Оросительная мелиорация

1. Виды оросительных мелиораций

Оросительные мелиорации классифицируются по трем признакам: времени действия, способу орошения, цели орошения.

  1. По времени действия орошение бывает:
    1. Постоянное самотечное, или с механическим водоподъемом
    2. Периодическое (к периодически действующему орошению относится лиманное и паводковое орошение).
  2. По способу орошения выделяются:
    1. Поверхностный полив, при котором увлажнение почвы происходит за счет подачи воды на поверхность (по бороздам или по полосам, а также затоплением отдельных участков).
    2. Полив дождеванием: в этом случае вода распыляется в воздухе дождевальными машинами и в виде дождя падает на растения и поверхность почвы.
    3. Подпочвенное орошение осуществляется подачей воды по дренам, расположенным в толще почвы и последующего капиллярного подтока воды к корням растений.
    4. Капельное орошение – метод полива, при котором вода подаётся непосредственно в прикорневую зону выращиваемых растений регулируемыми малыми порциями с помощью дозаторов-капельниц. Позволяет получить значительную экономию воды и других ресурсов (удобрений, трудовых затрат, энергии и трубопроводов).
  3. По цели различаются следующие виды орошения:
    1. Обводнительное – наиболее распространенное, цель его – восполнить недостаток воды в почве, который возникает в некоторые периоды вегетации.
    2. Удобрительное орошение снабжает растения питательными веществами, которые находятся в растворенном или взвешенном виде в поливной воде. Примером такого орошения может служить орошение сточными водами, нередко осуществляемое в пригородных зонах.
    3. При дезинфекционном орошении производится борьба с вредителями и болезнями. К этому виду можно отнести затопление виноградников, иногда используемое для борьбы с филоксерой. Дезинфекционное орошение горячей водой иногда применяется для уничтожения простейших в почве.
    4. Отеплительное орошение производится водой с более высокой температурой, нежели почва; следствием этого является согревание почвы и некоторое удлинение вегетационного периода.

2. Влияние орошения на почву, растения и климат

Влияние орошения на почву. Поливная вода, увеличивая влажность почвы и принося с собой растворенные и взвешенные вещества, оказывает существенное влияние на почвенные процессы, изменяет характер почвообразования и при соответствующих условиях способствует образованию специфических культурно-поливных почв.

Следует различать действие поливной воды и влияние взвешенных веществ (наносов), приносимых поливной водой.

Поливная вода, поступая в почву, изменяет ее водный режим и при нерациональном орошении может вызвать вторичное засоление почвы. Предполагается, что орошение способствует выщелачиванию почвы и как бы сдвигает почвообразование в сторону оподзоливания. Однако влияние орошения разносторонне. Повышение влажности ведет к лучшему развитию растительности, а это создает лучшие условия накопления растительных остатков по сравнению с неорошаемыми почвами. Поддержание влажности почвы в оптимальном интервале (в спелом состоянии) способствует образованию структуры. Орошение активизирует биологические процессы в почве и, в конечном счете, повышает плодородие. Если при орошении не происходит подъема грунтовых вод, то поливы опресняют почвенный профиль, вымывая соли в нижележащие горизонты или в грунтовые воды.

Орошение влияет по-разному на различные типы почв. Исследования И.Н. Антипова-Каратаева показали, что на южных и обыкновенных черноземах, темно-каштановых почвах Украины и Заволжья длительное орошение не ухудшило основные физические и химические свойства этих почв.

По опытам А.Н. Бирюковой, 40-летнее орошение в Саратовской области вызвало опреснение слабо- и среднесолонцеватых каштановых почв. Сильносолонцеватая каштановая почва и солонец в результате орошения обогатились легкорастворимыми солями. Это объясняется тем обстоятельством, что сильносолонцеватые почвы и солонцы находятся на микроповышениях, где происходит интенсивное испарение и куда усиленно подтягиваются соли с микропонижений почвенного комплекса. На орошаемой темно-каштановой почве в результате 18-летнего орошения значительная часть солей оказалась вынесенной из слоя 70–300 см в более глубоко расположенные слои.

Повышение влажности и лучшее развитие растительности при орошении способствует интенсификации дернового процесса.

