Повышение природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных угодий Калмыкии средствами комплексной мелиорации (стр. 2 )

Наибольшее распространение в Калмыкии имеют деградации, вызванные ирригационно-хозяйственной деятельностью. В настоящее время здесь расположены пять крупных обводнительно-оросительных систем (Сарпинская, Калмыцко - Астраханская, Право-Егорлыкская, Черноземельская, Каспийская ООС), которые эксплуатируются более 30 лет. Общая площадь мелиорированных земель составляет 90,3 тыс. га, в том числе 53,1 тыс. га регулярного орошения и 37,2 тыс. га лиманного орошения (табл. 2).

Таблица 2. Показатели наличия орошаемых земель и состояния оросительных систем

по Республике Калмыкия на 01.01.2011 г.

Наименование обводнительно-оросительной системы	Общая площадь орошаемых земель, тыс. га	в том числе	Из них не поливалось - всего, тыс. га	Площади, на которых требуется проведение восстановительных мероприятий, тыс. га
регулярное орошение	лиманное орошение	реконструкция систем регулярного орошения	реконструкция систем лиманного орошения	площади, на которых требуется проведение мониторинга земель, тыс. га
ЧООС	41,5	23,2	18,3	20,5	14,4	21,6	41,5
СООС	34,1	15,2	18,9	14,8	11,3	7,5	34,1
ПЕООС	4,9	4,9	-	3,0	2,3	-	4,9
КАРОС	8,5	8,5	-	8,0	2,0	-	8,5
КООС	1,3	1,3	-	1,3	1,0		1,3
Всего:	90,3	53,1	37,2	47,6	31,0	29,1	90,3

В связи с существенным сокращением служб эксплуатации мелиоративных систем и слабой материально-технической оснащенностью, недостатком финансирования работ по ремонту межхозяйственной оросительной и коллекторно-дренажной сети, техническое состояние оросительных систем находится в критическим состоянии, износ мелиоративного фонда республики составляет более 70%. Это связано и с тем, что все обводнительно-оросительные системы Калмыкии были построены в начале 60-х - середине 80-х годов ХХ века. Несмотря на то, что они выполняют комплексные задачи обводнения и орошения, в техническом отношении они не совершенны. Практически вся сеть магистральных, распределительных и сбросных каналов выполнена в земляном русле без противофильтрационных экранов, что приводит к большим потерям воды, особенно на легких грунтах (КПД систем составляет 0,6…0,7), развитию процессов вторичного засоления, осолонцевания, подтопления и заболачивания. Показатели мелиоративного состояния площадей регулярного орошения (по УГВ и засолению) следующие: хорошее - 1,8 тыс. га (3%), удовлетворительное - 16,7 тыс. га (31%), неудовлетворительное - 35 тыс. га (66%). В настоящее время эксплуатируется 44 тыс. га орошаемых земель, из них 17 тыс. га регулярного и 27 тыс. га лиманного орошения. Из них фактически в 2010 году поливалось 47%, в том числе использовано регулярного орошения 16,7 тыс. га., лиманного орошения – 26,0 тыс. га (рис.2). За период с 2012 по 2020 годы намечено реконструировать 52 тыс. га инженерных систем (их них 30,9 тыс. га – регулярного орошения и 21,1 тыс. га - лиманы). Общая площадь вторично засоленных орошаемых земель с различной степенью засоления составляет около 45 тыс. га или 85% от орошаемой площади (табл. 3). Вторичное засоление сильной и очень сильной степени отмечается практически на всех ООС, кроме Право-Егорлыкской ООС.

Регулярное орошение

Лиманное орошение

Рис. 2. Динамика мелиорированных земель Республики Калмыкия, тыс. га.

