Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Развитие процессов засоления почв на неорошаемой пашне в условиях Павлодарской области и приёмы их предотвращения

Впервые исследованы сложные внутрипочвенные процессы на неорошаемой пашне, в результате установлены причины и механизмы вторичного засоления почв в рамках применения традиционных агроприёмов возделывания полевых культур. В связи с этим выработаны новые  концептуальные подходы для построения более совершенной системы агротехнологий, предотвращающие развитие на пахотных  землях  опасных  деградационных  процессов  и  на  этой  основе  обеспечивающие подъём в развитии отрасли растениеводства и связанных с ней других отраслей сельскохозяйственного производства. 

На неорошаемых пахотных землях Павлодарской области происходят весьма опасные деградационные процессы, связанные с вторичным засолением почв. Эти процессы остаются малоизвестными и поэтому не изучены как в Казахстане, так и в странах бывшего Союза. Хотя данная проблема весьма актуальна для Республики и для других стран мира, имеющих большие площади пахотных земель в засушливом  поясе,  где,  как правило, близко  к верхним  слоям  почвы размещаются в той или иной форме токсичные соли. Так, ученые и специалисты Канады и США отмечают значительное развитие процессов засоления в условиях неорошаемой пашни на Северо-американском континенте. Для их территорий характерным является близкое расположение к дневной поверхности минерализованных грунтовых вод, что является источником засоления пахотных земель,  особенно сильно проявляющиеся, когда поле остаётся под паром [1].

Исследования этих вопросов проводились нами в связи с обнаружением их активного развития на южных карбонатных черноземах региона [2-3]. Результаты проведённых работ  показывают, что процессы вторичного засоления почв в неорошаемых условиях развиваются совершенно по другим закономерностям в сравнении с проявлением их на орошаемых землях. В частности, отличительной особенностью здесь, помимо отсутствия орошения, является и отсутствие участия в их проявлении минерализованных грунтовых вод, что также отличает развитие этих процессов в наших условиях и от американского варианта, так как грунтовые воды в регионе залегают на глубине более 13 м и они не влияют на внутрипочвенные процессы. Кроме того, на неорошаемой пашне процессы засоления почв идут не скоротечно, а имеют постепенно нарастающую динамику. Поэтому в начальные годы развития они остаются незаметными. Негативное действие их накапливается по принципу кумуляции. Отрицательное воздействие этих процессов на плодородие почв и урожайность возделываемых культур можно заметить только по истечении продолжительного периода. Причем, в течение этого периода,время от времени наступают благоприятные по осадкам годы, когда происходит значительное разбавление в почвенном растворе концентрации накопленных солей, что приводит к резкому повышению урожайности полевых культур. Этим объясняется сложность их обнаружения и скрытность протекания  данных  процессов  в  почвах.  Поэтому  они  до  сих  пор  оставались  не     обнаруженными и малоизвестными в мире. Но на неорошаемой пашне однажды появившиеся соли затем не уменьшаются и не промываются в глубокие горизонты. Это обусловлено, с одной стороны, тем, что в применяемой в настоящее время системе агротехнологий не предусмотрены меры по противодействию процессам засоления почв, с другой – низкими объёмами летних осадков в засушливых регионах, которые даже в редкие благоприятные годы промачивают только 30-35 сантиметровый слой почвы. В связи с этим после благоприятных годов с наступлением обычных условий концентрация токсичных солей в почвенном растворе опять восстанавливается и отрицательное воздействие их вновь становится высоким. Поэтому прогрессирующий кумулятивный эффект накапливаемых солей в почвах впоследствии приводит к существенному снижению урожайности выращиваемых культур, даже в средние по осадкам годы. С годами действие такого эффекта ещё в большей степени возрастает, в конечном счете, результаты их, по- существу, ведут к широкомасштабной экологической катастрофе в регионе.