При более экстенсивном лиманном способе орошения наблюдается микрозональность почвообразования внутри лимана. В лиманах, расположенных в зоне светло-каштановых почв, имеет место следующее распределение почв (А.Д. Щеголева). По мере движения от периферии лимана к его центру происходит смена комплекса светлокаштановых почв и солонцов лугово-каштановыми и луговыми солонцами; в центре лимана расположены дерново-луговые почвы. Соответственно изменяется и растительный покров. На периферии, на неизмененных орошением почвах располагаются черно- и белополынные ассоциации.

В полосе лугово-каштановых почв и луговых солонцов присутствуют как представители степной (типчак, морская полынь) так и луговой флоры (пырей, лисохвост, мятлик).

В еще более гидроморфных условиях центральной части, на лугово-дерновых почвах, развиваются осоки, бекмания и др.

На почвах длительное орошение вызывает опреснение почвенного профиля. Орошение может оказать двоякое действие на почву: а) при более слабом влиянии орошения происходят некоторые количественные изменения в свойствах почв, но сохраняется тот же почвенный тип (серозем); б) при более сильном воздействии оросительных вод создается новый почвенный тип – культурно-поливная почва. При орошении происходит накопление гипса и карбонатов в поверхностных горизонтах за счет приноса этих солей поливной водой. Действие воды сказывается на уплотнении орошаемых почв, эти почвы обычно имеют на глубине от 15 до 45 см уплотненный подпахотный горизонт. Гранулометрический состав орошаемых почв изменяется мало. Поскольку в неорошаемых почвах структура выражена слабо, ухудшение структуры под влиянием орошения мало заметно.

Орошение интенсифицирует как образование, так и разложение гумуса. Большее или меньшее накопление гумуса в конечном итоге обычно определяется засоленностью почвы.

В результате орошения увеличивается емкость катионного обмена. Это увеличение происходит главным образом за счет магния и натрия (ионов, вызывающих солонцеватость почв).

Длительное орошение ведет к осолонцеванию почв аридной зоны.

Орошение затоплением при возделывании риса оказывает весьма сильное влияние на почву. В ней появляются элементы болотнолугового почвообразования. По Н.А. Качинскому, рисовые почвы Ленкоранской зоны (Азербайджан) имеют высокое содержание гумуса (4–8 % и более). Гумус накапливается вследствие анаэробного разложения растительных остатков. Почвы богаты основными питательными веществами (0,3 % и более валового азота, 0,2 % и более валового фосфора, 2 % и более валового калия). Почвы хорошо оструктурены за счет соединений железа, имеют высокую влагоемкость (30– 50 % весовых), максимальную гигроскопическую влажность 10–15 %, влажность завядания 15–25 %.

При затоплении рисовые поля промываются и освобождаются от солей. Наряду с вымыванием вредных солей происходит удаление и подвижных питательных веществ. В результате анаэробных процессов большой удельный вес приобретает аммиачная форма азота.

В староорошаемых районах – Средняя Азия, Закавказье – в результате длительного орошения образуются культурно-поливные почвы. В их формировании большую роль играют взвешенные вещества, приносимые на поля оросительными водами.

Взвешенные вещества, осаждаясь на полях, образуют специфические для культурно-поливных почв агроирригационные горизонты. Ирригационные наносы обычно имеют суглинистый гранулометрический состав, высокое содержание пылеватых частиц.

Агроирригационные горизонты обычно неслоисты, однородны, с неясно выраженной макроструктурой, хорошей микроструктурой.

Культурно-поливные почвы благодаря орошению имеют сглаженные, неясно выраженные границы между горизонтами, монотонный почвенный профиль однородного серого цвета. Количество гумуса несколько уменьшается в верхнем слое, но зато он проникает глубже в почву. В нижних горизонтах может наблюдаться оглеение.

Последствия неправильного орошения. Деградация почв в условиях орошения проявляется в разных формах и имеет широкое распространение. Особенно чувствительны к негативным проявлениям орошения черноземы.

Исходно зернистая или мелкокомковатая водопрочная структура черноземов после начала орошения очень быстро разрушается, особенно в пахотном горизонте. Количество агрономически ценных агрегатов (5–1 мм) сокращается в 2–3 раза, резко возрастает количество глыбистой фракции >10 мм, коэффициент структурности снижается с 7–8 до 2–3 и ниже. По мере увеличения срока орошения эти изменения охватывают не только поверхностные, но и более глубокие горизонты почв. Почвы становятся глыбистыми, в них появляется слитость, склонность к образованию поверхностной корки после полива и дождей.

Интенсивность этих процессов связана с изменением водного режима и режима кальция. Умеренное орошение пресными водами, не допускающее создания промывного режима, мало влияет на изменение кальциевого режима и состояние карбонатного профиля. Интенсивное орошение, обеспечивающее промывной водный режим, усиливает выщелачивание карбонатов, снижение активности кальция в почвенном растворе и уменьшение его доли в ППК, в результате чего ухудшается структурное состояние почв. При орошении минерализованными водами возрастает риск осолонцевания черноземов и резкого усиления их деградации.

Если орошение осуществляется пресными водами и на фоне дренажа, но с периодическими переполивами, то формируется застойнопромывной водный режим с частой сменой аэробных и анаэробных

условий, возникает процесс глееобразования, имеющий пульсирующий характер, усиливающий вынос кальция, магния, железа. Происходит подкисление среды, усиливается дисперсность органического вещества, развивается лессиваж. На поздних стадиях образуются осветленные элювиальные горизонты. Это явление часто наблюдается в почвах на рисовых ирригационных системах.

В случаях застойного водного режима лессиваж не проявляется, слабо выражен вынос щелочноземельных металлов, алюминия и железа. Но при этом наблюдается дезагрегация структурных отдельностей, увеличивается содержание тонких фракций мелкозема, существенно уменьшается водопроницаемость. В почвах накапливается нонтронит, возникает гизенгирит, появляются признаки слитости. Почвы, формирующиеся в условиях выраженного застойного режима (например, при необеспеченном дренаже на рисовых системах), характеризуются существенным снижением их плодородия и деградацией физических свойств.

Изменения водного режима в результате орошения часто приводят к развитию вторичного засоления и осолонцевания почв, что было рассмотрено ранее.

Для преодоления отмеченных процессов вторичного гидроморфизма необходимы:

  • оптимизация дренированности территории путем усиления проточности степных речек и внутрипочвенного стока по тальвегам балок;
  • ликвидация многочисленных плотин, очистка русел от заиливания, ликвидация искусственных перемычек по тальвегам;
  • выделение подтопляемых и переувлажненных земель в особую категорию с трансформацией их в кормовые угодья с посевом фитомелиоративных культур;
  • организация простейшей водоотводящей сети из канав, щелей, кротодрен;
  • переход на минимизированные агротехнологии с использованием агрофильных машин и движителей с пониженным давлением.

Использование воды растениями. Одним из основных факторов жизни растений является вода. Вода необходима как материал для построения организма растений. Эту категорию воды К. А. Тимирязев называл водой организационной. Однако непосредственно на построение организма расходуется сравнительно небольшое количество воды (2 % от общего ее расхода). Главная масса (98 %) расходуемой растениями воды идет на транспирацию. Ток транспирируемой растением воды увлекает с собой питательные вещества и тем обеспечивает снабжение ими растений. Кроме того, большое количество транспирируемой воды необходимо для регулирования температуры растений.

Расход воды растениями характеризуется величинами коэффициентов транспирации и водопотребления. Коэффициент транспирации – это количество весовых единиц воды, которое затрачивается растением для образования единицы веса сухого вещества.

Транспирационные коэффициенты увеличиваются с запада на восток с увеличением засушливости и континентальности климата. На первый взгляд кажется парадоксальным, что в условиях недостатка влаги растения менее экономно ее расходуют. Однако нужно иметь в виду, что засушливость климата складывается из недостатка влаги в почве, низкой влажности воздуха, высокой его температуры. Эти факторы оказывают различное влияние на продуктивность транспирации, их итоговое действие может не совпадать с влиянием каждого фактора в отдельности.

Изучение зависимости транспирации от влажности почвы рядом исследователей показало, что транспирационный коэффициент увеличивается с повышением влажности почвы.

При весьма низкой влажности почвы (5 %) продуктивность транспирации резко уменьшается (транспирационный коэффициент имеет максимальное значение). Это является следствием того обстоятельства, что растения угнетены, а ассимиляция понизилась больше, чем транспирация, и относительный расход воды возрос.

Увеличение количества поливной воды ведет к менее продуктивному ее расходованию и к увеличению транспирационного коэффициента. Этот факт говорит о том, что при орошении следует устанавливать некоторые оптимальные оросительные нормы, излишнее увеличение количества подаваемой воды ведет к непродуктивному ее использованию.

