Мелиорация почв мочарных ландшафтов и их использование

Мелиорация почв мочарных ландшафтов осложнена не только их забо­лоченностью, засоленностью, осолонцеванностью, но и широким распрост­ранением здесь почв тяжелого гранулометрического состава.

В мелиоративном отношении существенно то, что формирование почв мочарных ландшафтов сопровождается ухудшением их свойств, во-первых, в результате переувлажнения и глееобразования; во-вторых, в связи с акку­муляцией значительных масс легкорастворимых солей в горизонтах почвен­ного профиля, трансформацией почвенного поглощающего комплекса, вы­теснением поглощенного кальция и его заменой натрием.

С увеличением содержания обменного натрия свойства почв ухудшают­ся. Но его влияние на пептизируемость и физические свойства почв прояв­ляется по-разному в зависимости от состава глинистых минералов, органи­ческого вещества и других факторов [Минкин, 1982; Панов, 1972, 1980, 1986]. Удаление обменного натрия из почвенного поглощающего комплекса улуч­шает их свойства.

Н.И. Хаджиновым (1982) было показано, что гипсование солонцов в за­сушливой степи, особенно при сульфатном засолении, не является эффек­тивным приемом их улучшения.

Поэтому в целях улучшения химических свойств черноземно-луговых солончаковатых глеевых почв мочарных ландшафтов после их осушения не­обходимо использовать иной способ вытеснения натрия из поглощающего комплекса. В отличие от гипсования он должен был быть более быстрым и действенным, предохранять почвы мочарных ландшафтов с высоким содер­жанием поглощенного натрия от перехода в почвы солонцового ряда.

Этот способ мелиорации почв основан на использовании местного изве­стняка (ракушника) в сочетании с азотной и фосфорной кислотами. Извест­няк, в отличие от гипса, хорошо растворяется в кислотах.

Сущность этого приема химической мелиорации состоит в следующем. Известняк в виде крошки в сочетании с азотной и фосфорной кислотами вносят в почву послойно в два-три этапа на глубину 25-30 см. Прием может быть осуществлен внесением в почву всей дозы известняка и кислот в течение одного или нескольких дней в период парования после уборки урожая или зяблевой вспашки. Вместе с тем он может быть реализован и в течение двух­трех лет в зависимости от свойств почвы и возделываемых на ней культур.

Применение в этом случае азотной кислоты преследует две цели. Во-пер­вых, она исключает образование свободной соды, как это имеет место при мелиорации солонцов с применением извести, способствует подкислению почв, обладающих обычно слабощелочной реакцией. Во-вторых, внесение азот­ной и фосфорной кислот в почву повышает запасы легкодоступных для ра­стений форм азота и фосфора.

Взаимодействие известняка с азотной кислотой происходит по схеме:

По данным Н.И. Хаджинова (1982), при этом в почве повышается со­держание подвижных форм некоторых макро- и микроэлементов. Отмечены снижение pH почвенного раствора и увеличение содержания обменного каль­ция в поглощающем комплексе. Происходят коагуляция почвенных коллои­дов и гидрофильного ила, улучшение физических и биологических свойств почв.

Исследования продуктивности сельскохозяйственных культур на почвах мочарных ландшафтов показывают, что в случае их переувлажнения или заболачивания минерализованными грунтовыми водами, а также при фор­мировании почв на засоленных почвообразующих породах необходимо при­менение комплексных мероприятий различного назначения.

Гидротехнические мероприятия на почвах мочарных ландшафтов долж­ны быть направлены на понижение и сброс грунтовых вод, на отвод с осу­шаемой территории поверхностных намывных склоновых вод.

В условиях грунтового заболачивания эта задача может быть решена пу­тем применения открытого (каналы) или закрытого дренажа с использова­нием материальных дрен. При этом в условиях Предкавказья в качестве мер по борьбе с подтоплением грунтовыми водами наряду с дренажем целесооб­разны мероприятия по управлению инфильтрационным питанием в масш­табах ландшафта.

В условиях заболачивания поверхностными намывными склоновыми водами наряду с использованием дренажа в составе гидротехнических ме­роприятий необходимо предусмотреть устройство в гидроцентрах западин поглотителей (шлюкеров), обеспечивающих сброс поверхностных гравита­ционных вод непосредственно в коллекторную сеть или в магистральный канал.

Основной задачей агромелиорации в условиях мочарных ландшафтов яв­ляется ускорение внутрипочвенного и поверхностного стоков гравитацион­ной влаги. Наиболее эффективно применение этих мероприятий на почвах поверхностного увлажнения при относительно глубоком залегании грунто­вых вод. В этом случае ускорение внутрипочвенного стока может быть вы­полнено с помощью глубокого мелиоративного рыхления (до 60—80 см). В условиях грунтового заболачивания лимитирующим фактором его использо­вания являются относительно близкое залегание к дневной поверхности ка­пиллярной каймы и тяжелый гранулометрический состав почв.

