скорость подъёма УГВ. Тем не менее, без дренажа уровень продолжал подниматься и в некоторых хозяйствах достиг к 1985 г. («Зелёный клин», вар.1) 1,5-2,0 м и в 1999 гг. («Сибирь», вар. 2) 1,5-1,7 м. В 1980-1993 гг. грунтовые воды были на уровне около двух метров, который близок к критическому для этого региона. Строительство закрытой дренажной сети в 80-х гг. позволило снизить УГВ до 2,2-3,2 м. С середины 1990-х гг., в связи с сокращением финансирования мелиоративных работ часть староорошаемых земель была переведена в богарные. На остальной территории оросительные нормы были сокращены после уточнения режимов орошения. Эти мероприятия вызвали снижение УГВ в среднем до 2,9 м в 1994 г., который сохраняется и до настоящего времени, с сезонными колебаниями в пределах 2,7-3,2 м. При этом в староорошаемой зоне (вар. 1,2) грунтовые воды находятся наиболее близко к поверхности - 2,5-3,5 м, а в новоорошаемой (до 20 лет орошения) - глубже всего - до 5,9 м.
Таким образом, до ввода в эксплуатацию дренажной сети наблюдалось постоянное повышение уровня вод, несмотря на соблюдение научно-обоснованного режима орошения дождеванием. На фоне дренажа УГВ стабилизировался (за 19931999 гг.), но колеблется по территории в большом интервале -от 1,7 до 4-5 м. Это обусловлено слабой естественной дрени-рованностью Алейской оросительной системы, расположенной на первой надпойменной террасе р. Алей. Гранитный массив, расположенный вдоль реки (район сёл Весёлый яр -Ново-Александровка), определяет существование обратного уклона поверхности и уровня подземных вод от реки-дрены [1]. В этой прибортовой части долины сформировалась бессточная зона разгрузки грунтовых вод. Она ограничена с востока первой очередью оросительной системы, с востока -склоном Приобского плато, с севера - озёрами Солёное и Ракиты. Химический состав грунтовых вод изучаемой территории изменяется в широких пределах во времени и пространстве.
По данным ранних обследований (1932 г.), выделяли 4 типа вод по степени минерализации и по химическому составу (сульфатно-гидрокарбонатные, гидрокарбонатно-сульфатные, хлоридно-сульфатные, сульфатно-хлоридные). Преобладали воды с минерализацией до 1 г/л, но были - до 10 и более г/л. Увеличение минерализации наблюдалось по направлению грунтового потока с юга на север и достигало максимума (15,3 г/л) в бессточной зоне, в районе озера Ракиты. За 12 лет орошения (к 1951 г.) на большей части орошаемой территории минерализация вод увеличилась в 2-10 раз.
Наши исследования показали, что минерализация и химический состав грунтовых вод изменяются в зависимости от длительности орошения (табл. 2).
2. Химический состав грунтовых вод на Алейской оросительной системе (среднее за 1995-1999 гг.), мг/л
№ вар. Плотный НСО3- CÏ SO42" Ca2+ Mg2+ Na++K+
остаток
Староорошаемая зона, более 50 лет
1 1288 69 64 745 23 30 357
2 1548 423 39 619 21 13 433
Новоорошаемая зона, более 20 лет
3 932 525 37 121 9 38 199
4 1174 434 88 291 13 26 322
Новоорошаемая зона, более 10 лет
5 723 280 18 215 14 9 187
6 876 199 64 353 59 19 182
Общая тенденция - минерализация вод возрастает в 1,5-2 раза при увеличении длительности орошения: с 0,7-0,9 г/л (в зоне орошения более 10 лет) до 1,3-1,6 г/л (в староорошаемой зоне). Соответственно увеличивается содержание в грунтовых водах сульфатов и гидрокарбонатов натрия. При концентрации солей в водах менее 1 г/л, отрицательное действие их на почвы не сказывается. При более высокой концентрации солей в водах (вар. 4) и преобладании гидрокарбонатов натрия, усиливается засоление и осолонцевание почв [2].
Наряду с выявленными закономерностями, в пространстве наблюдаются значительные отклонения показателей минерализации грунтовых вод. В ряде скважин, на расстоянии 20100 м друг от друга, встречаются воды пресные и минерализованные. Это, вероятно, является результатом вытеснения последних поливной водой с образованием опреснённых линз. Также наблюдаются различия в химизме и минерализации грунтовых вод в различных хозяйствах в пределах Алей-ской оросительной системы. В староорошаемой зоне (вар. 2) изучали грунтовые воды в трёх хозяйствах. На территории совхоза «Сибирь» и хозяйства «Зелёный Клин» преобладали
30
This document was created using
Плодородие № 2*2008
Solid □onverterPDF
To remove this message, purchase the product at www.SolidDocuments.com
воды гидрокарбонатно-сульфатно-натриевые, пресные (0,41,0 г/л), сульфатно-гидрокарбонатно-натриевые, слабоминерализованные (1,2-1,7 г/л). В ЗАО «Рубцовское» воды гидрокарбонатные, гидрокарбонатно-сульфатно-натриевые, пресные и слабоминерализованные (0,4-1,3 г/л), гидрокарбонат-но- натриевые, (0,6-1,8 г/л).
В новоорошаемой зоне (вар.3, более 20 лет орошения), в хозяйстве «Техникум» грунтовые воды были гидрокарбонатные, гидрокарбонатно-сульфатно-натриевые и сульфатно-натриевые с минерализацией 0,7-2,4 г/л. В ОАО «Никольское» воды сульфатно-гидрокарбонатно-натриевые и гидрокарбонатные сильноминерализованные весной (до 3,8 г/л), осенью после оросительного периода (до 1 г/л). В ОАО «Ка-линино» преобладали воды гидрокарбонатно-сульфатно-натриевые, гидрокарбонатные, сульфатно-гидрокарбонатные с минерализацией от 0,4 до 3,5 г/л.
В целом на изученных участках оросительной системы преобладают грунтовые воды натриевые. В староорошаемой зоне -сульфатные, сульфатно-гидрокарбонатные, в новоорошаемой зоне при орошении более 20 лет - гидрокарбонатно-сульфатные, при орошении более 10 лет - гидрокарбонатно-сульфатные и сульфатно-гидрокарбонатные. Локальные изменения химизма и минерализации вод связаны, по-видимому, с литологическим строением террас долины реки Алей, условиями и скоростью испарения и оттока грунтовых вод.
Водный режим почв на территории оросительной системы в настоящее время зависит в период орошения от норм, сроков и количества поливов, а в остальное время - подчиняется природным условиям. Нами рассчитан дефицит водного баланса, с учётом биоклиматических коэффициентов для очень сухого года (обеспеченностью осадков 95%). На период от посева (посадки) до конца периода оптимального увлажнения в зависимости от культуры он составил 204-460 мм. В годы исследований изучали режим орошения люцерны на сено в различных вариантах при орошении дождеванием. Весной в
начале вегетации в почвах сохраняется достаточный запас влаги для вегетации люцерны даже в засушливые годы (7780% НВ в слое 0-60 см) во всех вариантах, но он расходуется за 7-15 суток. После окончания периода орошения, к концу вегетации люцерны, влажность почв составила 66-71% НВ (на богаре - 53%). В поливной период влажность поддерживалась на уровне 70-75% НВ. Режим орошения изменялся по годам в зависимости от погодных условий, тем не менее, нами выявлены по средним показателям определённые закономерности. Наибольший расход воды наблюдается на чернозёмах южных (вар.5), наименьший - на чернозёмно-луговых почвах (вар.2), что напрямую связано с глубиной грунтовых вод на этих участках - соответственно 5,9 и 2,5 м. В других вариантах тенденция та же, независимо от длительности орошения и типов почв: чем глубже грунтовые воды, тем больше оросительная норма и количество поливов.
Расчёт водного баланса за период исследований показал, что в вариантах с орошением из слоя 0-60 см растения получили 172-226 м3/га или 3-4% от суммарного расхода. Доля атмосферных осадков составила 29-39%, оросительная норма - 51-67%. В целом, чем дольше период орошения и чем меньше глубина грунтовых вод, тем меньше расходуется воды на орошение.
Таким образом, необходимо учитывать неоднородность почвенного покрова по величине и химизму засоления, уровень залегания и минерализацию грунтовых вод при регулировании водно-солевого режима агротехническими и мелиоративными приёмами в процессе эксплуатации почв на Алей-ской оросительной систем.
Литература
1. Панин П.С., Долженко И.Б., Чуканов В.И. Процессы засоления и рассоления почв. Наука, СО АН СССР, Новосибирск, 1976. - 175 с. 2 Шуравилин А.В., Вуколов Н.Г., Пивень Е.А. Влияние орошения на свойства и плодородие почв. Плодородие, №1, 2008.
Плодородие № 2*2008
31
This document was created using
Solid Converter PDF
To remove this message, purchase the product at www.SolidDocuments.com
