Орошаемые почвы юга средней Сибири: свойства, режимы и продуктивность (стр. 2 )

Рис. 3 – Блок-схема агроэкологических ограничений для устойчивого

функционирования агроэкосистем при оросительных мелиорациях

Сравнительный анализ проектных поливных и оросительных норм показал, что они не всегда совпадают с биологически необходимыми или эрозионно-допустимыми нормами, поскольку последние учитывают, кроме климатических и почвенных, еще и биологические особенности возделываемых на орошаемых почвах культур.

Экологические оценки пригодности поливной воды. Реки юга Средней Сибири относятся к типу водотоков смешанного питания с весенним половодьем и летними паводками, которые характеризуются минималь­ными величинами минерализации воды в период весеннего половодья и летне-осенних паводков с превышением максимума над минимумом в 2-4 раза.

После прекращения весеннего таяния снегов русловая сеть питается грунто­выми водами сначала – верхних слоев, а затем – более глубоких. По мере понижения горизонта речных вод содержание растворимых солей в них постепенно увеличива­ется и достигает своего максимума к концу зимы. Минерализация ру­словых вод в оросительный период на водосборах Канской и Красноярской лесо­степей изменяется от 135,8 до 512,4 мг/л, что позволяет относить их к водам малой и средней минерализации. Воды рек Оя, Туба, Сыда с бассейнами, лесистость которых превышает 70%, характеризуются очень малой минерализацией – от 71,4 до 92,8 мг/л. Химический состав вод – гидрокарбонатно-кальциевый. В ани­онном составе в большинстве случаев преобладают ионы НСО3–, относительное со­держание которых составляет от 196,5 до 425,3 мг/л, за исключением Красноярского водохранилища и реки Енисей, где этот показатель равен 72,1-89,2 мг/л.

Наличие ионов SО42– в водотоках Красноярской лесостепи колеблется от 10,05 до 45,89 мг/л. Концентрация ионов Сl– изменяется от 3,04 до 17,20 мг/л. Среди катионов преобладают ио­ны Са2+ с концентрацией от 20,47 до 68,13 мг/л, исключение составляет р. Есауловка – 3,69 мг/л. Наличие ионов магния ко­леблется от 4,00 до 33,64 мг/л. Суммарное содержание ионов Na+ и К+ колеблется от 4,48 до 25,84 мг/л. В реках Оя, Сыда и Туба сумма Na+ и К+ составляет, соответственно, от 1,85 до 3,32 мг/л.

По почвенно-мелиоративной классификации оросительные воды юга Средней Сибири по степени развития процессов засоления и осолонцевания относится к первому классу, кроме воды р. Оя (табл. 2). По градации (2005), качество воды данного водотока относится к третьему классу опасности и характеризуется как умеренно опасный.

Источником орошения черноземных почв Новоселовской оросительной системы является Красноярское водохранилище. Воды по содержанию ионов Nа+, К+, Са2+, Мg2+ относятся к первому классу и не оказывают влияния на свойства почв и качество продукции.

Вместе с тем, отмечается устойчивая загрязненность высокого уровня нефтепродуктами, характерная загрязненность среднего уровня металлами меди и цинка.

Таблица 2 - Почвенно-мелиоративная классификация качества оросительных вод юга Средней Сибири, мг-экв/л

Место отбора пробы	Группа воды по степени опасности развития процессов
хлоридного засоления	натриевого осолонцевания	магниевого осолонцевания	класс воды
Cl–	Na+/Ca2+	Mg2+/Ca2+
Красноярское водохранилище	0,1	-	0,4	1
Енисей	0,08	0,2	0,3	1
Абакан	0,6	1,0	0,5	1
Есауловка	0,5	-	-
Кача	0,4	0,5	0,5	1
Бузим	0,2	-	0,6	1
Оя	0,03	0,1	2,0	3
Сыда	0,05	0,2	0,5	1
Туба	0,03	0,08	0,2	1

С гг. на водохранилище уровень загрязнения нефтепродуктами возрос в 1,2-3,6 раза, меди – от 8 до 19 ПДК (Мальцев, 1997). Содержание железа превышает ПДК в 1,8 раза, в оз. Толстый Мыс – соответственно в 8 раз. Содержание фенолов в воде также превышает ПДК в 3-5 раз. Нефтепродукты в воде, забираемой на орошение, не обнаружены. Биологический показатель качества воды ниже ПДК в 4 раза, что свидетельствует об отсутствии значимых сбросов вод в акваторию оз. Толстый Мыс. Отбираемая на орошение вода из залива Красноярского водохранилища может быть отнесена к «загрязненной» и использована для орошения без ограничений.

