Изменение свойств почв при осушении

Осушение и интенсивное сельскохозяйственное использование осушенных торфяных почв при сохранении их в первозданном виде – задачи, практически неосуществимые (Бурлей В.Р., Вознюк С.Т.). К экологическим последствиям осушения почв относят следующие: интенсивную минерализацию органической части в почвах легкого гранулометрического состава, их подкисления, вынос дренажных элементов с грунтовыми водами. В органогенных почвах – это обезвоживание органического вещества, его гидрофобизация, минерализация торфа при образовании значительных количеств NO₃, NH₄. При уменьшении степени гидроморфизма происходит переход Fe³⁺ в Fe²⁺, Mn⁴⁺ в Мп²⁺. С одной стороны, это приводит к уменьшению их токсического влияния на растения, однако, в нейтральных почвах – к дефициту железа и марганца для растений.

При минерализации торфяных почв происходит ежегодное уменьшение мощности торфяного слоя от 1 до 12 см (в среднем 2-3 см). Ежегодные потери органического вещества при этом составляют 6-7 т/га с пашни и 36 т/га с лугов и пастбищ (Владыченский А.С., 1997). После мелиорации болот испарение с них сокращается примерно на 15%, при одновременном увеличении годового (на 40%), особенно меженного (в 2, 5 раза) стока с мелиорированных речных водосборов.

Однако для разных почв и в зависимости от степени и длительности осушения изменения свойств почв отличаются. Так, в результате длительного осушения (20 лет) перегнойно-торфяной железистой почвы зольность пахотного слоя возросла до 26%, плотность почвы увеличилась до 0, 4 г/см³, плотность твердой фазы – до 1, 86 г/см³, пористость уменьшилась до 80%, полевая влагоёмкость – до 73-65%. Водопроницаемость изменялась по профилю от 7, 7^.10^-8 до 1, 2^.10^-5 м/сек (Винокурова В.М., 1984).

Осушение и глубокое рыхление глеевых и глееватых дерново-подзолистых почв на лессовидном суглинке вызывало уменьшение на 0, 2-0, 4 г/см³ объемной массы, увеличение на 10-15% общей порозности, снижение на 4-6 кг/см² твердости, возрастание на порядок коэффициента фильтрации (Гельцер В.Ю., 1983). По данным автора, это привело к сокращению численности и зоомассы мезофауны. В частности, численности люмбридид на 30-50%, численности насекомых в 1, 5 раза, численности дождевых червей в 7-11 раз. В то же время наблюдалось заселение иллювиальных горизонтов почв простейшими (жгутиконосцами, инфузориями), усиление общей микробиологической активности. Изменение свойств почв при осушении зависит от длительности осушения.

                                                                          Таблица 15

Водно-физические свойства торфяно-болотных почв в зависимости от

длительности осушения (Гетов Л.В., 1963)

     Показатель   : Неосушенное:      Длительность осушения, годы

                                : болото         : ---------------------------------------------------------------

                                :                        :      5-7    :     25-30   :     75-80  

степень разложения, % 25 и менее         30-35              35-40              40-50

зольность, %                      4, 1-7, 1           8, 2-9, 3           9, 5-10, 2         10, 4-12, 0

удельная масса, г/см³    1, 48-1, 54        1, 55-1, 57       1, 57-1, 58         0, 20-0, 26

объемная масса, г/см³   0, 09-0, 13        0, 15-0, 17        0, 18-0, 21        1, 59-1, 61

коэффициент фильтрации,

n^.10^-4 см/сек                   1, 27-7, 43         3, 82-21, 3       6, 07-36, 6       70, 3-166, 0

 

При отборе вод происходят следующие изменения: опускание уровня грунтовых вод, уменьшение стока в реки и поверхностного стока, опускание уровня водоносных горизонтов и их емкости, перехват вертикального и горизонтального миграционных потоков, подток из водоносных горизонтов соседних районов, ускорение миграции вниз по профилю за счет стока, ускорение стока с поверхности в связи с осушением верхнего горизонта. Прогноз изменения обводненности территории определяется количеством отбираемой для технических и хозяйственных нужд воды, гранулометрическим составом почв и пород, их коэффициентами фильтрации и высотой капиллярного поднятия, скоростью отбора воды, приходными и расходными статьями водного баланса используемых водоносных горизонтов.