Таким образом, на неорошаемой пашне развитие процессов засоления и осолонцевания имеет однонаправленный характер в сторону постоянного увеличения их отрицательного воздействия на плодородие почв и урожайность выращиваемых культур, одновременно - повышения затратности производства.

Исследованиями выявлено, что источником засоления почв на пахотных землях региона является высокозасоленная и высокоосолонцованная материнская порода, близко расположенная к дневной поверхности. В этих условиях развитие процессов засоления почв обусловлено взаимодействием природных и антропогенных факторов в течение длительного периода на фоне засушливого климата. Природные факторы вытекают из особенностей динамики почвенной влаги на пашне в засушливых условиях  и  свойств  солей,  содержащихся  в  почвообразующей  породе.  Известно,  что  в       регионах с непромывным  типом  водного  режима,  куда  относится  и  регион  проведения  наших  исследований, в весенний период в почвах преобладают нисходящие токи воды, переходящие летом в восходящие. Эти процессы на неорошаемой пашне в значительной мере интенсифицируются и  антропогенными факторами – системой агротехнологий, применяемых здесь длительный период, построенных на основе разработанных концептуальных положений для ведения земледелия в засушливых регионах. Согласно этой концепции, система агротехнологий прежде всего должна быть направлена на максимальное накопление влаги в нижних горизонтах метрового и в ниже залегающих слоях для преодоления посевами засушливой первой половины вегетации. Однако, как выясняется из результатов исследований, эти отправные концептуальные положения построены без учёта о существовании особых, активно действующих в условиях засушливого климата внутрипочвенных процессов, отрицательно влияющих на плодородие деятельного корнеобитаемого слоя почв. В частности, в них не учитываются высокая засолённость нижних слоёв метрового и глубже расположенных горизонтов и существующая тесная связь их с верхними слоями почв в контексте динамики нисходящих и восходящих движений почвенной влаги в засушливых условиях и связанная с этими процессами миграция токсичных воднорастворимых солей.

Результаты анализов водной вытяжки показывают, что на зональных южных карбонатных черноземах, от верхних слоев по мере углубления, общее присутствие солей увеличивается. И с глубины 86 до 500 см в них наблюдается высокое содержание токсичных солей. В частности, в слое мощностью примерно в 50 см, то есть от 86 до 135 см, количество солей при допустимом пределе 0,2%, фактически составляет 1,46%, в основном представленные хлоридами и сульфатами натрия (NaCl, Na2SO4). Начиная от 135 см и ниже резко увеличивается концентрация высокотоксичной соды (Na2C03). Так, в слоях 135-165 см её содержание превышает допустимую норму в 11 раз, в 165-200 см - в 12 раз, в 200-250 см  - в 14 раз и т.д.

Традиционная система агротехнологий, направленная на максимальное накопление влаги в нижних горизонтах, способствует в  весенний  период  достижению  нисходящими  токами  воды  пределов 86-140 сантиметров и глубже, то есть, как установлено, слоев, обогащенных токсичными солями. Одним из свойств содержащихся здесь хлоридов, сульфатов и карбонатов натрия является высокая растворимость в воде, проникающей в эти слои, что приводит их в легкоподвижное состояние. Летний период в степной зоне отличается высокой знойностью. Воздух в июне и в июле часто в течение продолжительного периода прогревается до +40 – +45 °С в сочетании с активной деятельностью суховеев, а температура верхних слоев почвы достигает до +70 °С и более, что интенсифицирует процессы испарения. В подзоне южных черноземов сумма осадков за май - июль в среднем составляет 100 мм, а количество испаряемой воды из почвы за этот период превышает 130 мм [4]. По данным известного ученого почвоведа В.М. Боровского, в этой подзоне величина потенциальной  испаряемости за период с температурой выше +10 °С составляет 600-700 мм, при сумме осадков в среднем 160-180 мм [5]. То есть в летнее время на сельскохозяйственных угодьях восходящее движение почвенной влаги значительно преобладает над нисходящим. В связи с этим действие данных факторов вызывает подтягивание  восходящими  токами  воды  перешедших  в  легкоподвижное  состояние  солей натрия к верхним горизонтам почв. Необходимо учесть, что данный механизм на пашне функционирует ежегодно со времени освоения целины, то есть в течение более 50-летнего периода. В настоящее время это привело к превышению содержания натрия в почвенно-поглощающем комплексе (ППК) на пашне, над его присутствием на целине в слоях 0-30 см - на 22,0%, в 30-50 см – на 76,1%, в 50-70 см - на 116,2% и т.д. Опасность происходящих процессов в почвах региона состоит в том, что развитие их идёт из  года в год с нарастанием.

А на целинных угодьях наблюдается совершенно другая модель развития внутрипочвенных процессов, так как здесь постоянно присутствует естественная растительность, которая в беспрерывном режиме, особенно ранней весной и в осенний период, интенсивно использует почвенную  влагу для своего развития. Вследствие этого нисходящий ток почвенной воды проникает только до 60-70 см и не достигает засоленных горизонтов, размещенных ниже 85 см. То есть на целине восходящие токи воды идут в основном из досоленосных слоёв, и практически отсутствует их движение из высокозасолённых горизонтов. Они проявляются только в отдельные годы во время максимального выпадения осадков, что сводит к минимуму развитие здесь процессов засоления почв.

Поэтому после освоения целинных земель в течение определённого периода, когда на пашне пока ещё не произошло существенное накопление солей, используемые приемы интенсификации (максимальное снегонакопление,  многократные  обработки  почвы,  внесение  минеральных  удобрений и т.д.) давали ощутимый эффект. Отсюда складывалось мнение, что применяемый комплекс агротехнологий и в целом принятая система земледелия являются идеальными. Создавалась иллюзия прогресса и ложное представление об абсолютной правильности и безопасности применяемой системы земледелия. Такое  же  мнение  продолжает  существовать  у многих  ученых  и  специалистов  и поныне в связи с инерцией мышления относительно применяемых в настоящее время систем агротехнологий, построенных на традиционных концептуальных подходах. На деле же в рамках этой системы наблюдается постепенный и особенный для неорошаемой пашни феномен, вынос токсичных воднорастворимых солей натрия из нижних в верхние горизонты почв. В результате длительного функционирования этих процессов соотношение катионов Na+ : Са2+ в почвенном растворе достигает пределов   1,5-4,0   :   1   и   более   в   пользу   натрия,   что   вызывает   развитие   процессов    засоления и осолонцевания почв (таблица 1). Установлено, что эти процессы развиваются именно в таких пределах [5]. 

Таблица 1 – Анализ водной вытяжки южных карбонатных черноземов на типичной пашне, (2006-2008)

 Анализ водной вытяжки южных карбонатных черноземов на типичной пашне, (2006-2008) 

П р и м е ч а н и е: в числителе - в  мг-экв, в знаменателе - в%. 

Как видно из данных таблицы, неблагоприятное соотношение в почвенном растворе между катионами кальция и натрия складываются в слое 24-38 см, затем следует мощный слой от 38 до 84 см с высокотоксичным содовым          засолением. Эти условия являются значительным фактором, сдерживающим в настоящее время повышение урожаев всех возделываемых культур в регионе.

Приводимые данные подтверждаются также проведенными анализами почв на производственном участке пашни, где систематически в течение 16 лет подряд с 1991 по 2006 годы максимально задерживался снег, толщина его ежегодно достигала 1 м и более, что обеспечивало насыщение влагой 140-150 см слоя. Эти работы проводились в соответствии с требованиями, вытекающими из концепции ведения земледелия в засушливых регионах, о необходимости максимального накопления влаги желательно до 150 см слоя.