Нами проведен расчет и установлено количество вредных веществ, попадающих в почву с поливной водой, исходя из условий водопользования, сложившихся в период годов (табл. 3). При внесении в почву с поливной водой компонентов в количествах, приведенных в табл. 3, потребуется длительный период времени, сопоставимый с жизненными циклами существования оросительных систем, чтобы достигнуть уровня опасных концентраций. Даже высокое содержание фенолов в водах Новоселовской ОС станет опасным через 60 лет, при условии, что вынос этого вещества за пределы системы не будет, что маловероятно.

Таблица 3 – Количество загрязняющих веществ привносимых в почву с поливной водой, г/га (среднемноголетние данные)

Наименование объекта	Загрязняющие вещества
Фенолы	Нефтепродукты	Fe	Cu	Zn	Al	Mn
Твороговская ОС, р. Кача	5,0	600,0	1200,0	27,8	24,0	422,0	404,0
Есаульская ОС, р. Енисей	6,0	1800,0	480,0	14,2	66,0	222,0	42,0
Сухобузимская ОС, р. Бузим	3,0	600,0	840,0	13,1	72,0	390,0	322,0
Новоселовская ОС, Красноярское водохранилище	2400,0	820,0	240,0	11,8	55,6	212,0	364,0
Ермаковская ОС, р. Оя	9,2	740,0	650,0	9,8	56,0	-	52,0
Сыдинская ОС, р. Сыда	6,0	1800,0	1120,0	12,6	200,0	-	32,2
Тубинская ОС, р. Туба	6,0	519,0	1200,0	88,5	112,5	265,5	40,5

Сопряженный анализ проб почвы и растений показал, что овощи, выращиваемые на поливных почвах, содержат элементы-загрязнители в пределах допустимых концентраций. Содержание фтора в овощных культурах ниже ПДК в 5-25 раз, даже при выращивании их на почвах с высоким содержанием этого элемента (Танделов, 2004). Содержание цинка находится в пределах 1,3-3,9 мг/кг при ПДК – 10 мг/кг, медь содержится в кукурузе в количестве 0,5-10,2 мг/кг (ПДК – 30 мг/кг), в овощах и картофеле она содержится в пределах 0,1-2,5 мг/кг. Концентрация свинца выше санитарных норм обнаружена в столовых корнеплодах моркови и свекле, выращиваемых на почвах Твороговской и Емельяновской оросительных систем.

Глава 5. Влияние орошения на свойства, режимы

и продуктивность черноземов обыкновенных

Влияние орошения на химические и водно-физические свойства. Исследования за содержанием гумуса и элементов питания ( азота, фосфора и калия) на целинных черноземах и пахотных почвах показали, что многолетнее использование чернозема обыкновенного среднесуглинистого под пашней резко снизило содержание гумуса (табл. 4).

Таблица 4 - Содержание гумуса и элементов питания в целинных и пахотных черноземах и их изменение в пахотных почвах

Глубина, см	Гумус, %	N общ., %	NO3–, мг/100 г	Фосфор	Калий
валовый, %
Целина
0-10	7,17	0,41	1,7	0,22	0,92
10-20	7,52	0,30	2,0	0,18	0,97
Пашня
0-10	5,41	0,28	5,5	0,18	0,97
10-20	5,64	0,24	6,0	0,20	0,94

Запас гумуса в 0-20 см слое целинных черноземных почв равен 165 т/га, азота -7,92 т/га, на пашне соответственно 124 и 5,93 т/га.. В целинной почве максимальное содержание общего азота отмечается в верхнем 10 см слое, где под влиянием мульчи из растительного опада создаются благоприятные водно-воздушный и тепловой режимы. С глубиной содержание азота падает и снижение его на пашне в сравнении с целиной составляет в слое 0-10 см -32%, в слое см -20%. На старопахотных почвах содержание нитратного азота почти в три раза выше по сравнению с целиной, что обусловлено высокой интенсивностью процессов нитрификации в условиях систематических обработок почвы. Валовое содержание фосфора и калия в пахотном слое пашни и целины практически одинаково.