Поиск

Влияние поливной воды на почвы и ландшафты
19.11.2015

Орошаемые поля представляют собою очень сложную антропогенную экологическую систему, которая включает следующие компоненты, тесно взаимодействующие между собою: сооружения, территорию, климат, воды, почвы, растения, животных и микроорганизмы, машины, удобрения, биоциды, программу действий человека и ее выполнение, урожай, отходы. Крестьянин, колхозник, фермер, агроном, инженер, исследователь, плановик, администратор и т.д. далеко не всегда представляют и удерживают в своем сознании все элементы этой крайне сложной системы, которая не только должна, подчиняясь управлению человека дать продукцию, но и эффективно функционировать дальше в новых циклах времени для производства биомассы и новых урожаев.
Оросительные агроэкологические системы значительно более "антропогенны" и сложны, чем агроэкосистемы сухого, неполивного земледелия или тем более пастбищные экосистемы. Они являются гигантскими островами (оазисами) в "море" степи или пустыни. Общие экологический и биогеохимический режимы оазисов и пустынь совершенно различны и даже противоположны. Тем не менее между ними возникает связь и сложное взаимодействие, в котором влияние (роль) основной территории, т.е. пустыни или полупустыни, продолжает сказываться в той или иной степени и форме. Это и проявляется порой в явлениях засоления почв, или в наступлении на поля подвижных песков, или в обесструктуризании и цементации почв. Вовлечение на исконно аридную территорию миллиардов кубометров воды и миллионов тонн взвешенного и растворенного материала не проходит бесследно для орошенной части и для большого периметра смежных ландшафтов. Особенно губительно это проявляется там и тогда, когда ученые, проектировщики, строители, эксплуатационники и земледельцы допускают ошибки в понимании природных процессов и в оценке последствий тех или иных непродуманных мероприятий. Непредвиденные отрицательные последствия могут сказаться буквально на всех элементах природной среды как в виде бурных изменений, протекающих на главах в дни и недели, так и в накоплении длительных малозаметных изменений в гидрогеологии массива, в геохимии солей, в литологии и рельефе, в минералогии и биохимии почв и ландшафта.
Поливная вода не является дождевой и тем более дистиллированной. Вода рек, водоемов, артезианских бассейнов всегда является раствором соединений: в одних случаях разбавленным (горные ручьи и реки с концентрацией 0,1-0,4 г/л), в других случаях -слабоконцентрированным испарением или транспирацией (до 1-3 г/л) или, наконец, сильноконцентрированным вследствие растворения осадков солей, внедрения морских рассолов, интенсивного испарения (до 5-8 г/л). Природные воды всегда несут растворенное органическое вещество, и чаще других его форм - относительно агрессивные малополимеризованные растворы типа фульвокислот. Вода всегда (особенно при низких температурах) насыщена газами (CO2, O2, иногда H2S и CH4).
Вода, даже самая пресная и чистая, вообще является сложным и таинственным соединением кислорода, водорода, разного изотопного состава, разной степени полимеризации с готовыми тетраэдрами и группами ОН и Н, способными разрушать кристаллические решетки минералов и замещать в них металлы и тетраэдры кремния и кислорода. Тем более агрессивны слабо- и среднеминерализованные щелочные природные воды рек, озер, подземных бассейнов. Поливные воды являются сильными и сложными химическими реактивами, вступавшими в длительные и много лет повторяющиеся разнообразные химические и физико-химические реакции с минералами почв, их водными растворами и коллоидными соединениями, с органическим веществом почв и внутрипочвенной биомассой. Сложность этих реакций усугубляется тем, что они протекают при постоянно повторяющихся разбавлениях почвенных растворов (поливы) и их концентрировании вследствие испарения и транспирации. При этом концентрация поливной воды в почве увеличивается в десятки раз, выражаясь в самых лучших и не засоленных почвах величинами 5-7 г/л. В слабозасаленных почвах концентрации почвенных растворов достигают даже 15-25 г/л. А влага сильнозасаленных почв имеет концентрации солей до 75-150 г/л, т.е. в тысячи раз более высокие, чем концентрации нормальных речных вод;
Пока еще уровень наших знаний о взаимодействии пресных и маломинерализованных вод с орошаемыми почвами крайне низок. Ho мы уже можем представить, что орошение аридных почв пресными водами, и тем более щелочными или слабосолоноватыми вводит в почвенные процессы новый весьма активный и крайне переменный механизм глубоких изменений прежней водно-физической, геохимической и биологической динамики. С одной стороны, при этом исключается губительность засух и биологическая бесплодность (или низкая продуктивность; пустынь и мы получаем высокие урожаи ценных культур, продовольствия, кормов, с другой - не всегда созданная человеком поливная агроэкосистема сохраняет стабильность. Отдельные ее компоненты не сразу приспосабливаются к новым условиям, например местные, сухолюбивые сорта растений. Наблюдаются случаи отрицательных явлений. Известны катастрофические осложнения (заболачивание, просадка, эрозия, векторные болезни). Ho все эти явления и процессы находятся в руках человека, они могут быть предусмотрены и заранее исключены. Или же их можно и нужно устранять на существующих оросительных системах на основе данных научных исследований и опыта.