Таблица 3. Площадь и степень засоления вторично засоленных земель Калмыкии

Название ООС	слабая	средняя	сильная и очень сильная
S, га	% от общей S	S, га	% от общей S	S, га	% от общей S
ПЕООС	2747	56,5	296	6,1	-	-
ЧООС	8426	36,3	6530	28,1	3916	16,7
СООС	7819	51,6	5257	34,7	1523	10,0
КАРОС	2798	33,0	3955	46,8	728	8,6
КООС	-	-	-	-	1249	100
Всего	21790	41,0	16038	30,2	7416	14,0

Анализ теоретических разработок, а также итогов обобщения отечественного и зарубежного опыта показывает, что современные концепции реставрации нарушенных пастбищных земель аридных территорий базируются на использовании в качестве мелиорантов видов природной флоры, эволюционно приспособленных к существованию в аридных условиях (, , 1979; , , -Манджиев, , и др.). В условиях орошения Калмыкии на Аршань -Зельменском стационаре в 50…60 годах прошлого столетия был разработан и апробирован агробиологический метод освоения малонатриевых солонцов и солонцово-осолоделых комплексов, заключающийся в использовании агротехнических (глубокая вспашка и внесение удобрений), влагонакопительных (снегозадержание, парование, влагозарядковые и промывочные поливы на орошаемых землях) и биологических (посев соле - и солонцеустойчивых культур-освоителей) мероприятий, которые позволяют повысить урожайность сельскохозяйственных культур и улучшить свойства почвы (-Каратаев, , ). Методы экологической реставрации вторично засоленных земель с применением фитомелиоративных мероприятий описаны в работах , , , и др.

Анализ и системное обобщение работ , , , -Манджиева, , и др. позволили автору разработать концептуальную модель повышения природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных угодий средствами комплексной мелиорации (рис. 3). Модель отражает взаимозависимость деградационных процессов, протекающих на землях сельскохозяйственного использования, обусловленных природными и антропогенными факторами. Применяемые методы комплексной мелиорации дифференцированы по их воздействию для каждого вида земель сельскохозяйственного назначения и направлены на повышение природно-ресурсного потенциала.

На этой теоретической основе автором выполнено районирование территории Калмыкии по величине энергопотенциала, рассчитанного в ГДж/га, необходимого для ликвидации и предупреждения деградационных процессов (рис. 4). Оценка энергопотенциала выполнялась на основании анализа результатов экспериментальных исследований по влиянию комплекса мелиоративных мероприятий, включающего фитомелиорацию, по его воздействию на биоэнергопроизводительность мелиорирующей агроэкосистемы, что явилось основой для разработки технологий восстановления природно-ресурсного потенциала. Показано, что методы фитомелиорации позволяют улучшить агрохимические, агрофизические, агрогидрологические свойства почвы, а также обеспечивают сохранение и повышение их плодородия, что ведет к формированию устойчивого высокопродуктивного агромелиоландшафта.

 

Рис. 3. Концептуальная модель повышения природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных угодий средствами комплексной мелиорации. - вид деградации исключается, - вид деградации регулируется средствами комплексной мелиорации.

Рис. 4. Карта-схема районирования энергопотенциала (ГДж/га) необходимого для ликвидации и предупреждения деградационных процессов на территории Калмыкии.

Условные обозначения:

обводнительно-оросительные системы: I - Черноземельская; II - Сарпинская; III - Калмыцко-Астраханская; IV - Право-Егорлыкская; V - Каспийская; VI - местный сток;

Природно-сельскохозяйственные зоны – степная, полупустынная, сухостепная, пустынная

- вторичное засоление; - подтопление; - заболачивание;

- пастбищная дефляция

Из перечисленных методов повышения природно-ресурсного потенциала деградированных сельскохозяйственных угодий в работе исследованы следующие: фитомелиорация опустыненных пастбищ, освоение вторично засоленных орошаемых

земель с использованием нетрадиционных культур-освоителей, диверсификация культур-мелиорантов для восстановления длительно используемых в рисовом севообороте земель. Выполнена классификация фитомелиорантов, используемых для повышения природно-ресурсного потенциала в зависимости от вида деградации сельскохозяйственных угодий, с учетом их отношения к экологическим факторам внешней среды (рис.5).