Как правило, совершенная агротехника, увеличение обеспеченности питательными веществами приводит к более экономному расходованию влаги растением и к уменьшению транспирационного коэффициента.

Водопотреблением называется расход воды на 1 га возделываемой культуры. В основном водопотребление складывается из расхода на транспирацию и испарение поверхностью почвы. За вегетационный период испарение поверхностью почвы составляет примерно ½– ¼ часть от расхода воды на транспирацию. В течение всего года почва испаряет приблизительно столько же, сколько и растение.

Водопотребление выражается в кубических метрах на гектар за вегетационный период. Коэффициент водопотребления выражается в кубических метрах воды, израсходованной за вегетационный период на тонну (или центнер) продукции е присущей ей влажностью. Например, для пшеницы – на единицу веса зерна, для томатов – на единицу веса плодов, для хлопчатника – на единицу веса хлопка-сырца.

Коэффициент водопотребления может быть определен экспериментально при исследованиях водного баланса орошаемого поля, в результате многолетних наблюдений на оросительных системах, где производится учет расходуемой воды и получаемой продукции.

Должны быть учтены: расход воды на орошение, осадки, почвенные запасы влаги, полученный урожай, при этом непроизводительные потери воды в оросительной системе в учет не входят.

Величина коэффициента водопотребления так же, как и величина коэффициента транспирации, изменяется в зависимости от внешних условий, характера растений, уровня агротехники, величины урожая.

Во влажные годы на неорошаемых участках водопотребление увеличивается, в сухие – уменьшается, поэтому при расчете в этих случаях вводят соответствующие поправки.

Одно орошение увеличивает урожай, но вместе с тем увеличивается и коэффициент водопотребления. Сочетание орошения с высокой агротехникой, применение удобрений дает максимальное повышение урожайности при уменьшении коэффициента водопотребления. Максимального повышения урожайности можно достичь только при одновременном воздействии на все факторы жизни растений. Изменение одного какого-либо фактора на фоне постоянства остальных ведет к затуханию роста урожайности.

Влага оказывает определенное влияние не только на количество, но и на качество урожая. Увеличение влажности почвы повышает содержание влаги в растениях. Растения, выросшие в условиях повышенной влажности, имеют менее развитую корневую систему. Отношение подземной массы к надземной у них уменьшается. Высокая влажность понижает механическую прочность стеблей, что может вызвать полегание хлебов.

Повышение влажности почвы, сопровождающееся улучшением снабжения растений питательными веществами, а также и другими факторами жизни благоприятно сказывается на соотношении зерна к соломе и на весе зерен, что в 1891 г. было доказано Д.Н. Прянишниковым.

При недостатке питательных веществ повышение влажности может повлечь за собой рост урожая соломы в ущерб урожаю зерна.

Увеличение влажности почвы ведет к уменьшению содержания азота в зерне. По вегетационным опытам Д.Н. Прянишникова, при увеличении влажности почвы от 40 до 70 % от полной влагоемкости, содержание азота в зерне уменьшается от 3,00 до 1,84 %, аналогичное изменение содержания азота в зависимости от влажности констатируется и для соломы. Содержание азота и белковых веществ является показателем питательной ценности растений, уменьшение их количества следует расценивать отрицательно. Общее содержание углеводов с повышением влажности растет. Однако при избыточном увлажнении содержание сахара может падать.

Нежелательное изменение качества урожая можно ликвидировать одновременным внесением питательных веществ в виде удобрений.

При ведении орошаемого хозяйства следует помнить, что избыточное орошение вредно не только вследствие бесполезной траты воды и ухудшения свойств почвы, но и вследствие возможного понижения качества урожая и что повышение норм полива должно быть связано с высоким общим уровнем агротехники, с хорошей обеспеченностью растений прочими, факторами жизни.

Влияние орошения на климат. Поливы оказывают заметное влияние на микроклимат почвы и приземного слоя воздуха. Макроклимат района при этом не претерпевает существенных изменений.

Крупные водохранилища (моря), питающие ирригационные системы, изменяют ход метеорологических элементов на прилегающих к ним территориях.

