Зайдельман Ф.Р. Мелиорация почв

Подождите немного. Документ загружается.

среду и гидрогеологические условия, животный и растительный

мир,

поверхностные и грунтовые воды.

Таким образом, мелиорация почв — необходимый элемент

земледелия на территории практически всех природных зон стра-

ны.

Она эффективна только на фоне культурного земледелия и

в этом случае является важным фактором повышения плодоро-

дия, продуктивности и рентабельности почв. Ее преимущества

проявляются при использовании мелиорированных почв заинтере-

сованным в конечном продукте землепользователем. Это основной

критерий при оценке роли мелиорации в развитии агропромыш-

ленного комплекса. Вместе с тем правильно построенные мелиора-

тивные системы в руках незаинтересованного и неподготовленного

землепользователя оказываются обычно малоэффективны и нерен-

табельны. В такой ситуации наиболее часты случаи экологических

ошибок.

Следует, однако, подчеркнуть, что, несмотря на длительную

историю развития, мелиорация почв в России все еще находится

на начальном этапе становления. Так, по данным МКИД (Между-

народного комитета по ирригации и дренажу), в США, Германии,

Голландии — странах, успешно решивших свои продовольствен-

ные проблемы, — в настоящее время мелиорировано соответст-

венно 60, 50 и 85% сельскохозяйственных земель. В Российской

Федерации на 1993 г., поданным Министерства сельского хозяйст-

ва, из общей площади сельскохозяйственных угодий мелиорирова-

но 11,1 млн га (орошение — 6,1, осушение — 5 млн га), или

5,3%

общего массива сельскохозяйственных угодий. На нем про-

изводится, однако, 15% всей продукции растениеводства, в том

числе весь рис, 75% овощей, четверть грубых кормов и др. Мелио-

рированные почвы обеспечивают стабильность аграрного произ-

водства.

В настоящее время складываются благоприятные условия для

повышения культуры земледелия, производительности труда и про-

дуктивности сельского хозяйства, совершенствования экономиче-

ской взаимосвязи между землепользованием и государством. В та-

ких условиях мелиорация становится необходимым и важным эле-

ментом культурного земледелия. Задача заключается в том, чтобы

неуклонно повышать уровень этой культуры и обосновать целесо-

образность использования мелиорации. В этой связи особое значе-

ние приобретает создание совершенных мелиоративных сис-

тем. Существуют различные определения понятия «совершен-

ная мелиоративная система». Ряд авторов считают, что при

совершенной системе применяются наиболее современные строи-

тельные материалы, механизмы или такие системы, которые обес-

печивают получение максимальных урожаев, прибыли и т.д. Эти

определения, однако, страдают известной неполнотой. Поэтому

здесь и далее совершенной мелиоративной системой (со-

вершенным способом мелиорации) мы будем называть такую сис-

тему, которая позволяет при минимальных затратах получать мак-

симальную прибыль, обеспечивая экологическую сохранность аг-

роландшафта и непрерывное повышение плодородия мелиориро-

ванных почв.

Уровень жизни общества, удовлетворение его важнейших по-

требностей, потенциал государства самым тесным образом связаны

с состоянием сельскохозяйственного производства. Важнейшим

условием развития и подъема сельского хозяйства является мелио-

рация почв в условиях экологически сбалансированного культур-

ного ландшафта.

1.1.3. ЗАДАЧИ КУРСА «МЕЛИОРАЦИЯ ПОЧВ»

ДЛЯ ПОЧВОВЕДОВ И КРАТКАЯ ИСТОРИЯ

ЕГО СТАНОВЛЕНИЯ

«Мелиорация почв»

—

курс лекций, который знакомит студен-

тов с современными и перспективными инженерными способами

мелиорации (гидротехническими, агромелиоративными, лесоме-

лиоративными и др.), принципами расчета мелиоративных меро-

приятий и систем. Он направлен на то, чтобы раскрыть внутрен-

нюю взаимосвязь между конкретными инженерными мелиоратив-

ными решениями и генетическими особенностями почвенного по-

крова. Изучение этих вопросов с каждым годом приобретает все

большую актуальность в связи с непрерывным процессом увеличе-

ния площади мелиорированных почв в стране, внедрением новых

приемов мелиорации, глубоким изменением свойств и режимов

почв под влиянием мелиорации. Почвовед должен понимать при-

чинную связь происходящих изменений в природной обстановке

под действием мелиоративных мероприятий, грамотно оценивать

их последствия, представлять возможные пути оптимизации режи-

ма и свойств почв.

