Книжки по сільському господарству

www.sestrichka.com.ua уход за больными и анализы на дому

Екологічні проблеми зрошуваного землеробства

Примак. Екологічні проблеми землеробства

Проектна площа зрошення в Україні складає 2,6 млн га. Зрошувані землі розташовані практично в усіх природних зонах і підзонах, але 80 % їх зосереджено в Степу. У структурі ґрунтового покриву зрошуваних земель близько 60 % загальної площі займають чорноземні ґрунти (чорноземи типові, звичайні,, південні, лучно-чорноземні ґрунти) і меншу частину — темно-каштанові та інші.
Водні ресурси України формуються за рахунок стоку річок — Дніпра, Дністра, Дунаю, Сіверського Дінця та інших водних джерел, розміщених на території держави. Частково водні ресурси поповнюються за рахунок підземних і шахтних вод. При цьому за даними Держводгоспу України (1998, 1999), на площі 70—73 % застосовуються прісні (вміст солі — менше 1 г/л) зрошувальні води, на решті площі — мінералізовані (більше 1 г/л), у тому числі з мінералізацією 1—2 г/л на площі 20 % і більше 2 г/л — на площі 8 %.
У прісних водах з мінералізацією до 0,5—1,0 г/л у складі солей переважають гідрокарбонати кальцію і магнію (50—70 %), сульфати й хлориди складають ЗО—50 %. Подальше зростання мінералізації відбувається за рахунок сульфатів і хлоридів натрію та магнію. При цьому хімічний склад поливних вод характеризується чітко вираженою сезонною динамікою, суттєво змінюються лужні властивості вод: величина рН зростає від 7,4—7,9 до 8.0—8,7, вміст іону СО2~3 (сода) від слідів до 0,3—0,8 мекв/л. Механізм цього явища пов'язаний із порушенням карбонатно-кальцієвої рівноваги за рахунок інтенсивних процесів фотосинтезу та динаміки гідротермічних умов (Балюк С.А., Чау-сова Л.О.,1999; Буйлов В.В., Рьісков Я.Г., 1982).
У водах з мінералізацією 0,5—1,0 г/л відношення кальцію до натрію складає 1,6—2,0:1,0, із підвищенням мінералізації це відношення звужується до 0,4—1,0:1,0, що викликає небезпеку розвитку в зрошуваних ґрунтах процесів осолонцювання.
Оскільки в ґрунтових розчинах реакції обміну визначаються не концентраціями іонів, а їхніми активностями, необхідно застосовувати термодинамічні принципи оцінки зрошувальних вод. у прісних вода частка активного кальцію складає 65—86 % від загальної його концентрації, а натрію — 85—100%, в мінералізованих водах —- 42—46 і 85—97 % відповідно (Балюк С.А. та ін., 2000).
За оцінкою Держстандарту України ДСТУ 2730—94, поливні води 1 класу (придатні для зрошення) застосовують на 30—40 % площі зрошуваних земель, 2 класу (обмежено придатні за небезпекою засолення, осолонцювання та підлуження ґрунтів) — на 60—64 % і 3 класу (непридатні для зрошення) — на 6—10 % площі зрошуваних земель. Залежно від природних регіонів оцінка якості поливних вод істотно змінюється. Так, на зрошуваних землях Донецької області (загальна площа зрошення 200 тис. га) близько 60 % усіх поливних вод належить до 2-го класу обмежено придатних для зрошення, 15—20 % — до придатних 1-го класу і 10—15 % — до непридатних для зрошення.
Осолонцювання — це найбільш розповсюджений процес деградації ґрунтів на зрошуваних землях. При цьому необхідно розрізняти природну та вторинну (іригаційну) солонцюватість, що є наслідком збільшення вмісту ввібраних натрію та калію у складі ГВК. Зрошення призводить до підвищення вмісту ввібраного натрію з 0,6—1,0 до 1,5—2,0 % від суми обмінних катіонів за використання прісних поливних вод і до 3—8 % за використання мінералізованих поливних вод. Сумарний вміст Na та К при цьому досягає 3—4 та 5—15 % відповідно (Балюк С.А. та ін., 2000).
Процес вторинного осолонцювання визначається такими факторами:
1 — якістю поливних вод, зокрема:
а) загальною концентрацією лужних катіонів натрію та калію, що містяться в зрошувальній воді;
б) співвідношенням у складі солей зрошувальної води загальних і активних концентрацій катіонів натрію, калію, магнію та кальцію. При цьому спостерігається пряма залежність між відношенням концентрації кальцію до натрію та термодинамічними показниками
формули
менше, ніж у ґрунтових розчинах — розвивається процес іригаційного розсолонцювання;
в) лужністю зрошувальної води, яка посилює солонцевий процес внаслідок зниження розчинності в лужній воді кальцієвих солей та випадання їх в осад;
2 — сольовим складом ґрунту, вмістом солей кальцію та його активністю, які визначають буферність ґрунтів проти осолонцювання (зі зростанням вмісту карбонатів у грунтах інтенсивність сорбції натрію в ГВК зменшується на 25—40 % (Балюк С.А. та ін., 2000);
3 — гранулометричним і мінералогічним складом ґрунту, який переважно визначає ступінь прояву процесу осолонцювання — диспергування, гідрофільність;
4 — органічною речовиною ґрунту, її рухомістю під впливом осолонцювання і стійкістю до процесу осолонцювання;
5 — глибиною та мінералізацією ґрунтових* вод (із посиленням ступеня гідроморфізму та активізації сольових процесів спостерігається подальше зростання вмісту поглиненого натрію);
6 — режимами зрошення, величиною поливної та зрошувальної норм, які визначають в основному швидкість процесу осолонцювання й глибину його розповсюдження по профілю ґрунтів;
7 — кліматичними умовами зрошуваних масивів (з посиленням аридизації інтенсифікуються процеси вторинного засолення й осолонцювання зрошуваних ґрунтів).
Виявлено стадійність процесу сорбції натрію: активне поглинання у перші 2—3 роки зрошення, сповільнення поглинання й установлення квазірівноважного стану на 3—5-й рік зрошення.
Дослідження сольових режимів і модельні експерименти показують, що вже після 2—3-х років поливів вміст обмінного натрію в орному шарі досягає максимальної кількості, величина якої визначається концентраціями та співвідношеннями натрію й кальцію в поливній воді (Балюк С.А. та ін., 2000).
Сезонна динаміка вмісту обмінного натрію залежить від кліматичних умов і режиму зрошення. Як правило, максимальний вміст обмінного натрію спостерігається наприкінці вегетаційного періоду, що пов'язано з надходженням солей з поливними водами та з ґрунтовими розчинами під час літнього випаровування води з ґрунту. Водночас найбільшою мірою негативні наслідки солонцюватості (запливання, кіркоутворення) проявляються у весняний період після теплих вологих зим, коли солі вимито та їх концентрація нижча за поріг коагуляції.
Зі збільшенням вмісту поглинутих натрію й калію має місце перехід частки колощів у пептизований стан і, як наслідок, погіршення агрофізичних властивостей — структурного стану, будови, водопроникності, капілярності; посилення рухомості органічних речовин та погіршення якісного складу гумусу. З підвищенням ступеня солонцюватості посилюються зміни властивостей зрошуваних ґрунтів у негативний бік — зростає величина електрокінетичного потенціалу, ступінь пептизованості мулу, гідрофільності, трансформації та руйнації мінерального й органічного компонентів ґрунтів.
У кінцевому підсумку це призводить до помітного зниження їх родючості і продуктивності сільськогосподарських культур. При цьому припускають, що слабкий ступінь вторинної солонцюватості знижує врожай на 5—20 %, середній — на 20—30 та сильний — на 30—50 % і вище.
Розроблено й обґрунтовано (Балюк С.А. та ін., 2000) мінімальний комплекс діагностичних показників вторинної солонцюватості, що включає вміст обмінного натрію та калію й функціонально пов'язані з ними термодинамічні показники для різних груп ґрунтів за гранулометричним складом та протисолонцювальною буферністю (табл. 41). Бу-ферність ґрунтів проти осолонцювання визначається вмістом карбонатів кальцію та активністю іонів кальцію (табл. 42).
Таблиця 41
КЛАСИФІКАЦІЯ ҐРУНТІВ ЗА СТУПЕНЕМ ВТОРИННОЇ СОЛОНЦЮВАТОСТІ (ДСТУ 3866—99)
Таблиця 41
Таблиця 42
ГРАДАЦІЯ ҐРУНТІВ ЗА ПРОТИСОЛОНЦЮВАЛЬНОЮ БУФЕРШСТЮ
Таблиця 42
За даними гідрогеолого-меліоративної служби Держводгоспу України (1998, 1999), загальна площа зрошуваних солонцюватих ґрунтів досягає 800 тис. га. Основні їх масиви зосереджені в Донецькій (більше 80 % зрошуваних земель), Миколаївській (більше 60 %), Дніпропетровській (50 %), Одеській (близько 50 %) областях, де використовують поливні води з мінералізацією більше 0,8—1,0 г/л. В Автономній Республіці Крим та Херсонській області розповсюджені також природно-солонцюваті ґрунти.
