Определение рационального соотношения орошаемых и богарных сельхозугодий на агроландшафтах

Соотношение угодий для каждого конкретного случая складывается из преобладающих типов агроландшафта и предлагаемого соотношения средостабилизирующих и средоразрушающих угодий, а также в зависимости от применения системы почвозащитных мероприятий, обеспечивающих защиту почв от разрушения деградационными процессами.

В природных экосистемах и ландшафтах процессы трансформации энергии и вещества оптимизированы длительной эволюцией их развития. Вовлечение их в хозяйственную деятельность и перевод в агроэкосистемы резко нарушает системные связи и взаимодействия между всеми компонентами.

Мелиорация земель, направленная на увеличение биологической продуктивности или производительности использования природных компонентов, вызывает изменение сложившегося экологического равновесия. Чем интенсивнее воздействие мелиоративных мероприятий на структуры ландшафта, тем выше опасность возникновения негативных явлений, нарушения самоорганизации и саморегуляции.

Выход из создавшегося положения - переход к ландшафтным системам орошаемого земледелия, позволяющим оптимизировать использование земли и других природных ресурсов и направить экологически обоснованное воздействие на сохранение и восстановление почвенного плодородия.

Для решения этой проблемы в ФГНУ «РосНИИПМ» на протяжении ряда лет проводятся исследования по определению рационального соотношения орошаемых и богарных земель в агроландшафтах, позволяющих снизить до экологически допустимых значений антропогенное влияние на плодородие земель и экологическое состояние агроландшафтов.

В данной статье предлагается методика расчета рационального соотношения орошаемых и богарных земель на агроландшафтах, позволяющих сохранять и восполнять плодородие земель и обеспечивать экологическое равновесие, близкое к природному.

Из литературных источников известно, что на почвообразовательные процессы влияют многие факторы, но наиболее значимые из них условия увлажнения и солнечная радиация, которые создают особый гидротермический режим, определяющий биогеохимические процессы в почве [2, 3]. Именно эти факторы и определяют ход почвообразовательных процессов и способствуют образованию различных типов почв, например: черноземы и каштановые почвы на юге в аридной зоне и дерново-подзолистые почвы в гумидной зоне.

Для аридной зоны, по данным Н. И. Парфеновой и Н. М. Решеткиной, наиболее благоприятными оросительными нормами, обеспечивающими благоприятный гидротермический режим и максимальную микробиологическую деятельность и накопление гумуса являются следующие: для степной зоны - 150-300 мм, для сухостепной - 400-650 мм, для полупустынной - 500-700 мм, для пустынной - 700-900 мм. При этом сумма осадков и оросительная норма () не должны превышать следующих значений: для степной 1100 мм, для сухостепной 1370 мм соответственно [3].

На практике оросительные нормы для сельскохозяйственных культур редко превышают 600-700 мм (за исключением риса), так как возрастают затраты на полив и снижается их рентабельность возделывания.

Для черноземов лесостепной и степной зон Поволжья и Прикаспия по мнению Н. И. Парфеновой, С. Д. Исаева и других «… орошение … полностью зависит от обеспеченности осадками и необходимо только как дотация к осадкам, составляя в сумме не более 600-700 мм» [3, 4]. Этот показатель (например, 600-700 мм) нами определен как норма увлажнения () территории агроландшафта или части агроландшафта (севооборота) с учетом поправочного коэффициента () на дренируемость территории, поверхностный сток, КПД оросительных систем, технологий орошения и других факторов, влияющих на приходную и расходную часть водного баланса территории. Он определяется по формуле:

,(1)

где

- осадки, мм;

- оросительная норма, мм;

- поправочный коэффициент.

В данной статье нами рассматривается случай, когда нет других поступлений и оттока воды с агроландшафта кроме поступления осадков и оросительной нормы.

Анализ литературных источников показывает, что на сегодняшний день нет четкой методики определения рационального соотношения орошаемых и неорошаемых (богарных) сельхозугодий на агроландшафтах. Не определен и критерий для расчета, какую часть сельхозугодий агроландшафта можно орошать и, какую оставлять без орошения, т.е. методов расчета долевого соотношения орошаемых и богарных земель в агроландшафтах.

В связи с этим нами предлагается для обсуждения метод РосНИИПМ, где в качестве основного критерия выступает норма увлажнения, позволяющая рассчитать рациональное экологически безопасное соотношение богарных и орошаемых земель на агроландшафтах.

Обработка и анализ имеющихся данных позволил нам предложить порядок расчетов доли орошаемых площадей (полей) от площади сельхозугодий на агроландшафтах или долю орошаемых земель на части агроландшафта, например в севообороте. Методика предполагает производить расчеты в следующем порядке [1].

1. Определяется допустимая норма орошения (, мм или м³/га) по формуле:

где

- рекомендуемая норма увлажнения (осадки + оросительная норма, не должны превышать, например, на черноземах в районе Поволжья и Прикаспия 600-700 мм год [3]);

- осадки (среднемноголетние данные), мм;

2. Определяется допустимый объем водоподачи (, м³) на орошаемую часть сельхозугодий агроландшафта или на часть агроландшафта, выделенный в севооборотный участок (, га) по формуле:

3. Определяется средневзвешенная оросительная норма для орошаемой части агроландшафта или севооборота (, м³/га) по формуле:

где

- площади первого; второго и «n-го» орошаемого участка в составе агроландшафта или часть полей севооборота, га;

- оросительная норма соответственно на первом, втором и «n-м» орошаемом участке агроландшафта или части полей севооборота, м³/га.

4. Определяется расчетная площадь орошения () в га или в % () от всей площади агроландшафта или севооборота, в т.ч.:

- в гектарах по формуле:

- в процентах по формуле:

где

- площадь всего агроландшафта или севооборота, га.

Выводы

1) соотношение угодий для каждого конкретного случая складывается из преобладающих типов агроландшафта и предлагаемого соотношения средостабилизирующих и средоразрушающих угодий, а также в зависимости от применения системы почвозащитных мероприятий, обеспечивающих защиту почв от разрушения деградационными процессами;

2) предложенная методика позволяет рассчитать рациональное соотношение орошаемой и неорошаемой доли сельхозугодий на агроландшафтах или части полей в севообороте. При этом за основу приняты экологически благоприятное состояние территории по гидротермическому показателю, определяющему биогеохимические процессы в почве и ее плодородие.

Литература

1. Балакай Н. И. Методика расчета соотношения орошаемых и богарных сельхозугодий на агроландшафтах. Развитие инновационного потенциала агропромышленного производства, науки и аграрного образования. Мат. междунар. науч.-практ. конф. 3-6 февраля 2009 г. - пос. Персиановский: ДонГАУ, 2009. - Т. 4. - С. 227-230.

2. Балакай Н. И. Распределение основных видов деградации на различных типах агроландшафтов / Н. И. Балакай, Г. Т. Балакай, Е. В. Полуэктов // Вопросы мелиорации. - М.: ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2007. - № 1-2. - С. 51-56.

3. Парфенова Н. И., Исаев С. Д., Зинковский В. Н. Экологическое обоснование мелиорируемых земель: методическое пособие ВНИИГиМ. - М., 2001. - 342 с.

4. Парфенова Н. И., Решеткина Н. М. Экологические принципы регулирования гидрогеохимического режима орошаемых земель. - С.-П. Гидрометеоиздат, 1995. - 359 с.

Размещено на Allbest.ru