Курс лекций «Мелиорация почв» в системе университетско-

го образования для почвоведов был введен в учебный процесс

сравнительно недавно. Его становление и развитие происходи-

ли преимущественно в стенах Московского университета на протя-

жении последних 50 лет и связаны прежде всего с трудами профес-

соров Д.Г. Виленского, В.А. Ковды, Н.А. Качинского, С.А. Влады-

ченского.

Д.Г.Виленский впервые в 1934 г. приступил к чтению курса

«Мелиорация почв» для студентов-почвоведов почвенно-географи-

ческого факультета Московского университета. Он выполнил ряд

интересных исследований по генезису и мелиорации солонцов и

засоленных почв, индикационной геоботанике, агропочвенному

районированию, генезису и классификации пойменных почв. Ши-

рокой известностью пользуется его концепция об аналогичных ря-

дах почв.

В.А. Ковда читал курс лекций «Мелиорация почв» с 1939 по

1941 г. для студентов почвенного отделения геологического факу-

льтета МГУ. В.А. Ковда

—

автор фундаментальной двухтомной мо-

нографии «Происхождение и режим засоления почв», за которую

ему была присуждена Государственная премия. В.А. Ковда

—

ини-

циатор издания и главный редактор «Международного руководства

по орошению и дренажу аридных засоленных и щелочных почв»,

опубликованного ЮНЕСКО в 1969 г. Он изучил устойчивость раз-

личных растений к различному типу и уровню засоления, предло-

жил (совместно с А.Ф. Большаковым) эффективный способ само-

мелиорации солонцов, вел активную борьбу за внедрение в практи-

ку орошаемого земледелия СССР дренажа для предупреждения и

ликвидации вторичного засоления почв, развил концепцию рацио-

нальной мелиорации почв степной зоны.

Интенсивное мелиоративное строительство в восточных райо-

нах страны в военный период и необходимость совершенствования

и развития мелиорации почв в будущем обусловили целесообраз-

ность подготовки почвоведов, специализирующихся в области ме-

лиорации почв.

Н.А. Качинскнй в 1943 г. создал самостоятельную кафедру фи-

зики и мелиорации почв при геолого-почвенном факультете МГУ.

Он составил первую программу курса «Мелиорация почв» и читал

лекции по мелиорации почв с 1943 по 1955 г. В этот период еще от-

сутствовали специальные учебные пособия по мелиорации для

почвоведов. В процессе обучения в основном использовался учеб-

ник А.А. Черкасова, написанный

для студентов агрофака ТСХА и

других сельскохозяйственных ву-

зов.

Н.А. Качинский (рис. 9) раз-

работал принципы агрофизиче-

ской характеристики почв для

обоснования проектов мелиора-

ции, выполнил обширные поч-

венно-мелиоративные исследова-

Рис.

9. Профессор КАЧИНСКИЙ

Никодим Антонович (1894-1976)

Почвовед-физик и мелиоратор. Создал в

1943

г. кафедру физики и мелиорации почв в

Московском государственном университете

им.

MB. Ломоносова, читал лекции по ме-

лиорации почв с 1943 по 1955 г. Разрабо-

тал оригинальные аналитические и поле-

вые методы изучения почв в мелиоратив-

ных целях. Предложил способы агролесо-

мелиорации почв в Поволжье и Заволжье

ния в Поволжье, Заволжье, на Дальнем Востоке и Урале. За моно-

графию «Агрофизическая характеристика почв Центрального Ура-

ла» удостоен премии имени

В. В.

Докучаева АН СССР. Он автор

многих актуальных методов исследования физических свойств

почв,

нашедших широкое применение в мелиоративной практике.

Перу Н.А. Качинского принадлежат крупные работы в области аг-

рофитомелиорации почв сухостепной зоны.

С.А. Владыченский

—

профессор кафедры физики и мелиора-

ции почв

—

разработал курс лекций «Сельскохозяйственная мелио-

рация почв» и читал его для студентов почвенного отделения био-

лого-почвенного факультета МГУ с 1955 по 1968 г. Он написал

первый учебник для студентов-почвоведов «Сельскохозяйственная

мелиорация почв» (1964), а также учебное пособие «Практические

занятия по мелиорации почв» (1960). С.А. Владыченский (рис. 10)

выполнил значительные работы по почвенно-мелиоративной оцен-

ке дельт, пойм, речных долин, территорий, тяготеющих к искусст-

венным водохранилищам. Им были начаты исследования по оцен-

ке эволюции подтопленных и затопленных почв в зонах влияния

водохранилищ и в пределах их акваторий.