Результаты анализов почв на этом участке поля после 16-ти летнего периода в 2007 году свидетельствуют о развитии здесь тотального содового засоления почв в токсичной концентрации в слое 20-50 см (таблица 2). И особенно в слое 50-80 см концентрация этой соли превысила допустимый предел в 2 раза. Эти процессы вызвали одновременно повышение реакции почвенного раствора. В слое 20-50 см она стала щелочной (РН = 8,4), а в 50-80 см – сильнощелочной (РН= 8,6). В связи с этим в конце 16-ти летнего периода, то есть в 2006 г., в весьма благоприятном году по количеству осадков, сбор зерна на этом участке уменьшился до 4,3 ц/га при урожае на контрольных полях 10,5 ц/га, где приемы интенсивного снегонакопления не проводились. Урожай зерна на этом поле в последующие годы не удалось повысить даже после оставления его под пар, так как пашня полностью  деградировалась. Отсюда вытекает, что на неорошаемой пашне в рамках использования традиционной системы агротехнологий, предусматривающее преимущественное накопление влаги в нижних (85-150 см) слоях почвы,  подспудно  развиваются  экологически  весьма  опасные  два  процесса  –  содовое засоление и осолонцевание почв. 

Таблица 2 – Развитие процессов содового засоления и повышение РН-почвы при длительном применении приемов интенсивного снегонакопления (1991-2006 гг.) на пахотных землях северо- востока Казахстана, мг-экв., %, 2007 г.

 Развитие процессов содового засоления и повышение РН-почвы при длительном применении приемов интенсивного снегонакопления (1991-2006 гг.) на пахотных землях северо- востока Казахстана, мг-экв., %, 2007 г.

Таким образом, принятая концепция ведения земледелия и построенная на её основе система агротехнологий, широко применяемая по настоящее время, решая проблему влаги на пашне спровоцировала и вызвала развитие более сложных и тяжелых процессов – засоления и осолонцевания почв, тем самым катастрофического падения их плодородия.

Эти данные свидетельствуют о необходимости кардинального изменения концептуальных подходов к системе  построения агротехнологий на  неорошаемой пашне в  условиях северо-востока    республики и в аналогичных регионах. В этой связи целесообразными являются следующие концептуальные положения:

  • в регионах с близким расположением к дневной поверхности засоленных почвообразующих пород и грунтовых вод, накопление влаги в почвах не следует привязывать к нижним горизонтам метрового и глубже расположенным  слоям.  Здесь  необходимо  создание  оптимального  режима  влажности в пределах до соленосных слоев с применением приёмов, направленных на повышение их влагоёмкости и водоудерживающей способности в сочетании с регулированием режима минерального питания и снижением расхода влаги на испарение и другие потери;
  • принять меры по предотвращению восходящих токов влаги содержащих токсичные соли из высоко засоленных слоёв материнской породы в соответствии с нашей разработкой, Патент РК, № 24418;
  • для улучшения соотношения катионов кальция и натрия в ППК и комплекса других свойств почвы, в структуру посевов необходимо включить культуры – фитомелиоранты (донник, эспарцет и др.) способные перемещать кальций из нижних в верхние горизонты (Патент РК, №. 24418).

Реализация этих концептуальных подходов при построении комплекса агротехнологий, приводит по существу к изменению в целом системы земледелия в засушливых регионах.

 

Литература

  1. Сулейменов М.К. Желто-зелёная революция в земледелии Канады. - Алматы, 2008. - 240 с.
  2. Конопьянов К.Е., Аскаров С.У. Деградационные процессы на черноземах и пути их преодоления // Вестник сельско-хозяйственной науки Казахстана. - 2004. - № 3. - С. 44-45.
  3. Конопьянов К.Е.  и   др.  Проблемы  засоления   и  осолонцевания   почв   на   неорошаемой  пашне в условиях северо-востока Казахстана // Материалы международной научно-практической конференции. - Улан-Батор. - 2010. - С. 120-124.
  4. Агроклиматические и водные ресурсы районов освоения целинных и залежных земель. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1955. - 261 с.
  5. Боровский В.М. Формирование засоленных почв и галогеохимические провинции Казахстана. - Алма-Ата, 1982. - 253 с.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.