агроэкологическое состояние орошаемых почв южной лесостепи

УДК 551.495:551.501
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ОРОШАЕМЫХ ПОЧВ ЮЖНОЙ
ЛЕСОСТЕПИ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН1
Р.Р. Сулейманов
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, кальциевонатрие-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
__________
1
Работа 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 мгэкв/л., натрия - 76%.
Оросительная вода из р. Белой подается на оросительные системы ООО «Росинка»
и СПК «Большевик» Кушнаренковского района (1111 га), а также в крестьянскофермерские 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.
Уровень грунтовых вод и их минерализация на орошаемых землях (га)
Минерализация,
Уровень грунтовых вод, м
г/л
Район
1,5…2
2…3
3…5
1…3
 1 1…1,5
5
1
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) совхозазавода «Дмитриевский», показали, что со временем проявляется тенденция к повышению
уровня грунтовых вод
Наиболее существенное повышение УГВ наблюдается вблизи автодороги УфаКазань, 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 сельскохозяйственными 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 колхозе
«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-карбонатнокальциево-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.