Агротехнологии орошаемого землепользования при дождевании

Введение

Агропроизводство на орошаемых землях является значимым фактором успешности землепользования в решении задач продовольственной безопасности, импортозамещения и обеспечения населения отечественными продуктами питания [1-6]. По данным Росреестра на 01.01.2017 г. орошаемые сельхозугодья  занимают 4,67 млн га, или около 2,1% общей площади сельхозугодий страны. C указанных площадей получают: зерна (включая рис)– 2,536 млн т (или порядка 2%), овощей — 3,632 млн т (или 19 % общего объема производства), кормов — 4,869 млн к.е (или 26 % объема производства в целом) и 0,7 — млн т прочих культур [6].

Вместе с тем  на мелиорированных землях России в 1990 году производилось до 30 % продуктов питания, из которых 26,5 млн т к. ед. кормов (или 40 % общего объема производства), весь валовый объем риса, около 6 млн тонн зерна (5 % общего объема), 5,4 млн тонн овощей (52,3 % общего объема). Этот объем продукуции  обеспечивали 11,5 млн га селиорируемых земель, из которых 5,4 млн га приходилось на долю орошения.

Орошение, устраняя ограничивающее воздействие влаги на продуктивность сельхозугодий, создает для фитоценозов рациональный водный режим, что, в свою очередь, требует формирования специализированной агротехнологии возделывания сельхозкультур [7-9].

Начиная с 2014 г.  реализуется ФЦП  «Развитие мелиорации земель сельскохозяйственного назначения России на 2014-2020 годы» (постановление Правительства Р Ф от 12.10.2013 No 922), направленная на увеличение потенциала орошаемых сельхозугодий и оросительных систем. Сложившиеся в стране земельные отношения предполагают приоритет децентрализации управления сельскохозяйственной сферой и повышение роли хозяйствующего субъекта в эффективности используемых сельхозугодий. В связи с этим появился значительный класс сельхозтоваропроизводителей, не имеющих специального образования, необходимых знаний и требующегося опыта для принятия адекватных и своевременных решений.

В отсутствии у сельхозтоваропроизводителя должной культуры землепользования,  севооборотов, внесения нормативного объема удобрений и средств химизации, соблюдения оптимальных режимов полива и назначения специальных мелиоративных мероприятий (дренаж, промывка) орошение  приводит к снижению, вплоть до полной потери, плодородия из-за вторичного засоления, что, прежде всего, связано с подъемом  грунтовых вод [10-11].

В ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А. Н.  Костякова» выполнен анализ действующих подходов к формировании  и реализации операций  предупреждения вторичного засоления и проведения влагозарядко – опреснительных поливов на дождевании и определены их отличительные свойства, неукоснительный учет которых способствует устойчивости производства продукции на мелиорируемых землях.

Наличие систематизированных результатов многочисленных производственных исследований и практического опыта применения эффективных агомелиоративных технолгий на поливе представляет мощный инструментарий для консалтинга специалиста – практика в организации конкретной программы по управлению водно –солевым режимом орошаемых севооборотов в реальных условиях. В этой связи популяризация существующих достижений, акцентирование внимания на имеющихся трудностях и выявление их в практической деятельности сельхозтоваропроизводителей — актуальная задача совершенствования культуры поливного землепользования, решение которой  будет способствовать обеспечению благоприятной мелиоративной ситуации и, как следствие, высокой продуктивности сельхозкультур на фоне экологического благополучия агроландшафта.

Объекты и методы исследований

Объектом исследования являются агротехнологи и системы земледелия, предметом – особенности элементного состава агромелиоративных технологий на поливе. Базовый метод исследований, выполненных НИР, представлен информационно – аналитическим подходом, обеспечивающим анализ и синтез собранных, систематизированных и структурированных требуемым образом материалов, освещающих  процессы, мероприятия и технологии предупреждения вторичного засоления и проведения влагозарядко – опреснительных поливов на дождевании

Результаты и обсуждение

В составе НИР изучены материалы теоретических и экспериментальных работ научно-исследовательских и производственных организаций, экспертных оценок нормативных и научно-методических  документов, труды зарубежных и отечественных ученых в области отличительных особенностей технологий и технических средств землепользования на поливе, подлежащих учету при разработке, внедрении и использовании.

Изучение и анализ опыта  землепользования на поливе показали, что для защиты от перемещения и складирования солей в верхних горизонтах  почвы действенны ниже представленные агротехнические и гидромелиоративные операции [2, 11-14]:

— формирование и сохранение мелкокомковатой структуры почвы, снижающей  капиллярное поднятие грунтовых вод и испарение почвенной влаги;

— послеполивное рыхление пахотного горизонта, оказывающего действие аналогичное формированию мелкокомковатой структуры почвы;

— устройство лесных полос по длине  оросительных каналов, снижающих потери  почвенной влаги на испарение и грунтовые воды за счет использования  фильтрующейся  из каналов воды;

— выравнивание  площади полива, исключающей  вымочку понижений и подъем  грунтовых вод;

— сокращение  фильтрации воды  из каналов и  непроизводительных сбросов  ее  при поливах;

— выполнение принципов  нормированного водопользования на основе  данных мониторинга  мелиоративного состояния орошаемого клина  и качества поливной воды для поддержания безопасного уровня залегания  грунтовых вод;

— наличие дренажа, обеспечивающего  снижение близко расположенных от поверхности высоко минерализованных грунтовых вод;

— возделывание  солеустойчивых сельхозкультур  и культур, повышающих плодородие орошаемых земель, что способствует улучшению состава и структуры пахотного горизонта, росту его водопроницаемости и снижению риска засоления корнеобитаемого слоя почво -грунтов.

В множестве  превентивных операций  по защите от засоления  и операций по его ликвидации важен принцип  комплексности  внедрения указанных  операций, как  и перманентность эксплуатационных мероприятий на оросительных системах. К последним относится: рационализация техники полива;  исправность  оросительной сети и сооружений,  удаление из водопроводящей сети излишков воды в паводок, после поливов и при авариях на оросительной сети [15-23].

Выявлена перспективность ресурсосберегающей технологии использования дождевальной техники для влагозарядки, рассоления и предупреждения вторичных процессов засоления и осолонцевания [2]. Первоочередной задачей влагозарядко-опреснитель-ных поливов является перодическое перемещение растворимых солей в более глубокие слои почвы. Не менее важно обеспечить профилактику накопления токсичных солей, привносимых в активный корнеобитыемый слой почвы с оросительной водой.

Влагозарядко-опреснительные поливы проводятся на площадях, отведенных в севообороте под культуры с глубокой корневой системой, положительно отзывающиеся на «влагозарядку» (озимые зерновые, травы и пр.), или на полях с пожнивными культурами, для которых влагозарядко-опреснительный полив является предпосевным или послепосевным. Указанные поливы не исключают вегетационные поливы, а дополняют их.

Влагозарядка проводится на фоне дренажа или при достаточно глубоком уровне  грунтовых вод. В последнем случае некоторое увеличение скорости поднятия их уровня перекрывается положительным эффектом от перемещения солей в свободную емкость почвы за пределы корнеобитаемого слоя при влагозарядко-опреснительном поливе. На участках дождевания создаются благоприятные условия для механизированного проведения влагозарядко-опреснительных поливов, такие как достаточно равномерное распределение поливной нормы по площади при высокой производительности труда.

.Для обеспечения необходимой величины скорости инфильтрации воды и ликвидации поверхностного стока дополнительно рекомендуются агромелиоративные приемы, входящие в мелиоративную подготовку почвы перед проведением полива. В зависимости от особенностей почвенного покрова, строения почвенного профиля, водного режима почвогрунтов для мелиоративной подготовки почвы следует применять плантажную или ярусную вспашку, глубокое объемное рыхление на заданную глубину в сочетании с зяблевой пахотой, устройство микролиманов (микро-чеков), прерывистое бороздование поверхности, лункование, кротование и др. приемы влагонакопления в почве [2].

Выбор вида вспашки определяется мощностью надсолонцового, солонцового и солевых горизонтов, глубиной залегания солевого горизонта и содержанием гипса и карбонатов в различных горизонтах оборачиваемого вспашкой слоя.

Рыхление проводится после планировки и выравнивания поверхности поля. На участках, где выполняется влагозарядко-опреснительные поливы, выявлена  целесообразность выравнивания поверхности длиннобазовыми планировщиками. На землях с капитальной планировкой роль планировщиков-выравнивателей сводится к устранению неровностей, возникающих от вспашки «в свал» или «в развал”, а также от усадок или просадок при орошении. Работу механизмов ведут под углом 45 к направлению вспашки.

На участках без предварительной капитальной планировки планировщики-выравниватели целесообразно использовать систематически для постепенного выравнивания поверхности. На черноземах, каштановых и луговых почвах не следует допускать срезки более 5 см за год.

Результаты исследований свидетельствуют, что орошение почв, предрасположенных к осолонцеванию, без химической мелиорации ведет к образованию в почве соды, и, как следствие, к потере урожая до 30-50% . Создание промывного режима в заданном почвенном горизонте  при влагозарядко-опреснительном поливе обеспечивает вынос продуктов обмена химмелиоранта с почвой и, таким образом, повышает эффективность действия химического мелиоранта.

Объединение  водоподачи  с добавкой  химических мелиорантов способствует повышению действенности  применения  сернокислого железа, гипса, фосфогипса на солонцах и солонцеватых почвах [2, 24]. Их добавка  улучшает  водно-физические показатели плодоролодия почвы, что, в свою очередь,  повышает продуктивность  возделываемых культур.

Выявлено, что при добавке  фосфогипса на поливе  его эффективность возрастает  примерно до З раз. Продуктивность возделывания  кукурузы на зерно на темно-каштановых солонцеватых почвах при добавке с поливной водой  фосфогипса из расчета 0,5 т/га повышается на 23%, а при совмещении его внесения с аммиачной селитрой – на 35%. При получении люцерной сернокислого железа с поливной водой продуктивность  смеников  возрастает  на 60%, а зеленой массы – на 36%.

Эффективность химических мелиорантов повышается в соответствии с тщательностью перемешивания их с почвенной массой солонцового горизонта и получением агроценозами органики (навоза, компостов, запаханных сидератов). Исследования, проводимые ВНИИГиМ, установили, что действенность гипсования на поливе  повышается с  внесением кислот и минеральных удобрений.  В  рассматриваемых  конкретных условиях селхозпроизводства не исключается сочетание поверхностно-самотечного распределения воды с дождеванием, если это возможно и целесообразно по природным и хозяйственным условиям.

Изучение и анализ действующих направлений растениеводства на орошении по снижению опасности вторичного засоления выявил следующие характерные недостатки [11-13, 23-25]:

— перенасыщение севооборотов зерновыми злаками в ущерб реализации принципа плодосмена;

— сокращение площадей посевов многолетних трав, в первую очередь бобовых, отказ от возделывания промежуточных культур и посевов сидератов;
— отсутствие должного согласования операций возделывания  почвы с особенностями организационной  структуры и  условиий функционирования агроландшафта;

— несовершенство технологий внесения удобрений и средств химизации;
— игнорирование операций агролесомелиорации и несовершенство их здания и осуществления;

— экономическая направленность процедур организации территории, базирующейся на принципе прямолинейности, при минимуме проектов организации территории по горизонталям местности.

Выводы

Проведенные исследования со всей очевидностью показали, что проблема повышения эффективности агротехнологий возделывания сельскохозяйственных культур при дождевании ждет решения задач совершенствования теории и практики создания и повсеместного внедрения операций по борьбе с засолением и осолонцеванием почв и инновационных технологий внесения удобрений.