В последующие годы (1968, 1969) курс лекций «Мелиорация

почв» вела доцент В.Е. Кореневская. С 1970 по 1985 г. лекции по

«Мелиорации почв» читались В.Е. Кореневской и профессором

Ф.Р. Зайдельманом, а с 1985 г. по настоящее время — автором

учебника.

Основную задачу при чтении этого курса автор видит в том,

чтобы ознакомить студентов с современным состоянием и перс-

пективами развития мелиорации, показать органическую связь

разработанных способов мелиорации со свойствами и режимами

почв,

обусловленными их гене-

зисом и составом.

Вместе с тем в курсе «Мелио-

рация почв» основное внимание

Рис.

10. Профессор

ВЛАДЫЧЕНСКИЙ Сергей

Александрович (1908—1968)

Почвовед-гидролог и мелиоратор. Читал

курс лекций по мелиорации почв в Мос-

ковском государственном университете

им.

М.В. Ломоносова с 1955 по 1968 г.

Автор первого учебника для студентов-

почвоведов «Сельскохозяйственная ме-

лиорация почв» и учебного пособия

«Практические занятия по мелиорации

почв». Разработал учение об эволюции

почв в зонах влияния равнинных водо-

хранилищ разных природных регионов

страны, исследовал закономерности фор-

мирования засоленных почв

3 - 2099

сосредоточено на инженерных аспектах мелиорации. Этим рас-

сматриваемый курс существенно отличается от другого курса по

вопросам мелиорации, который читается автором для студентов

университетов в виде спецкурса при их более узкой специализа-

ции

—

«Экологические основы мелиорации почв и ландшафтов».

В последнем основное внимание сосредоточено на свойствах и ре-

жимах почв как непосредственного объекта мелиорации. Здесь

значительно более детально рассматриваются взаимосвязи генети-

ческих факторов почвообразования и способов мелиорации; вто-

ричная эволюция мелиорированных

почв в

условиях агроландшаф-

та; экологические вопросы, обусловленные мелиорацией почв,

а также методология и методы изучения почв в мелиоративных

целях.

Курс «Мелиорация почв» приобретает особенно важное значе-

ние в общей учебной программе подготовки почвоведов в настоя-

щее время. Несомненна и его актуальная роль в обозримой перс-

пективе в связи с активным участием почвоведов в охране окружа-

ющей среды, мониторинге, решении задач сельскохозяйственного

производства, лесного и водного хозяйств, общего почвоведения и

других естественных наук. Актуальность этой дисциплины обу-

словлена и

тем,

что почвоведение постепенно становится наукой о

почвенном покрове Земли, интенсивно измененном активной ант-

ропогенной деятельностью. Мелиорация почв в этом процессе

является одной из важнейших причин происходящих изменений,

понять и управлять которыми невозможно без их всестороннего и

глубокого анализа.

ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

И ЭЛЕМЕНТЫ ВОДНОГО РЕЖИМА

ПОЧВ КАК ОСНОВА ПРОЕКТИ-

• РОВАНИЯ МЕЛИОРАЦИИ

Поскольку почвы

—

непосредственный и часто единственный

объект мелиорации, то для рационального применения мелио-

ративных мероприятий необходим прежде всего всесторонний

анализ факторов почвообразования. По В.В. Докучаеву, почвы

формируются под влиянием следующих пяти факторов: климата,

материнских горных пород, рельефа, растительности и животного

мира, возраста страны. Каждый из пяти факторов играет важную

роль в выборе наиболее целесообразных мелиоративных решений.

Факторы почвообразования определяют метод или принципиа-

льную направленность мелиоративных решений на оптимизацию

свойстви режимов почв и в значительной мере способ мелиора-

ции, т.е. состав конкретных инженерных мероприятий.

2.1.

КЛИМАТ

Климат территорий определяет общую направленность мелио-

ративных мероприятий. Она обусловлена рядом гидрологических,

термических и других параметров. Поскольку гидромелиоративные

мероприятия прежде всего влияют на водный режим почв, особое

значение приобретает количественная характеристика увлажненно-

сти территории. С этой целью используют гидротермические коэф-

фициенты. Впервые такой способ оценки климатических парамет-

ров был предложен выдающимся почвоведом-гидрологом Г.Н. Вы-

соцким и затем применен для мелиоративной практики А.Н. Костя-

ковым. По величине коэффициента влагообеспеченности

А.Н.

Кос-

тяков предложил дифференцировать европейскую часть страны на

избыточно влажную, неустойчивую и недостаточно увлажненную

зоны.

Коэффициент влагообеспеченности, по А.Н. Костякову, опре-

деляется следующим уравнением:

ц-Р

з*

где ц

—

единица минус коэффициент стока; Р

—

осадки, мм; Е

—

испаряемость, мм.

Коэффициентом стока называют отношение объема

поверхностного или грунтового стока к объему атмосферных осад-

ков,

выпавших на данную территорию за то же время.

Испаряемость

—

это количество влаги (мм), которое ис-

паряется с открытой водной поверхности за определенный проме-

жуток времени в данных климатических и погодных условиях. В

избыточно влажной, неустойчивой и недостаточно влажной зонах

коэффициенты влагообеспеченности, по А.Н. Костякову, равны

соответственно > 1,2;

1,2-0,8

и < 0,8.

Г.Т. Селянинов предложил оценивать увлажненность террито-

рии значениями гидротермического коэффициента:

К - —

"Г-10'

где Р

—

сумма осадков; Т

—

сумма температур выше 10° за вегета-

ционный период. В общем виде, по Г.Т. Селянинову, при значени-

ях К

> 1,5 необходимы осушительные мелиорации, при 1—1,5 та-

кие мелиорации не требуются; значения К^ в интервале

1,0—0,5

указывают на необходимость улучшения водного режима агротех-

ническими приемами обработки почвы; значения коэффициента

менее 0,5 свидетельствуют о необходимости орошения.

Н.Н. Иванов рекомендует характеризовать климатические и

гидрологические условия с помощью коэффициента увлаж-

нения КУ:

КУ

где Р

—

осадки за год, Е

—

испаряемость (сумма по месяцам).

Месячная испаряемость рассчитывается по формуле

=0,0018(25

-(Ю0-а),

где t

—

средняя месячная температура воздуха; а

—

средняя месяч-

ная относительная влажность воздуха.

В различных природных зонах коэффициент увлажнения, по

Н.Н. Иванову, имеет следующие величины:

пустыни < 0, 1

полупустыни

0,1—0,2

сухие степи

0,2—0,3

степи

0,3—0,5

северные степи

0,5-0,7

лесостепи

0,7-0,9

Д.И. Шашко для характеристики естественной увлажненности

предложил использовать отношение годовых осадков к годовой

бов служит изолиния сумм активных температур (выше 10°С) —

1200° (1000°

—

на востоке). Северной границей рисосеяния служит

изолиния сумм температур 3000°. Граница хлопководства соответ-

ствует изолинии сумм температур 4000°. Следует отметить опреде-

ленную условность этих границ, так как локальные условия могут

определять целесообразность применения мелиоративных меро-

приятий и в тех случаях, когда температурные особенности клима-

тического пояса, казалось бы, полностью исключают целесообраз-

ность применения мелиорации для ведения сельскохозяйственного

производства в открытом грунте. Так, в конце 70-х—80-х годах была

показана возможность и целесообразность выборочного осушения

в тундре почв на донных отложениях непроточных озер термокар-

стовых депрессий (аласов) и возделывания здесь высокопродуктив-

ных злаковых лугов. Такие луга в последние годы были созданы,

например, в Анадырской тундре (рис. 12). На их основе оказалось

возможным вести в ограниченных масштабах устойчивое молочное

животноводство, полностью обеспеченное грубыми кормами мест-

ного производства.

Климатические условия, приток солнечной энергии в разных

широтах лимитируют продуктивность сельскохозяйственных куль-

тур и определяют целесообразность применения мелиоративных

мероприятий. К.А. Тимирязев установил, что растение может ис-

пользовать только ту часть солнечного света, которую поглощает,

т.е.

около 20-30%. Однако, как показывают опытные данные, эта

Рис.

12. Луга на осушенных почвах аласа Александра.

Уборка на сено многолетнего злака арктофилы рыжеватой в Анадырской тундре,

Чукотка

Х1ЧН

-жвга

он

-ьохпдси

хин

-НЭНЖВ1Г

-aXXiron

хиаишпХэ

-ecjbroii

хин

-ИШПЛЭВЕ

хихЪ

*Ч*,

а,!

о"

«4S

о'

о"

•ч-

о"

со

го

0,1

ГЧ

о*

о"

со