Агроэкологическое состояние орошаемых почв южной лесостепи Республики Башкортостан

УУДК 551.495:551.501

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ОРОШАЕМЫХ ПОЧВ

ЮЖ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН1

Р.Р. С. А.

Институт биологии УНЦ РАН, Уфа, Россия

А. В. Комиссаров, С. А. Юнусов *

Управление мониторинга мелиорируемых земель Республики Башкортостан,

Уфа, Россия

Состояние орошаемых почв определяется рядом факторов: качеством поливной воды, степенью дренированности территории, уровнем залегания грунтовых вод и их минерализацией после подъема на критическую глубину, типом водного и солевого режима, уклоном местности, степенью развитости микрорельефа и генетическими свойствами почв. Большое значение имеют также соблюдение режима орошения, длительность ирригации, агротехника и др.

Источниками орошения в районе исследований являются воды рек, озёр и малых водохранилищ. Речная сеть принадлежит бассейну р. Белая (Дёма, Кармасан, Чермасан, Аургазы, Мелеуз и др.). Водообеспеченность на 1 га составляет 900-…2000 м3 в год /(Балков, 1978). /. Химический состав речных вод на большей части территории гидрокарбонатный кальциевый (р. Дёма, Чермасан, Мелеуз, Ашкадар, Сюнь и др.). Минерализация 0,5…-0,7 г/л.

На значительной части района исследований (Уршак-Бельское междуречье) состав вод сульфатно-кальциевый (р. Уршак, Аургаза, Узень и др.), минерализация достигает 1,5…-2 г/л, что неблагоприятно для орошения. На отдельных участках вода реки Белой (ниже г. Стерлитамак) и ее притоков (рек Манчарки, Назы, Базы, и др.), реки Ик подвержена техногенному воздействию и приобретает хлоридно-натриевый, кальциево-натрие-вый состав. Минерализация изменяется от 0,5 до 1,0…-1,65 г/л, иногда до 5-…6 г/л. Содержание хлор-иона достигает 0,8…-3 г/л. Орошение этими водами приводит к засолению и осолонцеванию почв.

Для орошения почти 63% земель вода берется из прудов, 25% орошается водами рек (преимущественно р. Белой) и только 12% приходится на озера и старицы. Качество оросительной воды, оцениваемое по ирригационному коэффициенту Х. Стеблера (К), изменяется в широком диапазоне (от неудовлетворительного до хорошего); 93% площади

__________

1Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ. МК-1587.204.5.

орошается водой с минерализацией менее 1 г/л и высоким ирригационным коэффициентом (К > 18).

В Дюртюлинском районе в СПК «Уныш» для орошения (368 га) используется вода из реки Назы, которая имеет хлоридный кальциево-натриевый состав. Минерализация 1,5-…2,5 г/л, содержание хлора достигает 72%. В этом же районе вода неудовлетворительного качества выявлена в пруду на территории СПК им. Еникеева (80 га). Вода по составу хлоридно-гидрокарбонатная натриевая. Содержание соды 8,2 мг-экв/л., натрия - 76%.

Оросительная вода из р. Белой подается на оросительные системы и СПК «Большевик» Кушнаренковского района (1111 га), а также в крестьянско-фермерские хозяйства и совхоз «Чапаевский» Уфимского района (504 га). По химсоставу вода р. Белой в районе с. Красный Яр Уфимского района и с. Кушнаренково имеет гидрокабонатно-сульфатно-кальциевый состав и минерализацию 640…-810 мг/л, рН = 8,15. Ирригационный коэффициент 41…-59.

Для условий Башкортостана критическим уровнем грунтовых вод принято считать 1,5…-2,0 м при их минерализации менее 1г/л, и 3-…3,5 м – при минерализации 2-…3 г/л (/Сафин, Галин, 2000; Абдрахманов и др., 2002/).

В Южной лесостепи более чем на 80% орошаемых земель уровень грунтовых вод (УГВ) находится ниже критического (см. таблицу). Вместе с тем, угроза вторичного засоления, обусловленная повышенной минерализацией и близким залеганием грунтовых вод, имеется на 5911 га или 28,6% всех орошаемых земель.

Наиболее опасная ситуация наблюдается в Дюртюлинском и Уфимском районах, где почти на 1,0 тыс. га неорошаемых и 1.,5 тыс. га орошаемых почв, соответственно, средний уровень грунтовых вод выше критического.

Таблица. Уровень грунтовых вод и их минерализация на орошаемых землях (га)

Район	Уровень грунтовых вод, м	Минерализация, г/л
< 1	1… - 1,5	1,5… - 2	2… – 3	3… - 5	> 5	< 1	1… - 3
Бакалинский		80	143	629	1452	727	2696	335
Дюртюлинский	307	89	549	1114	1978	1101	4416	722
Илишевский			335	320	433	1043	2081	50
Ишимбайский		76	112		129	300	617
Кушнаренковский		100	120	177	674	202	1173	100
Уфимский		804	606	841	1631	1249	4279	852
Чекмагушевский			87	192	999	883	1846	315
Шаранский				72	519	584	1046	129
Итого	307	1149	1952	3345	7815	6089	18154	2503

Многолетние наблюдения, проведенные на орошаемых участках (854 га) совхоза-завода «Дмитриевский», показали, что со временем проявляется тенденция к повышению уровня грунтовых вод

Наиболее существенное повышение УГВ наблюдается вблизи автодороги Уфа-Казань, препятствующей естественному оттоку поверхностных и грунтовых вод. По мере удаления от автотрассы и повышения гипсометрических отметок зеркало грунтовых вод снижается до 9 м и глубже. Глубина залегания грунтовых вод - величина динамичная и в течение вегетационного периода может изменяться в широком диапазоне. Так, при орошении капусты УГВ поднялся с более 2 м в мае, до 0,1 м в середине июня, влажность почвы при этом составляла 125% от наименьшей влагоемкости вплоть до сентября. УГВ был в пределах 1 м. Причиной явилось превышение расчетных поливных норм.