Для оценки экологических последствий водозабора и опускания уровня грунтовых вод учитывают следующие составляющие: 1) опускание уровня грунтовых вод и уровней воды в колодцах, необходимость и стоимость подведения водопровода или углубления водозаборных скважин; 2) изменение почвенного покрова территории в связи с уменьшением степени ее гидроморфизма; 3) изменение плодородия почв; 4) ухудшение развития древесной растительности; 5) пересыхание малых рек, гибель рыбы, ухудшение состояния пойменных лугов; 6) уменьшение урожайности сельскохозяйственных культур в связи с нарушением микроклимата территории; 7) усиление развития водной и ветровой эрозии; 8) изменение качества вод и необходимость замены технологических линий по их очистке.

Влияние опускания уровня грунтовых вод на рельеф проявляется в изменении базиса эрозии, в ускорении стока, в усилении развития водной и ветровой эрозии; в изменении микро- и мезорельефа, в связи с пересыханием западин, в усилении паводков и аллювиальных процессов. В почвенном покрове территории, в связи с осушением, уменьшается степень гидроморфизма, торфянистый горизонт переходит в перегнойный, а перегнойный – в дерновый, происходит сработка торфов, увеличение их илистости и минерализации. При промывном типе водного режима в таежно-лесной зоне происходит увеличение кислотности и элюирования профиля.

При осушении территории изменяется, в первую очередь, рН и Ehпочв, усиливается минерализация гумуса. Это сопровождается уменьшением подвижных соединений Mn, Al, Fe, NH₄, увеличением подвижных соединений нитратов, изменением подвижности тяжелых металлов. Влияние опускания уровня грунтовых вод на растительность отличается для автоморфных и полугидроморфных, гидроморфных территорий, для сельскохозяйственных культур, естественных травостоев, садов, лесов. Изменяя растительность, осушение влияет и на животный мир осушаемой и сопредельных территорий.

Пути оптимизации обстановки

Для уменьшения возможных отрицательных влияний опускания уровня грунтовых вод на биологическую продуктивность с/х угодий рекомендуется:

1. Внесение повышенных доз органических удобрений 12-14 т/га в год для увеличения влажности почв, увеличения доступности влаги, образования структуры, оптимизации питательного режима.

2. Создание на почвах легкого гранулометрического состава на глубине 50-70 см плохо водопроницаемой прослойки для задержания на ней элементов питания и воды.

3. Создание в балках и оврагах небольших плотин и водоемов, задерживающих паводковые воды, для снабжения близлежащих полей водой при их орошении. В первую очередь, для овощных и трав при орошении дождеванием. При этом предварительно необходимо создание водонепроницаемого днища создаваемых водоемов. Это может быть выполнено с использованием полиэтиленовой пленки, чередования слоев песка и глины, запахивание на глубину 20 см соломы и навоза, которые затем вызывают развитие анаэробиозиса, диспергирование почв, уменьшение их водопроницаемости.

4. На болотных почвах необходимо регулирование степени увлажнения до оптимума (50-80% от полной влагоемкости), увеличение доли в севообороте многолетних трав. В противном случае произойдет выдувание и сгорание торфа, и на поверхность выйдет практически бесплодный глеевый горизонт.

5. На дерново-глеевых почвах необходимо обязательно рыхление, внесение органических удобрений, увеличение в первые годы использования доли специально подобранных многолетних трав, т.к. с осушением этих почв они сильно уплотняются, подвижность элементов питания в них уменьшается.

6. Опускание уровня грунтовых вод приведет к увеличению податливости почв к эрозии, как в связи с меньшей водоемкостью верхнего горизонта, так и в связи с изменением базиса эрозии. Поэтому необходимость в таких мероприятиях, как вспашка поперек склона, создание буферных полос из многолетних трав и увеличение доли многолетних трав в севообороте возрастает.

Для повышения плодородия торфяных почв необходимо увеличение их минеральной части (внесение песка, глины, лесса). При этом создаются условия для наилучшей проходимости сельскохозяйственных машин, снижается подверженность почв пожарам и эрозии, улучшается водный режим, продолжительность периода с увлажнением, близким к оптимальному, увеличивается, раньше достигается оптимальная температура почвы, улучшаются агрохимические свойства.  

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться: