Содержание
Введение
1. История развития орошаемого в России
2. Экологические последствия орошения и меры борьбы с ними
Заключение
Список литературы
Введение
В книге «Земля только одна», подготовленной по поручению ООН группой специалистов из 52 стран мира, отмечается, что «Совершенно бесполезно тратить средства на «зеленую революцию» - улучшение сортов, семян, удобрения, пестициды, сельскохозяйственные кадры и на расширение системы транспортировки продукции - если все может свести на нет отсутствие дождя в требуемое время».
Поэтому в регионах неустойчивого (лесостепь) и недостаточного (степная зона) увлажнения орошение является важнейшим агротехническим приемом получения устойчивых урожаев кормовых, зерновых и других сельскохозяйственных культур.
Орошение - искусственное увлажнение земель с целью регулирования водно-солевого состава почв и обеспечения потребностей растений во влаге. Его проводят в форме дождевания, по бороздам, сплошного напуска и т.д. наиболее экономно капельное орошение, при котором вода подается небольшими порциями непосредственно к корневым системам растений /14/.
Необходимость обеспечения населения страны продуктами питания отечественного производства неизбежно приведет к восстановлению роли орошаемого земледелия. Однако еще академик А.Н. Костяков писал, что в России вспоминают о мелиорации лишь после того, как о ней напомнят тяжелые последствия засушливых лет. Борьба с засухой - вечная проблема нашей страны /3, 11/. Следует сказать, что занимая около 17 % всех обрабатываемых земель, орошаемые земли дают 1/3 мирового объема производства продовольствия или 50% всей сельскохозяйственной продукции в денежном выражении /5/.
Вместе с тем при орошении происходит и увеличение антропогенной нагрузки на агроэкосистемы, что приводит к ряду негативных последствий.
1. История развития орошаемого в России
В довоенные годы в России орошаемое земледелие развивалось в основном на юге Европейской территории, преимущественно на Северном Кавказе, в ограниченных объемах в Поволжье, Восточной Сибири. К 1965 г. площадь орошения составила 1510 тыс. га, в том числе 32 тыс. га в Западной Сибири. Сложности с продовольственным обеспечением населения привели к принятию программы, в которой ставилась задача создания на орошаемых землях в степных регионах страны зоны гарантированного производства зерна и кормов для животноводства. За 25 лет площадь орошаемых земель в России увеличилась в 4,1 раза - до 6156 тыс. га, в том числе в Западной Сибири до 386 тыс. га. В первый период (1965 - 1990 гг.) имел место систематический прирост площади орошаемых земель, во второй - с 1990 г., происходило ее сокращение как в целом по России, так и по всем экономическим районам.
История сибирского земледелия свидетельствует о давнем понимании коренным населением важности мелиорации. Более двух тысячелетий назад древние земледельцы южной Сибири строили примитивные мелиоративные системы для выращивания зерновых и кормовых культур, о чем свидетельствуют остатки примитивных оросительных систем Хакасии, Тувы и Бурятии, построенных 2 - 2,5 тыс. лет назад. В районах Минусинской котловины встречаются остатки древних оросительных систем тагарского времени.
История искусственного орошения алтайских земель также насчитывает более тысячи лет. Из многих работ известно, что наиболее древние следы орошения обнаружены в Горном Алтае. Около тысячи лет назад в Чуйской, Курайской и других высокогорных степных долинах Алтая действовали оросительные системы площадью около 2 тыс. га. Следы каналов древних оросительных сетей описывали в материалах своих путешествий Г.И. Спасский, П.А. Чихочев, Н.М. Ядринцев и др. /2/.
С 1895 по 1904 гг. на слабо изученной территории Западно-Сибирской равнины были успешно проведены первые гидротехнические работы по обводнению переселенческих участков в Ишимской степи. Они проходили под руководством генерал-лейтенанта И.И. Жилинского /10/.