Необхідність проведення хімічної меліорації зрошуваних ґрунтів зумовлена осолонцюванням (можливе одночасно із вторинним засоленням); агрофізичною деградацією і декальцинацією їх (внаслідок розвитку процесів розчинення й вилуговування резервів кальцієвих солей).
Характер впливу заходів хімічної меліорації на ґрунти проявляється через поліпшення складу ґрунтового розчину в напрямі нормалізації його реакції (рН), поліпшення співвідношення іонів солей у бік переважання нетоксичних катіонів та аніонів, що сприяє попередженню процесів деградації ґрунтів, а саме:
— підвищення вмісту в твердій та рідкій фазах ґрунтів кальцієвих солей перешкоджає процесу вторинного осолонцювання ґрунтів, їх декальцинації, погіршенню мінералогічного складу, виносу з ґрунту поживних мікро- і макроелементів, а також шкідливому впливу на рослини токсичних іонів;
— коагулювальний вплив кальцієвих меліорантів на мулисті частинки ґрунту через насичення кальцієм ґрунтового розчину і ГВК забезпечує підвищення ступеня агрегованості ґрунтових частинок, поліпшення складу структурних агрегатів ґрунту та їхньої ємності й водостійкості;
— поліпшується склад гумусу ґрунту (головним чином у бік підвищення фракції гумінових кислот, що пов'язані з кальцієм), знижується розчинність і рухомість гумусу;
— активізується корисна для сільськогосподарських рослин мікрофлора та зоофауна ґрунту.
Хімічну меліорацію зрошуваних ґрунтів України слід проводити за таких умов:
— за використання зрошувальних вод, що обмежено придатні (2-й клас) за небезпекою вторинного засолення, осолонцювання та підлуження ґрунтів (згідно з ДСТУ 2730);
— за зрошення й промивок від солей будь-якими водами первинно та вторинно засолених ґрунтів, а також за зрошування ґрунтів солонцевих, залишково солонцюватих, вторинно осолонцьованих, декаль-цинованих, що не скипають від соляної кислоти з ненасиченим на кальцій ГВК;
— у разі залягання підґрунтових вод глибше за критичну глибину від поверхні ґрунту.
Комплекси заходів хімічної меліорації та їх параметри залежать від конкретних ґрунтово-меліоративних та організаційно-господарських умов. Для визначення їх слід виконувати додаткові розрахунки економічної ефективності комплексу. До заходів хімічної меліорації зрошуваних ґрунтів України відносять:
— різні фізико-хімічні способи поліпшення якості обмежено придатних природних зрошувальних вод (2-й клас) згідно з ДСТУ 2730. Це, головним чином, обробка води кальцієвими меліорантами типу гіпсу, крейди, вапна, нітрату кальцію, хлористого кальцію та їхніми аналогами з відходів промисловості (фосфогіпс, карбонатні шлами, шлами з комплексним складом меліораційних солей). У результаті поліпшується не тільки якість води, а й ґрунту. Для хімічної меліорації лужних зрошувальних вод найчастіше застосовують мінеральні кислоти з відходів промисловості (переважно сірчана кислота, різні кислі солі), а для кислих — гашене вапно. В останні роки все частіше використовують і такий захід, як обробка води постійним електричним струмом, а також деякими хімічними речовинами, що комплексно діють на воду та ґрунт. Останні містять не тільки меліораційну речовину на зразок простих хімічних солей, а й поживні елементи, полімерні сполуки — структуроутворювачі ґрунту та стабілізатори водних суспензій меліорантів. Застосування таких нових меліорантів регламентовано спеціальними інструкціями;
— усі хімічні меліоранти, що використовуються для поліпшення якості зрошувальних вод, можна вносити в ґрунт безпосередньо в сухому вигляді, що здебільшого зумовлено економічними можливостями й доцільністю (відсутність води в неполивні періоди року, або відсутність потрібного для меліорації води устаткування тощо). Важкорозчинні у воді меліоранти типу крейдяних та вапняних шламів, а також меліоранти з недостатньою розчинністю (гіпс, фосфогіпс) за високих розрахункових доз рекомендується вносити з водою після спеціальної підготовки у вигляді стабільних водних суспензій. Якщо це неможливо з технічних причин, то такі меліоранти, а також природні вапняки, глинисті й піщані породи, мул, сапропелі, сірку, піритні недогарки тощо вносять безпосередньо в ґрунт (дози розраховують із запасом на 2—5 років зрошення);
— меліоративний глибокий обробіток грунтів (плантажних і ярусними плугами та фрезами) із винесенням на поверхню карбонатних та гіпсоносних суглинків і глин, що меліорують ґрунт. Інколи можна робити спеціальне насипання на поверхню ґрунту певного шару меліораційних порід (пісок, суглинок, глина), що привозять з найближчих кар'єрів. Під час вибору цих заходів керуються, насамперед, конкретними ґрунтовими умовами та економічною доцільністю.
Усі заходи хімічної меліорації, а особливо ті, що пов'язані із внесенням у поливну воду й ґрунт меліорантів з відходів промисловості, не повинні призводити до накопичення в ґрунті та підґрунт зони аерації, у ґрунтових і більш глибоких підземних водах, у водоймах та в рослинній продукції токсичних для людини, свійських і диких тварин речовин (вміст важких металів, фтору, радіонуклідів, нітратів, фосфорних та хлорних сполук, мікроелементів, пестицидів має відповідати спеціальним санітарним та екологічним нормам і правилам) [Інструкція..., 1993].
Встановлено, що найбільш поширеними у практиці гіпсовими меліорантами можна поліпшити до несолонцювальної (1-й клас за небезпекою осолонцювання) слабосолонцювальну воду із вмістом натрію та калію (сумарно) не більш як 5—8 мекв/л, а середньосолонцювальну воду — тільки до слабосолонцювальної (Балюк С. А. та ін., 2000).
Меліоративний ефект гіпсу (фосфогіпсу) може бути підвищений за рахунок застосування сірчаної кислоти, хлористого кальцію й нітрату кальцію, але в цьому випадку меліораційним фактором виступають хлор- і нітрат-іони.
У разі застосування меліорантів сумісно зі зрошувальною водою строки їх внесення обумовлені періодом проведення вологозарядкових, передпосівних і вегетаційних поливів. Надзвичайно важливо меліорувати воду в перші фази росту й розвитку сільськогосподарських рослин, а також у періоди найбільш сильного прояву агрофізичної солонцюватості ґрунту, що найчастіше трапляється рано навесні після рясних атмосферних опадів і танення снігового покриву. За проведення спеціальних промивних поливів, спрямованих на вилучення з ґрунтового шару надлишку токсичних і солонцювальних солей, хімічна меліорація води або ґрунту обов'язкова.
Якщо меліоранти вносять у ґрунт у сухому, вигляді, то під ярі культури роблять це після основного обробітку ґрунту. По зяблевій оранці меліорант використовують поверхнево із загортанням боронами з метою уникнення зносу дрібних часток меліоранту вітром. Як правило, рекомендують по зябу вносити меліорант восени, щоб ще до сівби в ґрунті відбулися певні хімічні процеси.
По оранці навесні вносити меліоранти важче через обмеження часу на її проведення. На посівах озимих зернових культур і багаторічних трав оптимальний термін для меліорації — зима і рання весна по таломерзлій поверхні грунту, до боронування. Якщо меліорант вносять щорічно, то всю норму реалізовують за один прийом, якщо в запас на два й більше років, то рекомендується поділити норму й рівними частинами меліорант вносити під оранку, культивацію й поверхнево під боронування. Внесення в запас широко практикують за наявності слаборозчинних хімічних меліорантів. Однак у такому разі поряд із позитивним ефектом (економія у витратах на внесення) є і негативний: протисолонцювальна дія меліорантів знижується внаслідок їх перерозподілу в нижні шари за щорічних глибоких обробітків ґрунту, а також через поступове карбонування гіпсу, що врешті-решт призводить до різкого зниження розчинності гіпсових меліорантів.

Ви бачите тільки 43% питання.

Текст смс:
kksg
на номер
4345

Щоб отримати доступ до матеріалів сайту надішліть смс з текстом kksg на номер 4345. Після цього введіть номер мобільного, з якого ви надіслали смс. Вартість смс — 3 грн.