В первой половине лета высокие УГВ наблюдались вблизи аккумулирующего бассейна (0,15 м) и на пониженных участках.

Как известно, к засоленным относятся почвы, содержащие в своем составе легкорастворимые соли в токсичных для сельскохозяйственных растений количествах. Они оказывают прямое отрицательное воздействие на растения в результате повышения осмотического давления почвенных растворов и токсичного действия отдельных ионов, а также косвенное влияние через изменение физико-химических, биологических и других свойств почв. Наибольший токсичный эффект вызывает сода, затем следуют хлориды, далее - бикарбонаты натрия и магния, сульфаты натрия и магния.

В исследуемой зоне почвы преимущественно не засолены, слабой и средней степени засоления подвержены только 3,4 % площади. В Уфимском районе наблюдается слабое сульфатно-гидрокарбонатное засоление в слое 30…-80 см на площади 100 га и среднее сульфатно-содовое глубокопрофильное – на площади 45 га под овощными культурами. Величина сухого остатка в пахотном слое через 30 лет после орошения повысилась на 0,07%, в подпахотных горизонтах превышение составило от 0,1 до 0,25% с максимумом в надиллювиальном горизонте.

Расчет состава гипотетических водорастворимых солей позволил определить, что в длительно орошаемой почве преобладающим является гидрокарбонат кальция, не токсичный для сельскохозяйственных культур. Однако содержание токсичных солей, представленных в основном гидрокарбонатами и сульфатами натрия, достигает уровня, соответствующего средней, а в надиллювиальном горизонте – сильной степени засоления.

Уровень грунтовых вод на орошаемом массиве в летний период изменялся в диапазоне 500..-600 см, их минерализация не превышала 0,5 г/л. Следовательно, привнос солей с капиллярными подтоками влаги маловероятен.

Для определения количества солей, поступивших в почву, проведем простой расчет. Минерализация воды р. Белой составляет около 0,4 г/л, тогда в средней оросительной норме для овощных севооборотов 1800 м3/га будет содержаться 0,72 т солей. Поливная норма при вегетационных поливах должна обеспечить увлажнение 30 см слоя почвы весом около 3000 т, следовательно, ежегодный прирост солей составит 0,72 × *100/3000 = 0,024%.

За 30 лет содержание солей в пахотном слое могло возрасти на 0,7%, но реально оказалось в 10 раз меньше. Прежде всего, это связано с выносом солей сельскохозяй-ственными культурами, особенно корнеплодами. Вероятно также, что в условиях периодически промывного водного режима соли в некоторой степени вымывались из верхних горизонтов почвы, что подтверждается повышением их концентрации в нижней части профиля. Вместе с тем, периодическое смачивание иллювиального горизонта и почвообразующей породы, содержащей карбонаты и сульфаты кальция, способствовало некоторой мобилизации гипса и возрастанию концентрации сульфат-иона в составе водной вытяжки.

Следует отметить, что при длительном орошении многолетних трав засоление почв в исследуемом хозяйстве не выявлено. Это позволяет предположить, что накопление солей в почвах под овощными культурами связано с интенсивным испарением влаги с участков без растений в межполивной период и подъемом солей из горизонтов смачивания.

Очевидно, что дальнейшее использование этих земель для выращивания овощей без включения в севооборот многолетних трав может привести к более масштабному засолению орошаемых почв.

В Шаранском районе на участке орошения площадью 15 га, который много лет используется для выращивания овощей, в слое 0…-75 см выявлено хлоридно-содовое засоление слабой степени. Сумма легкорастворимых солей составила 0,15%, а токсичных – 0,11%. Кроме соды присутствуют хлористый магний и сульфат магния. Реакция среды слабощелочная (рН = 7,23… - 7,75). Аналогичный тип засоления, но с более высокой концентрацией солей, охватывающей весь почвенный профиль, выявлен в к-олхозезе «Победа» этого района. Слабым хлоридным засолением характеризуются почвы Дюртюлинского района, где орошаются в основном многолетние травы. По глубине засоления почвы подразделяются на солончаковые – соли в слое 0-…30 см, солончаковатые – 30…-80 см и глубокосолончаковатые – 80…-150 см.

Причины засоления почв различны. В Уфимском и Шаранском районах проявления засоления почв обусловлены, прежде всего, многолетним бессменным выращиванием овощей. Это сопровождается повышенной испаряемостью из почвы в межполивной период, местным подъемом уровня грунтовых вод, иногда повышенной минерализацией (М > 1 г/л), а сульфатно-содовый тип засоления определяется гидро-карбонатно-кальциево-натриевым составом оросительной воды, с одной стороны, и наличием карбонатов и сульфатов кальция и магния в почвообразующей породе – с другой. В Дюртюлинском районе причиной засоления почв является попадание высокоминерализованных хлоридно-натриевых нефтепромысловых сточных вод в водоемы, откуда берется вода для орошения, их переток в грунтовые воды, что характерно для нефтедобывающих районов республики.