С развитием земледелия в засушливых районах Омского Прииртышья скотоводы использовали расположенные на естественных затопляемых поймах и лугах богатые сенокосные угодья для заготовки кормов. Опыта же регулярного орошения в Западной Сибири не было. Только в 50-е годы орошаемый фонд Омской области достиг 2 тыс. га, а к 1967 г. - 2,5 тыс. га. Орошением земель продолжали заниматься в основном в пригородной зоне г. Омска. орошение земля экологический засоление
В Омской области в 60-е годы возникли проблемы по обеспечению животных кормами. После строительства Бухтарминского гидроузла на р. Иртыш затопление поймы прекратилось. В период накопления воды в Бухтарминском водохранилище (1959 - 1963 гг.), да и позднее, паводков не было, что вызвало резкую ксерофитизацию растительности и понизило продуктивность лугов. Восстановить надежную кормовую базу, особенно при создании крупных животноводческих комплексов по содержанию крупного рогатого скота, в условиях засушливого климата, возможно было лишь при выращивании многолетних трав и других кормовых культур на орошаемых землях. Расчеты показали, что для гарантированного обеспечения кормами животных на животноводческих комплексах, размещаемых в лесостепной зоне, необходимо иметь не менее 0,5 га орошаемых земель на 1 условную голову /6/.
С 1966 г. началась широкомасштабная работа по укреплению материально-технической базы мелиоративного комплекса. В Омской области за годы максимального развития мелиорации был построен целый ряд сравнительно крупных оросительных систем. За 20 лет (1970 по 1990 гг.) площадь орошаемых земель увеличилась с 4 до 115 тыс. га. Имеющийся опыт позволяет признать, что уровень развития мелиорации почв повсеместно служит важнейшим показателем степени культуры, доходности и экологической защищенности сельского хозяйства /4/. Однако мелиорация может оказаться эффективным и действительно необходимым элементом сельского хозяйства только там, где успешно, одновременно и обязательно комплексно решаются все другие проблемы земледелия. Иными словами мелиорация полезна только на фоне культурного земледелия и сама отражает уровень этой культуры.
2. Экологические последствия орошения и меры борьбы с ними
История развития оросительных мелиораций в Сибири свидетельствует о стремлении многих поколений ученых различного профиля изучить и объяснить процессы, происходящие при мелиоративном воздействии на растения, почвы и в целом на природный ландшафт.
Изучение влияния орошения на почвы в нашей стране начато в 30-х годах прошлого века. Кафедра общего почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова начала с 1969 г. исследования по проблеме орошаемых черноземов в разных регионах под руководством В.А. Ковды и Б.Г. Розанова. За 15 лет были проведены обширные исследования экологических и хозяйственных последствий орошения черноземов, как в региональном аспекте, так и в аспекте временной динамики явлений. Результаты этих исследований широко опубликованы в научных изданиях и содержатся в многочисленных ведомственных отчетах. Были опубликованы и некоторые обобщающие исследования по этому вопросу /7, 8/.
Применение интенсивного орошения, как правило, сопутствуют интенсификация всего сельскохозяйственного производства на орошаемых землях - средства защиты растений и внесение различных удобрений, что приводит к росту антропогенной нагрузки не только на почву, но и на окружающую среду в целом. Все это ведет к появлению новых закономерностей взаимодействия экологических факторов.
Общеизвестно, что засоление почвы является наиболее опасным последствием бесконтрольного орошения земель /1, 9/. По причине этого явления из оборота в мире ежегодно выходит 300 тыс. га и более орошаемых массивов, общая же площадь таких земель составляет около 25 млн. га. Засоление получило широкое распространение в странах, где издавна орошали сельскохозяйственные угодья, например Египет, Индия и многие другие. В США засоление почв также довольно распространено, и составляет 27 % и более.
Количество орошаемых земель в России в неудовлетворительном состоянии приближается к 771 тыс. га, в том числе 325 тыс. га из-за недопустимой глубины залегания грунтовых вод, засоления - 292, обоих предыдущих факторов - 154 тыс. га. Всего в Российской Федерации учтено 38,4 млн. га засоленных массивов, что составляет 19,9 % от всех сельскохозяйственных угодий.
Наличие в почвах легкорастворимых солей, таких как карбонат натрия, хлориды и сульфиды, приводят к засолению. Процесс засоления называют первичным или остаточным, если он обусловлен привносом солей поверхностными и грунтовыми водами, засоленностью почвообразующих пород.