Орошение понижает температуру воздуха, растений и почвы. Благодаря повышению влажности почвы увеличивается ее теплоемкость и теплопроводность. Амплитуды колебаний температуры почвы уменьшаются. Понижается температура приземного слоя воздуха и увеличивается его относительная влажность. Особенно сильное изменение микроклимата приземного слоя воздуха происходит при дождевании, поверхностные поливы в этом отношении действуют слабее.

Изменения микроклимата происходят приблизительно в, слое 2–3 м над поверхностью земли. Они прослеживаются в течение 7–15 дней после полива.

Орошение используется как средство борьбы с весенними и осенними заморозками. Благоприятное действие орошения объясняется следующими причинами. При орошении вместе с водой подается некоторое количество тепла, способствующее повышению температуры почвы, так как вода имеет более высокую температуру, чем воздух и почва участка, которому угрожает заморозок. При смачивании почвы выделяется теплота смачивания, а при замерзании воды – скрытая теплота замерзания. Повышение влажности воздуха уменьшает потери тепла на излучение.

Большие водохранилища оказывают более существенные влияния на климат прибрежных территорий и своей акватории. Водоем способствует сдвигу температурного режима в сторону морского климата с более низкими температурами летом и более высокими в холодное время.

Весенние заморозки в районе влияния водохранилищ прекращаются раньше, а осенью наступают позже.

3. Почвенно-мелиоративные исследования в целях орошения

Организация и планирование почвенно-мелиоративных исследований на объектах строительства начинаются с разработки программы и сметной документации, В программе почвенномелиоративных изысканий кратко описывают местоположение и природные особенности объекта, излагаются цели и задачи исследований, дается характеристика имеющегося материала и его качественная оценка. По результатам общей рекогносцировки; обосновывают масштаб и площадь съемки, объемы намечаемых работ, методику исследований и сроки выполнения работ. К программе прилагают обзорную карту района и картограммы: изученности. На основе программы составляют графики выполнения отдельных видов работ, заявки на кадры ИТР, материалы, оборудование, снаряжение и транспортные средства.

Состав и объем почвенно-мелиоративных изысканий зависит от стадии проектирования, сложности природных условии объекта, степени его изученности и конкретных задач проектирования. Изыскательские работы принято проводить в две стадии – стадия технического проекта и составления рабочих чертежей. Для мелких участков площадью до 10–15 км2 ведется одностадийное проектирование.

На стадии технического проектирования выполняются:

  • рекогносцировка,
  • почвенная съемка,
  • изучение водно-физических свойств,
  • агропроизводственная характеристика,
  • почвенно-мелиоративное районирование.

Здесь должны быть освещены все главные вопросы мелиоративной характеристики почв и грунтов, необходимые для проектирования. На стадии рабочих чертежей почвенномелиоративные изыскания выполняются для решения конкретных вопросов освоения земель, возникающих в процессе проектирования, утверждения проекта и в период строительства (планировки, промывки, химической мелиорации).

Почвенно-мелиоративные изыскания выполняют на топографической основе с использованием материалов аэрофотосъемки. Масштаб топографической основы должен соответствовать заданному масштабу съемки или быть несколько крупнее. Почвенномелиоративная, солевая и ботанико-культуртехническая съемки на ситуационных планах или устаревшей топографической основе для обоснования технического проекта или рабочих чертежей допустимы при условии разбивки на местности поперечников через 100–400 м в зависимости от сложности природных условии и масштаба съемки.

Масштабы съемок определяют в зависимости от стадии проектирования, сложности природных условий, конкретно решаемых задач. Солевую, культуртехническую и геоботаническую съемки выполняют в масштабе почвенной съемки. Допустимо увеличение площади съемки до 10 % от границ проектируемого объекта.

Задачами предварительного почвенно-мелиоративного изучения объекта являются:

  1. Ознакомление с физико-географическими и сельскохозяйственными условиями территории;
  2. Установление типов, подтипов, видов почв и грунтов, их особенностей и закономерностей пространственного распространения;
  3. Разработка рабочей классификации почв, грунтов и грунтовых вод для последующей крупномасштабной почвенной съемки;
  4. Выявление современного благоприятного или неблагоприятного мелиоративного состояния отдельных районов, почв;
  5. Выделение типовых участков для изучения воднофизических свойств.

Предварительное почвенно-мелиоративное изучение производится по методу почвенно-геоморфологических профилей (катен).