Рис. 5. Классификация фитомелиорантов различных экологических групп, используемых для повышения природно-ресурсного потенциала в зависимости от вида деградации сельскохозяйственных угодий

Установлено, что в качестве фитомелиорантов для улучшения деградированных пастбищных фитоценозов целесообразно использовать интродуцированные виды из местной дикорастущей флоры, такие как прутняк, житняки, камфоросма, терескен, волоснец, пырей и другие, адаптированные к аридным условиям. Для фитомелиорации вторично засоленных земель выбраны нетрадиционные для условий Калмыкии сельскохозяйственные культуры-освоители (топинамбур, амарант, мальва, пажитник и другие), способные формировать высокие урожаи в условиях атмосферной засухи и гидроморфного водного режима.

Для улучшения мелиоративного состояния и повышения плодородия рисовых полей были выбраны культуры-мелиоранты - люцерна посевная, горчица сарептская, яровой рапс, подсолнечник, которые рационально используют остаточные после риса запасы влаги для формирования урожая, обогащают почву органическим веществом за счет дополнительного поступления в почву растительных остатков, повышают ее биологическую активность, улучшают фитосанитарное состояние полей, оказывают положительное влияние на рост, развитие и урожайность основной культуры севооборота – риса, снижают его засоренность и поражение растений вредителями и болезнями.

Для успешного ведения земледелия на землях всех категорий обоснованы рациональные комплексы мелиорации по природно-сельскохозяйственным зонам Калмыкии, которые обеспечат, наряду с получением планируемых урожаев, сохранение и повышение плодородия почв, высокую устойчивость агробиоценозов и стабильно благоприятную экологическую обстановку в агроландшафтах (табл. 4).

По результатам исследований для Калмыкии при участии автора составлена карта продуктивности сельскохозяйственных угодий, на которой для различных типов почв и адаптивно-ландшафтных систем земледелия показаны величины продукционного потенциала, обеспечивающие наибольший биоэнергетический коэффициент при проведении комплексных мелиораций (рис. 6).

Полевые опыты по агроэкологическому испытанию и определению фитомелиорирующего эффекта нетрадиционных для условий Калмыкии культур (Mentha piperita L.,Ocimum basilicum, Nepeta cataria L., Nicandra physaloides, Lactuca sativa L., Rumex confertus Willd., Helianthus tuberosus, Trigonella foenum-graecum, Amaranthus paniculatus и др.) проводились на зональных светло-каштановых среднесуглинистых солонцеватых почвах с содержанием воднорастворимых солей в слое 0…0,4 м 0,17…0,80 % ( гг.).

Условные обозначения: - границы природно-климатических зон: С – степная, СС – сухостепная, ПП – полупустынная, П – пустынная; - границы обводнительно-оросительных систем (I – Черноземельская; II – Сарпинская; III – Калмыцко-Астраханская; IV – Право-Егорлыкская; V - Каспийская; VI – местный сток. Обоснованная продуктивность сельскохозяйственных угодий Республики Калмыкия, тыс. к. ед./га: -  3,0 – 4,0 (солонцы в комплексе с бурыми полупустынными и светло-каштановыми почвами); -  4,0 – 5,0 (бурые полупустынные почвы); -  5,0 – 6,0 (светло-каштановые почвы); -  6,0 – 7,0 (темно-каштановые и каштановые почвы); 7,0 – 7,5 (черноземы обыкновенные)

Рис. 6. Электронная карта экологически обоснованной продуктивности сельскохозяйственных угодий Республики Калмыкии

Изучение влияния засоления почвы на продуктивность орошаемого топинамбура осуществлялось на деградированных по причине вторичного засоления землях. Содержание легкорастворимых солей (в слое 0…0,7 м) варьировало по вариантам от 0,27 до 0,88% с хлоридно-сульфатным химизмом засоления. Полив проводился напуском. Режим орошения дифференцированный: поддержание предполивной влажности почвы в период формирования 4…5 пар листьев (п. л.) в слое 0…0,4 м и в период 5…10 п. л. в слое 0…0,7 м. – 70…75% НВ; в период 12…20 п. л. – 60…65% НВ (2000…2002 гг).