Естественной причиной засоления является выпадение солей из засоленных грунтовых вод и эоловый привнос из вне (моря и океаны, соленые озера). В условиях орошения значительный источник солей в почве - это оросительные воды. Оценить процесс засоления можно благодаря составлению солевого баланса почвы или земельного массива.
Баланс представляет собой суммарный запас легкорастворимых солей в почве, равный разности между приходными статьями баланса (поступление солей из грунтовых вод, эоловый привнос солей, поступление солей из оросительных вод и минерализующихся растительных остатков, из удобрений) и его расходными статьями (сток солей из почвы в грунтовые воды с просачивающимися атмосферными осадками, вынос с оросительными водами, выдувание солей ветром с поверхности почвы, вынос солей с урожаем сельскохозяйственных культур). Принято выделять три типа солевого баланса почв: стабильный (запас солей в почвенной толще не изменяется); баланс засоления (запас солей в почве воз растает); баланс рассоления (запас солей в почвенной толще уменьшается).
Основные причины негативного влияния засоления почвы на развитие культур связаны с повышенным осмотическим давлением почвенного раствора, приводящее к ухудшению поглощения влаги растениями. Поэтому на засоленных почвах растения часто страдают от засухи даже при высокой влажности почвы.
Еще один фактор, негативно сказывающийся на развитии растений - специфическое воздействие ионов /1/. Высокая концентрация ионов Nа и Сl в растворе приводит к нарушению транспирации. Повышение концентрации ионов Са в почвенном растворе нарушает питание растений катионами Мg и К, а повышение содержание Nа - катионами Са и Мg. Сода приводит к щелочной реакции среды, что также ведет к затруднению роста и развития многих сельскохозяйственных культур. И наконец, наличие катионов натрия обуславливает резкое ухудшение физических свойств почвы: происходит ухудшение водного и воздушного режимов, обесструктуривание почвы.
Причиной засоления зачастую является нерациональное орошение. Этот процесс называется вторичным засолением. Если Почвы содержат более 0,10 % по массе токсичных для растений солей или более 0,25 % солей в плотном остатке (для безгипсовых почв), то их считают засоленными. Существует множество форм засоления, а также разновидностей засоленных почв. Вторичному засолению подвергаются естественно засоляющиеся, остаточно-засоленные, исходно незасоленные или глубокорассоленные почвы.
При таком виде засоления привнос солей происходит с оросительными водами в растворимом или взвешенном состоянии, выпадение их в почвенной толще из минерализованных грунтовых вод, так как при орошении их уровень зачастую поднимается. Распространено это явление в основном на равнинных, плохо дренированных территориях, что приводит к катастрофическим последствиям: обширные массивы орошаемых земель приходится выводить из сельскохозяйственного использования.
В. А. Ковда выделил три основных стадии процесса вторичного засоления почв:
1) засоление почв вдоль новых каналов;
2) общее засоление орошаемой территории;
3) рассоления староорошаемых территорий при одновременном засолении некоторых внутриоазисных пространств и периферии оазисов /7/.
В результате интенсивного использования орошаемой почвы при вторичном засолении за счет оросительных и грунтовых вод часто происходит загрязнение тяжелыми металлами, пестицидами, гербицидами, нитратами, соединениями бора. При вторичном засолении измененяются многие химические свойства почвы: одновременно с накоплением легкорастворимых солей аккумулируются гипс и карбонаты, оказывающие благоприятное воздействие на физические свойства почв; в неблагоприятную сторону изменяется состав почвенного поглощающего комплекса, в котором ионы Са замещаются ионами Mg и Na возрастает подвижность соединений калия, кремния, железа /12/.
Как уже отмечалось выше, при орошении происходит поднятие минерализованных грунтовых вод выше определенного критического уровня. Это приводит к засолению, когда происходит приближение капиллярной зоны к корнеобитаемому слою. Такое засоление становится причиной заболеваний подземной части растений и ведет к снижению продуктивности сельскохозяйственных культур. В среднем при минерализации грунтовых вод 10-15 г/л критическая глубина их залегания составляет 2,0-2,5 м. Стоит отметить, что чем выше степень минерализации грунтовых вод, тем с большей глубины идет засоление почв.