При влажности выше ППВ осуществить рыхление и крошение не удаст­ся, поскольку в набухшем слое мелкозема нож и лемех любого стоечного рыхлителя окажутся способными лишь прорезать почву и образовать в ее про­филе крупные каверны. Добиться эффекта крошения и высококачественно­го рыхления можно будет только в том случае, если работа рыхлителя в толще почвы мощностью 60—80 см будет осуществляться после ввода в дей­ствие дренажа при влажности мелкозема в зоне рыхления ниже предельной полевой влагоемкости [Зайдельман, 1986].

Кротование как агромелиоративный способ ускорения внутрипочвен- ного стока следует применять в том случае, если продолжительность функ­ционирования кротовин окажется не менее одного года [Зайдельман, 1981].

Особую роль в мелиорации почв и их использовании играют химические мелиорации. Они должны быть направлены на устранение повышенной щелочности дренированных почв и слитизации.

Существует ряд общих обязательных мероприятий, необходимых для всех мочаристых почв. К ним относятся агрономические мероприятия — повсе­местное применение травопольных севооборотов с посевом люцерны, ис­пользование сельскохозяйственной и уборочной техники с уменьшенным удельным давлением на поверхность почвы (не выше 80—100 кПа).

Все четыре вида мелиорации (гидро-, агро-, фито- и химические) долж­ны быть строго адаптированы к конкретным природным условиям ланд­шафта (рис. 14.11).

Для выбора направления сельскохозяйственного использования почв мочарных ландшафтов их необходимо подразделить на две группы по при­знакам засоления и заболачивания (рис. 14.12).

К первой относят почвы, залегающие на песчано-галечниковых отложе­ниях с неглубоким уровнем (до 1 м) залегания грунтовых вод. Эти почвы в современных условиях постоянно подвергаются длительному заболачиванию минерализованными водами. Последнее обусловливает значительное накоп­ление солей по всему почвенному профилю. Как правило, это черноземно­луговые солончаковатые глеевые и лугово-глеевые почвы, приуроченные ко второй речной террасе, составляющие примерно 90% площади мочаров.

Ко второй группе следует отнести почвы, заболоченные поверхностны­ми водами. Эти почвы формируются на мощных делювиально-эоловых от­ложениях. В сложившихся условиях уровень грунтовых вод — на глубине 2-3 м и более.

Они приурочены к склонам и понижениям, способны во влажные пери­оды аккумулировать поверхностные воды.

При этом максимальное содержание солей в пахотном горизонте не пре­вышает 0,3%.

Поэтому сельскохозяйственное использование рассматриваемых почв в естественном состоянии и после мелиорации окажется различным.

Рис.

Рис. 14.12. Схема альтернативного сельскохозяйственного использования мочаров степной зоны

Подведем основные итоги. Почвы мочарных ландшафтов вследствие за­болачивания, засоления и осолонцевания обладают весьма низким плодоро­дием по сравнению с автоморфными почвами. После многолетнего осуше­ния черноземно-луговых солончаковатых глеевых почв урожайность на них зерновых культур не превышает 40—60% от урожайности на автоморфных зональных почвах.

Возникновение вторичных мочарных ландшафтов в степной зоне — ши­рокомасштабное экологическое бедствие. Оно проявляется на юге России на многих сотнях тысяч гектаров, прежде занятых лучшими почвами страны. Деградация черноземных почв в результате замещения последних почвами мочаров проявляется в глубоком изменении их свойств и режимов, восста­новление которых связано с применением сложного комплекса мелиоратив­ных работ. Он предполагает не только дренаж, но и выполнение работ по рассолению, разуплотнению, рассолонцеванию.

Мелиоративные мероприятия должны быть адекватными особенностям почвенного покрова. Они окажутся эффективными только в том случае, если будут применяться в соответствии с реальными факторами почвообразова­ния, конкретными свойствами и режимами почв. При этом необходим аль­тернативный подход при решении вопроса о целесообразности применения мелиоративных мероприятий, учитывающий различные возможности исполь­зования территории, в том числе и в естественном состоянии.

Опасность возникновения мочаров не ограничивается деградацией почв. Очевидна их негативнаая роль в изменении условий местообитания челове­ка. Формирование мочаров связано с подъемом грунтовых вод, подтоплени­ем городов, сел и деревень, разрушением зданий, других сооружений, агрес­сивным действием сульфатных вод на бетон, нарушением транспортных и иных коммуникаций, возникновением эндемичных и обычных заболеваний человека, животных и растений.

В условиях мочарных ландшафтов суховершинят и погибают плодовые и другие деревья. Многие строения на склоновых землях разрушаются вслед­ствие интенсификации оползневых процессов. Все эти изменения происхо­дят на фоне систематического падения продуктивности почв.

Изложенное свидетельствует о реальной социально-экономической и экологической угрозе появления и распространения в степной зоне России мочарных ландшафтов. Она затрагивает многие направления деятельности человека — сельское, лесное, рыбное хозяйства, гражданское и военное стро­ительство, здравоохранение, транспортные коммуникации.