Эти профили закладывают с таким расчетом, чтобы охарактеризовать все наиболее типичные геоморфологические элементы:

  • водораздельное плато,
  • предгорный шлейф,
  • склоны,
  • речные террасы,
  • долины рек.

Количество и характер расположения профилей намечают по материалам изучения топографической основы, прежних данных о почвенном покрове и уточняют их непосредственно на местности.

В результате предварительного почвенно-мелиоративного изучения территории будут получены материалы, необходимые для проведения крупномасштабной почвенной съемки:

  • схема расчленения территории на почвенногеоморфологические районы (участки);
  • предварительная систематизация материнских пород и распределение их по территории;
  • систематический список почв с характеристикой их в плане намечаемого орошения и мелиорации;
  • схема размещения типовых участков для изучения воднофизических свойств почвогрунтов;
  • дополнительные данные по характеристике основных свойств почв и грунтов.

Проработка этих вопросов облегчает проведение крупномасштабной почвенной съемки и обеспечивает ее научную обоснованность.

Как бы обстоятельно не проводилась предварительное исследование, большинство программных вопросов получают окончательное разрешение при выполнении почвенной съемки, при которой составляется почвенная карта заданного масштаба, устанавливаются закономерности пространственной связи почв, грунтов, грунтовых вод, освещается генезис почв, собираются пробы почвогрунтов и вод для лабораторного анализа.

На практике часто почвенно-мелиоративную съемку совмещают гидрогеологической и топографической. В этом случае осуществляется не только полезный профессиональный обмен информацией между почвоведами, гидрогеологами и топографами, но и осуществляется согласованный отбор проб почвогрунтов, воды и монолитов для дальнейших испытаний: сокращаются расходы и стоимость изыскательских работ.

Почвенно-мелиоративная и солевая съемки сопровождаются заложением и проходкой почвенных выработок и скважин. Но назначению и глубине проходки разрезы делят на основные, контрольные и полуямы.

Основные разрезы закладывают на преобладающих элементах рельефа для изучения строения и особенностей почвенного профиля, характера почвообразующих и подстилающих пород, распределения влаги, плотности, скопления солей и обязательно совмещают с геологическими выработками (скважинами, шурфами) и привязывают инструментально. Глубина основных разрезов на объектах орошения не превышает 4–5 м.

Контрольные разрезы глубиной 1,5–2 м закладывают для изучения варьирования признаков почв (мощности горизонтов, глубины оглеения, скопления солей, гранулометрического состава, структуры, плотности).

Полуямы до глубины 80 см служат для уточнения границ по признакам в пределах указанной мощности. Основные и контрольные разрезы подробно описывают в специальных почвенных журналах по установленной форме с нанесением мазков каждого генетического горизонта. Пункты заложения разрезов фиксируются на топооснове.

Порядковый номер разреза ставится с правей стороны соответствующего знака.

Каждый почвенный контур, кроме повторяющихся мелких размером до 1 см2 на основе, должен быть обоснован основным или контрольным разрезами и полуямами или прикопками. То же относится и к контурам с комплексным почвенным покровом.

При выполнении съемок на ситуационных планах или устаревшей топооснове допускается увеличение количества разрезов на 30– 50 % против нормы. В зависимости от сложности почвенного покрова на 1 разрез закладывают от 1 до 3 полуям.

Главной целью почвенно-мелиоративных исследований должно быть изучение генезиса почв для решения вопроса пригодности земель под орошение и прогноза возможных при этом изменений. Основным методом полевого изучения почв является метод сравнительного анализа их в различных условиях залегания, развития, культурного состояния. Возможно и стационарное изучение по сезонной динамике водного, солевого, карбонатного и других режимов.

Особенностью полевых исследований является их тесная увязка с геоморфологией, гидрогеологией, материнскими породами в системе «почва – грунты – грунтовые воды». Растительность характеризуется по доминирующим группировкам (эфемерово-полынная, полынно-солянковая, луговая) с указанием наиболее характерных и представительных видов растений.

После описания почвенного профиля главное внимание уделяют правильному определению генетического названия почв в соответствии с принятой рабочей систематикой почв.

В заключении дается мелиоративная оценка почвы в отношении ее пригодности к орошению, т.е. пригодная, условно пригодная с дополнительными мелиорациями и непригодная. Указывается потребность в мелиорациях – рассоление, устранение солонцеватости, предупреждение вторичного засоления.

В результате проведения полевых работ должны быть получены следующие материалы: полевая почвенная карта в заданном масштабе с подробной легендой, с нанесением точек разрезов, буровых скважин, границ гидрогеологических районов с отметками уровня грунтовых вод, список образцов почв с указанием видов и методов их химического и физического анализов, полевые дневники и записи по точкам наблюдений за водно-физическими свойствами почв.

Аналитическая обработка материалов полевых исследований и наблюдений базируется на результатах лабораторных исследований почвогрунтов и служит дополнительной информацией их мелиоративной оценки. Пробы минеральных почв отбираются по генетическим горизонтам и литологическим слоям мощностью не более 10 см. В верхнем пахотном слое – в пределах всего слоя. Вес образца составляет не менее 500 г.

Для определения физико-механических и водно-физических свойств отбираются монолиты почвогрунтов с ненарушенным сложением и парафинированием их поверхности на период транспортировки и начала лабораторных исследований.

Обычно анализируется 5–7 % общего количества основных контрольных разрезов: Номера почвенных разрезов, проанализированных на химический и физико-химический состав, отмечаются на почвенной карте соответствующим знаком. Особо важны анализы на засоленность, солонцеватость, содержание гипса и карбонатов, гранулометрический состав почв и грунтов.

Для характеристики засоленности легкорастворимыми солями применяются послойные водные вытяжки – полные и сокращенные. В полных водных вытяжках определяют: сухой и прокаленный остаток; щелочность общую и щелочность от нормальных карбонатов и щелочных металлов; содержание Cl, SO42-, Ca2+, Mg2+, сумму Na++K+.

Определения проводят на всю глубину почвенного профиля до грунтовой породы. Для загипсованных горизонтов этих вытяжек определяют сульфаты, растворимые в 0,2н НСl.

В сокращенных водных вытяжках (массовый анализ) определяют только засоленность. Задача этих анализов – выявление пространственной изменчивости засоления. В них определяются: плотный остаток, щелочность общая и от нормальных карбонатов и анионы Cl и SO42-.

В монолитах определяют плотность и плотность твердой фазы, порозностъ, просадочностъ, сцепление, константы влажности, угол откоса.

По данным анализа водной вытяжки и плотности почвы вычисляют запасы как общего количества солей, так и вредных, подлежащих удалению. Запасы вычисляют на толщу в 1 и 2 м.

Взятые образцы грунтовых вод анализируются по типу водных вытяжек.

Орошение создает принципиально новый водный режим почв. Оно меняет направленность почвообразования, эволюцию почв, их свойства и плодородие. Орошение нередко создает новый тип почв, определяет новые свойства почвообразующих пород и грунтовых вод. Так, в орошаемых районах Средней Азин ежегодный слой наилка, привнесенного с орошаемыми водами, составляет от 2 до 10 мм (20–100 м3/га). Эта взвесь, являясь материнской почвообразующей породой, привела к формированию на орошаемых полях совершенно новых – антропогенных почв.

В безгипсовых черноземных и темно-каштановых почвах опасность поступления натрия из растворов в ППК оценивается по соотношению Na++ / Са2++Mg2+. Если соотношение > 4 – опасность осолонцевания весьма значительная; если 1–4 – невелика и отсутствует при < 1.

Если на орошение используют щелочные воды, содержащие бикарбонаты и карбонаты натрия (содержание НСО3 > Ca2++Mg2+ в мг/экв.), то происходит быстрое ощелачивание почвы. Появляется обменный натрий в количестве 15–20 % от емкости катионного обмена, накапливается свободная сода, возрастает щелочность, утрачивается структура, снижается водопроницаемость, усиливается коркообразование.

Материалы почвенно-мелиоративных изысканий должны содержать сведения о высоте капиллярного поднятия влаги в различных почвах. Эта водно-физическая характеристика почвы используется в определении возможности вторичного засоления и нормы осушения. Применительно к почвам различного гранулометрического состава она приведена в таблице:

Почва Высота активного

подъема, м

Полная высота, м
Глина 0,5–0,8 2,0–4,0
Суглинок тяжелый 0,5–0,6 1,5–3,0
Суглинок средний и легкий 0,4–0,6 1,2–2,0
Супесь 0,3–0,5 0,8–1,2
Песок 0,1–0,5 0,2–1,0
Торф низинный 0,3–0,8 0,8–2,5

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *