Использование минерализированных вод на орошение и промывку луговых почв в условиях Северной зоны ККАССР

Актуальность темы

В соответствии с решениями майского (1966 г.), ноябрьского (1979 г.), майского (1982 г.) Пленумов ЦК и ХХУ1 съезда КПСС идет дальнейший подъем сельского хозяйства, основой которого является Продовольственная программа. В решении этой проблемы особо важное значение приобретает дальнейшее совершенствование культуры земледелия, рациональное использование имеющихся водных и земельных ресурсов в орошаемой зоне.

В последние годы одним из основных вопросов сельскохозяйственного производства в орошаемой зоне является повышение водообеепе-ченности территории. К настоящему времени полностью регулирован сток основных рек снегового и ледниковогопитания, и, при планомерном увеличения площадей новоосвоенных земель в бассейнах Сырдарьи, Амударьи и др. рек, запасовпригодной к орошению воды недостаточно. В то же время значительные объемы дренажно-сбросных вод сбрасываются в водоисточники, естественные понижения местности и за пределы орошаемых массивов, что приводит к загрязнению водных источников пестицидами, биогенными веществами и другими отходами земледелия. Кроме того сброс коллекторно-дренажных вод в естественные понижения вызывает подъем уровня грунтовых вод и ухудшение мелиоративного состояния прилегающих орошаемых земель.

Многолетними опытами, проведенными как в нашей стране, так и за рубежом, установлено, что дефицит оросительной воды в значительной степени можно восполнить за счет повторного использования коллекторно-дренажных вод, отводимых с орошаемых территорий. К настоящему времени выполнен ряд научных исследований и разработаны рекомендаций по использованию минерализованных коллекторно-дренажных вод для орошения сельскохозяйственных культур и промывки подверженных засолению земель. Однако, полученные положительные результаты.

— 5 по использованию минерализованных вод в большинстве случаев отвечают конкретным природно-хозяйственным условиям и без дополнительных исследований не могут быть механически перенесены в другие регионы орошаемой зоны.

Одним из перспективных районов дальнейшего развития орошаемого земледелия в низовьях р. Амударьи является территория Каракалпакской автономной республики, где имеются большие резервы свободных площадей. В последние годы здесь интенсивно развиваются хлопководство, рисоводство и другие отрасли сельского хозяйства. При ежегодном увеличении орошаемых площадей под посевы основных севооборотных культур хлопкового и рисового комплекса в последние годы в этой зоне все сильнее сказывается нехватка оросительной воды. Одним из наиболее вероятных и экономически приемлемых путей решения этой проблемы является повторное использование коллекторно-дренаж-ных вод, формируемых в контуре орошаемых массивов.

Наметившаяся тенденция широкого использования минерализованных вод требует решения ряда неотложных задач с учетом природных, ирригадионно-хозяйственных и мелиоративных условий территории Каракалпакской АССР, что определило тему диссертационной работы.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы являлось установление возможности применения коллекторно-дренажных вод на орошение хлопчатника, использование их на промывку сильнозасоленных земель и солончаков в условиях северной зоны Каракалпакской АССР.

Исходя из поставленной цели, основными задачами исследований являлось:

— установление влияния полива минерализованной водой на водно-солевой режим староорошаемых луговых почв;

— установление влияния полива минерализованной водой на рост, развитие и урожайность хлопчатника;

— изучение процесса рассоления солончака в зависимости от сроков, норм и минерализации промывной воды;

— установление изменения солевого режима промытых почв при возделывании сельскохозяйственных культур.

Научная новизна. На основании многолетних исследований получены данные по влиянию орошения минерализованной водой на водно-солевой режим староорошаемых луговых почв, на рост, развитие и урожайность хлопчатника. Установлено, что на слабозасоленных староорошаемых землях в маловодные годы на орошение хлопчатника можно использовать коллекторно-дренажные воды с минерализацией 2−4 г/л по плотному остатку я получать при этом урожай хлопка-сырца порядка 27−30 ц/га.

Впервые для условий северной зоны Каракалпакской АССР установлена возможность промывки легких по механическому составу солончаков коллекторно-дренажной водой с минерализацией 5−10 г/л, благодаря чему можно значительно снизить объем затрачиваемой на единицу площади воды при освоении внутриоазисных солончаков. Определены темпы рассоления в зависимости от нормы и минерализации промывной воды.

Практическая ценность работы. На основании результатов исследований даны рекомендации по использованию коллекторно-дренаж-ных вод на орошение хлопчатника в маловодные годы, по промывке сильнозасоленных земель и солончаков в условиях Каракалпакской АССР.

Апробация работы. Результаты исследований в виде научно-технических отчетов ежегодно (1979;1982 гг.) рассматривались на заседаниях Ученого совета секции мелиорации орошаемых земель и водохозяйственных проблем Среднеазиатского НИИ ирригации им. В.Д.Жу-ряна, доложены на республиканских научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов: по естественным, общественным.

— 7 и гуманитарным наукам (г.Нукус, 1982), по вопросам развития сельского хозяйства в низовьях Амударьи, посвященной бОлетшо образования СССР (г.Чимбай, 1983), по интенсификации сельского хозяйства в свете реализаций Продовольственной программы СССР (г.Ташкент, 1983).

Публикация работы. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 статей и 2 статьи находятся в печати.

I. КРАТКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ О ИСПОЛЬЗОВАНИИ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ВОД В ОРОШАЕМОЙ ЗОНЕ.

Наибольший удельный вес валовой сельскохозяйственной продукций приходится на районы орошаемого земледелия, где вода является лимитирующим фактором развития сельскохозяйственного производства. К настоящему времени полностью регулирован сток основных рек снегового и ледникового питания, и при планомерном увеличении площадей новоосваиваемых земель запасов пригодной к использованию воды недостаточно. Так, по С. Ш. Мирзаеву (1968) среднемноголетний сток рек бассейнов Сырдарьи и Амударьи составляет 110 млрд. м-3. Оросительная способность этих двух рек при естественном режиме определяется в 8,0−8,5 га, площадь же, пригодная для целей орошения, во много раз больше. По данным И. С. Рабочева (1973) в ближайшие 10−15 лет водопотребление увеличится на 70−80 $, а к концу столетия утроится.

На современном этапе эксплуатации ирригационно-мелиоратив-ных систем и ведения земледелия в орошаемой зоне одним из наиболее вероятных и экономически приемлемых путей решения проблемы повышения водообеспеченности является повторное использование кол-лекторно-дренажных вод, формируемых в контуре орошаемых массивов.

Для полной ликвидации процессов засоления, как отмечает В. А. Ковда (1960) почвы, промытые минерализованными водами, необходимо поливать из расчета поддержания влажности на полях между поливами в пределах 100−70 $ ППВ. В. А. Ковда (1967) считает, что мелиоративные работы по рассолению солончаковых земель на оросительных сист-темах Средней Азии, Поволжья, Кавказа, Украины будут создавать громадные объемы минерализованных дренажных вод. Так в Средней Азии они будут составлять около 200 м3/с.

— 9.

И.С.Рабочев (1957) считает, что на фоне дренажа в течение одного сезона можно освоить земли любой засоленности под сельскохозяйственные культуры. Лучшим способом предотвращения засоления почвы И. С. Рабочев (1964) считает устранение источника накопления солей, т. е. рассоление 5−6-метровой толщи почвогрунтов и грунтовых вод. И. С. Рабочев (1973) считает, что при орошении минерализованными водами можно получить вполне удовлетворительный урожай сельскохозяйственных культур. Б Туркмении на Ташаузской сельскохозяйственной опытной станции при поливе дренажной водой с минерализацией 3−6 г/л было собрано 29,6 ц/га хлопка-сырца, а при поливе речной водой 32,2 ц/гана Чарджоуской сельскохозяйственной опытной станций с полей, поливаемых дренажной водой с минерализацией 5−7 г/л, получили хлопка-сырца по 27,9 ц/га, а при орошении пресной водой — по 31,3 ц/га. По данным И. С. Рабочева (1973) запасы дренажных вод, имеющих невысокую минерализацию, в Средней Азии достигают 20−25 км3 в год. Запасы подземных вод в пределах орошаемых территорий Средней Азии по В. МЛегостаеву (1968) можно представить: Ферганская долина — 250 м3/с, район Киргизского хребта — 170 м3/с, Зарафшанский — 100 м3/с, Голодностепский -30 м3/с, Карпшнский — 25 м3/с и т. д.

Следует иметь ввиду, что дальнейшее развитие орошаемого земледелия связано не только с высоким водопотреблением, но и обеспечением соответствующего дренажного стока с единицы площади создаваемого благодаря работе существующей дренажной сети. В настоящее время только на территории Узбекистана эксплуатируется более 85 тыс. км горизонтального, в том числе около 25 тыс. км закрытого, и более 26тые. скважин вертикального дренажа. Благодаря их работе формируется и сбрасывается за пределы системы или оазиса дренажный сток с широким диапазоном концентрации водорастворимых солей. Объем коллекторно-дренажного стока по Ферганской долине ежегодно составляет 35−40% от головного водозабора или 6,5−8,0 млрдм3, около 150 млн. м3 только в зоне нового орошения Голодной степи, 880 млн. м3 в Каршинской степи и 1247 млн. м3 на территории Каракалпакской АССР.

Расчеты P.A.Алимова (IS57) показывают, что в связи с внедрением вертикального дренажа на орошение минерализованными подземными водами можно перевести около 70 тыс. га земель старой зоны освоения Голодной степи и одновременно создать условия для улучшения мелиоративного состояния орошаемых земель на площади 200 тыс.га.

Н.М.Решеткина (1963) считает, что в республиках Средней Азии и Закавказья можно использовать на орошение подземные воды в связи с недостатком воды в поверхностных источниках.

А.Мавлянов и С. Мирзаев (1964) отмечают, что в некоторых странах подземные воды являются основным источником ирригации. В первую очередь это относится к ряду районов Марокко, Аяжира, Туниса, Ливана, АРЕ, Австралии и Индии.

Из перечисленного выше видно, что запасы минерализованных вод (подземные, коллекторно-дренажные) в орошаемой зоне велики. Вопрос заключается в оценке их пригодности для орошаемого земледелия и изыскании рациональной и экономически обоснованной схемы и технологии их использования с учетом особенностей почвенно-мелйоративннх, гидрогеологических и других условий того или иного региона.

Одним из важных моментов в планировании использования минерализованных вод является оценка их пригодности для орошения и промывок. Необходимо отметить, что по оценке качества минерализованных вод и их использовании в орошаемом земледелии существует довольно много методов и классификаций. Однако о пригодности минерализованных вод для целей орошения до сего времени не суще.

— II ствует единого мнения, особенно не ясен вопрос о допустимых пределах минерализации используемых вод и технологии их применения.

Б.В.Федоров (1947) рекомендовал использовать коллекторно-дре-нажные воды для орошения сельскохозяйственных культур и промывки засоленных земель, если минерализация их не превышает 5−6 г/л. Он приводит примеры использования воды из коллектора «Шур-Узяк» (Голодная степь) с плотным остатком до 12 грамм на литр воды.

В.М.Легостаев (1950) для мелиоративных надобностей предлагает следующую классификацию по минерализации грунтовых вод:

Грунтовые воды ! Плотный остаток, г/л.

Незасоленные до 2.

Слабомянерализованнне от 2 до 5.

Среднеминерализованные от 5 до 10 Сильноминерализованные выше 10.

По степени минерализации грунтовых вод В. А. Приклонский (1955) предлагает следующую классификацию: I г/л — пресные воды- 1−3 г/л — очень слабоминерализованные- 3−5 г/л — слабоминерализованные- 5−10 г/л — среднеминерализованные;

10−25 г/л — сильноминерализованные;

25−50 г/л — очень сильноминерализованные;

50 г/л — рассолы. В. М. Легостаев (1956) утверждает, что токсичность солей значительно снижается при повышении влажности почвы, когда вода из почвы с меньшим усилием поступает в растение.

При влажности почвы, равной 21% токсичность Са^СД проявляется при минерализации воды 3 г/л, а при влажности 24% - при минерализации 16 г/л.

По Л. П. Розову (1956) содержание солей в поливной воде более 0,5 г/л нежелательно. Минерализация в 1,5 г/л допустима, орошение водами с минерализацией 3 г/л возможно, а количество солей 4−5 г/л является предельным.

По А. Н. Костякову (1951) оросительную воду подразделяют на четыре группы, характеризующиеся следующей степенью минерализации: а) до 0,4 г/л — применение для орошения безопасноб) от 0,5 до 1,0 г/л применение ограниченов) до 4,0 г/л — применение приводит к засолению почвыг) до 5−6 г/л — применение приводит к сильному засолению почвы. Четвертую группу А. Н. Костяков (1960) считает возможным применять на орошение только в исключительных случаях. А, Н. Костяков (1960) писал, что вопрос о предельном содержании солей в оросительной воде исследован недостаточно и несистематично, и решение его зависит от многих факторов. Он считал, что допустимое для растений и почвы содержание водорастворимых солей в оросительной воде должно ооставлять от 1,0 до 1,5 г/л. При содержании плотного остатка в воде 3 г/л необходим анализ химического состава солей, так как вредное действие различных солей на растения и почву неодинаково. Оно зависит от характера почвы. На хорошо проницаемых почвах считается допустимым содержание солей л1а^С.03<0,1 $, л/а.с.^0,2%, д/а^О^О, 5% для суммы солей эти пределы будут меньше. При наличии в составе солей соды (л/а-^СД) вода считается непригодной для орошения и для нейтрализации следует внести гипс.

И.Н.Антипов-Каратаев и Г. М. Кадер (1961) воду считают непригодной для орошения сельскохозяйственных культур при коэффициенте ионного обмена К < I и пригодной при К > I. Следовательно, качество воды тем выше, чем выше величина К. Коэффициент ионного обмена рассчитывается по следующей формуле:

— 13.

V — Т С СХ ЧМ О, Ь «» «С л/а. + ОЛ2) -5 где К — коэффициент ионного обмена,.

— эквивалентное содержание ионов в воде- 5 — минерализация воды, г/л. И.И. Антипов-Каратаев предлагает расчет ирригационных коэффициентов по Стеблеру:

X — х 50цг" > хл) аЧ х и г-в, а = 5-х С-С." .

Ц — 2-&8>

X. Л^и. и г. 8 8.

Оч.л1с>.* -5г С С" - 9.

При К^ > 18 — вода непригодна для орошения, от 18 до 6 — вода ограниченно пригодна для орошения (необходимы периодические химические мелиорации, промывки и т. п.) — ^ 1,2 — вода непригодна для орошения.

И.Н.Антипов-Каратаев и Г. М. Кадер (1961) предлагают формулу для определения критического состояния катионов в оросительной воде, при котором ее использование нежелательно, так как может произойти осолонцевание почвы дс^ч мр]. ог1С. х- /Ло- +] где С — сухой остаток, г/л.

Г. Д.Антонова и Г. Д. Калашникова (1957) своими опйтами доказали возможность использования вод из скважин вертикального дренажа при минерализации 3 г/л.

Н.Г.Минашина (1973) предложила определять допустимую минерализацию оросительной воды исходя из уравнения солевого баланса.

При непрерывном режиме орошения предлагается следующая формула:

V (С-С,)-сух aj.

Если почва промыта, то используется другое уравнение:

3= УС а/ + v.

При глубоких грунтовых водах: о ус где <5 — минерализация воды, г/л;

V — влажность расчетного слоя почвы, соответствующая наименьшей влагоемкости, ммс.ис. — концентрация почвенного раствора в начале и конце периода, г/лл/ - оросительная норма, ммс^ - количество испарившихся грунтовых вод за расчетный период, мм.

Советскими и зарубежными учеными рекомендована четырехбалльная классификация дренажных вод по пригодности. A.M.Костяков к группе с хорошим качеством относит воды с содержанием солей ?0,4 г/л, А. М. Можейко и Т. В. Воротник — ?-1,0, В. А. Ковда -?0,5, а Гриллот (Марокканская агрономическая лаборатория в Касабланке) — -с. 0,5. К группе с удовлетворительным качеством — соответственно 0,4−1,0- 1,0−3,0- 0,5−3,0- 0,5−2,0, с малоудовлетворительным -1,0−4,0- 3,0−5,0- 3,0−7,0- 2,0−4,0, с плохими — >4, > 5,> 7 и > 4 г/л.

Первую (хорошее качество) группу можно использовать без специальных мероприятий по предупреждению накопления солей или ликвидации засоления почввторая (удовлетворительное) пригодна на фоне достаточной дренированности (искусственной или естественной) и ежегодных профилактических поливов, предупреждающих постепенное накопление солейтретью (малоудовлетворительное) используют на фоне достаточного дренажа с ежегодными промывками и преимущественно на легких почвах. Четвертая (плохое) практически непригодна для орошения, лишь в исключительных случаях на легких почвах с достаточным дренажом в пределах, не превышающих норму солеуетойчивости, с проверкой на хлоридную опасность и осолонцевание почв, а также с учетом фазы развития растений можно использовать на последних вегетационных поливах.

Поливы сельскохозяйственных культур минерализованными водами проводятся в Советском Союзе и за рубежом довольно длительное время. Однако значительная часть опытов проведена без учета механического состава и степени засоления, а также степени их дрениро-ванности. Опыты и исследования многих авторов выполнены в различных природно-климатических и хозяйственных условиях, а полученные материалы весьма противоречивые.

Н.Г.Минашина (1974) утверждает, что воды хлоридно-сульфатного состава с минерализацией до 6 г/л пригодны для орошения за пределами оазисов на легких почвах. Воды с минерализацией более 10 г/л не пригодны для обычных условий орошения и ирригационных целей без предварительного опреснения и разбавления.

М.В.Буданов (1956) на одесских полях в течение трех лет использовал на орошение дренажные воды с минерализацией 4,06 г/л по плотному остатку, в том числе по хлору 1,26 г/л. Полученные им результаты показали, что повышение засоленности почв не произошло, а урожаи баклажанов достигали 380 ц/га. Использование же оросительной воды с минерализацией от 3 до 4 г/л на протяжении длительного времени (11−25 лет) приводило к слабому засолению почвы.

М.В.Буданов (1956) отмечает, что при двадцатитрехлетнем орошении водой (УССР), содержащей 6,37 г/л плотного остатка, содержание солей в метровом слое Черноземной почвы возросло с 0,08 до 0,33%. При соотношении = 1:2,5 содержание обменного наттэия.

— 16 в почве достигло 28,3 $ от емкости поглощения.

По данным В. В. Внучкова (1959) в Ферганской долине продолжительное время большие площади новых земель орошались из коллектора Яз-Явана, минерализация воды в котором достигала 5−6 г/л.

Необходимо отметить, что о пригодности минерализованных вод для целей орошения до сего времени не существует единого мнения, особенно неясен вопрос о допустимых пределах минерализации используемых вод и технологии их применения.

С.М.Муслимов (1960), изучая возможности использования дренажных вод повышенной минерализации для целей орошения хлопчатника показал, что на хорошо дренированных, относительно легких и пресных землях применение поливной воды, содержащей до 6 г/л плотного остатка не снижает урожай хлопка-сырца. В то же время на тяжелых плохо промытых почвах применяемые оросительные воды с минерализацией 5−7 г/л существенно снижают урожай.

Исследованиями в Бухарской, Федченковской, Чарджоуекой и других опытных станциях СоюзНИХИ (В.М.Легостаев, 1961) установлено, что на хорошо дренированных относительно легких и опресненных землях минерализованная вода до 6 г/л по плотному остатку не дает снижения урожая хлопчатника.

По данным А. О. Сурминского (1965), орошение хлопчатника дренажной водой, содержащей 4−5 з^юолей, поливными нормами 8 001 000 м3/га снижает урожай по сравнению с поливами оросительной водой незначительно. Минерализация воды 8 г/л снизила урожай сырца на 9 $, 18−20 — на 18 $, а 30−35 — на 34 $.

Т.П.Крюгер (1966) проводила полевые наблюдения в Голодной степи на Янгиерском опытном участке за развитием почвенных процессов и состоянием сельскохозяйственных культур и сделала вывод о том, что дренажные воды с минерализацией 3,0−3,5 г/л по плотному.

— 17 остатку и хлор-иону до 1,0 г/л могут быть использованы для орошения хлопчатника, .люцерны, винограда и плодовых культур.

Т.П.Крюгер и З. Сабитова (1972), изучая вопросы использования коллекторно-дренажных вод для орошения в хозяйствах Голодной степи, пришли к выводу, что под влиянием поливов дренажными водами сильнозасоленные земли опресняются. Наиболее энергично этот процесс идет в первые 1−2 года. После 2-летнего орошения слабоминерализованными водами солончак в совхозе «Социализм», содержащий до освоения 2,212% солей, в том числе 0,262% хлора, опреснился. В почве осталось 1,55% солей и 0,5% хлора. В дальнейшем рассоление шло очень медленно, а после 10 лет в метровом слое содержалось 1,45% солей, в том числе 0,04% хлора. Следовательно, коллек-торно-дренажные воды должны в первую очередь направляться для промывки солончаков, которых много в Джетысайском, Сордобинском и Шурузякском понижениях, а также в южной части Голодной степи. При этом основная масса солей из солончаков может быть удалена дренажной водой. Небольшое количество солей, оставшееся после промывки соленой водой, может быть вымыто речной водой.

По данным опыта О. Д. Базаровой (1967), проведенного в колхозе «Туркменистан» Саятского района Чарджоуской области Туркменской ССР, поливы хлопчатника дренажной водой с минерализацией 2−4 г/л обеспечили получение 25 ц/га хлопка-сырца.

Исследования В. Н. Гребенникова (1968), проведенные в совхозе «Социализм», расположенном в Голодной степи показали, что вертикальный дренаж может служить надежным источником орошения. Откачиваемые из вертикальных скважин подземные воды могут быть использованы на промывку и орошение сельскохозяйственных культур как в чистом виде (при минерализации до 3 г/л плотного остатка), так и в смеси с пресной водой. Орошение дренажными водами с минерализацией 1,2−1,9 г/л плотного остатка и 0,3−0,5 г/л хлора не снизило урожай с-х культур.

С.Ходжакулиевым (1967) использована вода с минерализацией 3−4 г/л на рассоление почв и орошение хлопчатника и джугары. В первый год получен урожай зерна джугары 11−19 ц/га, на второй и третий годы — 20−25 ц/га хлопка-сырца.

М.Оразгельдыев (1967) в условиях Прикопетдагской равнины на светлых сероземах использовал дренажную воду, содержащую 3−4 г/л солей на орошение суданской травы. Урожай зеленой массы суданки получен в 1965 г. — 612 и в 1966 — 750 ц/га, или на 15−20% ниже, чем при орошении пресной водой.

В условиях Голодной степи (Мирхаликов, 1968) на хорошо дренированных землях применение коллекторно-дренажных вод с минерализацией до 6,0 г/л по плотному остатку и до 1,3 г/л по хлор-иону для промывок и вегетационных поливов хотя сильно и увеличивает засоленность почвогрунтов, но не дает заметного снижения урожая при применении их в течение одного года. В годы с недостаточным количеством оросительной воды автор рекомендует использовать их для поливов в вегетационный период с последующей промывкой земель повышенными нормами. Применение минерализованных вод на промывку и орошение в течение 2−3 и более лет приводит к снижению урожая и ухудшению его технологических свойств.

Г. А.Ибрагимов (1970) в опытах на орошение хлопчатника использовал дренажную воду с минерализацией 5−6 г/л смешанную с речной (2−3 г/л) и речную (меньше I г/л). В среднем за 12 лет урожайность хлопчатника при поливе речной водой составила 34,6 ц/га, смешанной 32,5 ц/га, дренажной 31,6 ц/га. При поливе дренажной водой в почве увеличивается содержание ионов МС0Ъ, с^.Со., М^. Однако это отрицательно не повлияло на физико-химические свойства почвы. Видимо зимние атмосферные осадки и промыв.

— 19 ные поливы в определенной степени способствовали рассолению почвы.

Н.М.Решеткина, А. К. Спидин, А. В. Шуравилин (1971) с целью установления количественных значений вероятного увеличения сезонного соленакопления при орошении минерализованными водами и их влияния на урожайность хлопчатника провели полевые опыты в течение 4 лет (1966;1969 гг.). В результате опытов установлено, что в условиях хорошей дренированности, созданной вертикальным дренажем, возможно применение откачиваемых вод с минерализацией 4−6 г/л для орошения хлопчатника (как в чистом виде, так и в смеси с поверхностной водой) при практикуемом в совхозе режиме орошенияподачё в вегетационный период 2−3 тыс. м3/га воды и проведении в осенне-зимнее время промывочно-влагозарядкового полива нормой не менее 3 тыс. м3/га. При поливе дренажной водой наблюдается сезонное накопление легкорастворимых солей в корнеобитаемой зоне, однако при норме орошения 3 тыс. м3/га оно не достигает размеров, при которых рост и развитие хлопчатника угнетается. Развитие растений хлопчатника, урожай хлопка-сырца и технологические свойства волокна были нисколько не хуже, чем при орошении речной водой.

И.К.Супряга (1973) отмечает, что в условиях Крымского При-сивашья для полива зерновых и кормовых культур пригодны воды с содержанием водорастворимых солей 3−4 г/л. Для предупреждения вторичного засоления почв необходимо обеспечить хороший отток грунтовых вод глубоким дренажем и промывным режимом орошения. Если дренаж отсутствует, поливать целесообразно нормами не более 3000 м3/га, чтобы не вызвать подъема грунтовых вод. Соли, которые в этом случае будут аккумулированы в верхнем слое почвы, практически полностью вымываются осенне-зимними и весенними атмосферными осадками.

И.К.Супряга (1974) установил, что применение сбросных вод с.

— 20 рисовых чеков для орошения сельскохозяйственных культур в условиях Крымского Присивашья с минерализацией 3,0−3,5 г/л допустимо без предварительного улучшения воды. При этом полив такими водами возможен только на фоне глубокого дренажа и хорошего оттока грунтовых вод.

В течение восьми лет на землях Северной Мугани Г. М. Гусейновым (1973) проводились опыты по использованию дренажных вод для полива хлопчатника. Влагозарядковые поливы хлопчатника проводили пресной водой, а вегетационные — водой с минерализацией 5,33 г/л. Содержание солей в слое 0−100 см увеличилось с 0,123 до 0,174 $, но это не снизило урожай хлопка-сырца, который составил в среднем 26,2 ц/га. Накопление солей выше допустимых пределов при поливе водой повышенной минерализации может произойти через 35−40 лет.

Лабораторные опыты 0.Г.Грамматикати (1975) с использованием морской воды показали, что семена подсолнечника, озимой пшеницы и ячменя давали удовлетворительные всходы. Полевые опыты с люцерной проводили на светло-каштановых среднесуглинистых почвах, подстилаемых на глубине 45 см песком. Вегетационные поливы морской водой проводили сезонной нормой 4−6 тыс. м3/га, урожай сена. люцерны в разные годы колебался от 70 до 130 ц/га и был на 50−70 ц/га выше, чем на неорошаемом контроле.

По данным САНИИРИ (Якубов Х.И., Корелис Л., 1973) в совхозе «Пахтаарал» для промывок были использованы откачиваемые дренажные воды с минерализацией 5−6 г/л, при этом последний промывной полив производился пресной водой. После проведения промывок общее содержание солей в почве уменьшилось в 1,5−2,5 раза. Урожай хлопчатника при промывке минерализованной водой в 1966 г. составил 31ц/га.

Н.Ф.Беспалов и Г. А. Ибрагимов (1974) отмечают, что в условиях Каршинской степи при поливе хлопчатника минерализованной водой.

— 21.

3,7−3,9 г/л плотного остатка) в течение трех лет получен урожай от 23 до 26 ц/га, речной водой — 26−27 ц/га.

По данным исследований отдела мелиорации СоюзНИХИ (Н.Ф.Беспалов, 1974) проведенных в различных природно-климатических условиях Узбекистана и юга Казахстана было выявлено, что при дефиците оросительной воды, составляющем 5−10% оптимальной водоподачи, использование дренажных вод экономически оправдано. На легкои среднесуглинистых почвах допустимая минерализация поливной воды для хлопчатника должна быть в пределах 3−4 г/л по плотному остатку и 0,5 г/л по хлору, а на тяжелосуглинистых и глинистых почвах.

— соответственно 2,0−2,5 и 0,5 г/л. При этом в период цветения, плодообразования рекомендуется поддерживать повышенную предполив-ную влажность и увеличивать поливные нормы.

По данным Т. П. Глуховой (1977) при вегетационных поливах речной водой было получено по 31,3 ц/га хлопка, дренажной водой.

— 27,9, а дренажной водой, повышенной нормой примерно на 40%, только 25,1 ц/га. Орошение слабоминерализованными водами содержащими до 1,0 г/л хлора, позволило получить такой же урожай, как и при поливе речной водой. Однако созревание хлопчатника при этом несколько затягивалось. Использование на полив воды с содержанием хлора 1,5 л более г/л приводило к снижению урожая хлопка-сырца, особенно сильным оно было при орошении водами, содержащими около 3 г/л хлористого натрия.

А.К.Бехбутов и М. Сейидов (1979) предложили оценивать поливные воды по величине потенциальной солености, представляющей собой сумму концентраций С.^.. Она зависит от водопроницаемости почв. Однако, положение авторов о токсичности лишь половины сульфатов можно принять, скорее, как частный случай, а не как правило.

У.Е.Исмаилов (1980) отмечает на луговых среднесуглинистых.

— 22 среднезасоленных почвах Каракалпакской АССР (Чимбайский р-н, КК НИИИЗ) при поливе хлопчатника как речной, так и минерализованной дренажной водой, оптимальной предполивной влажностью, обеспечивающей большой урожай хлопка-сырца является 80−80−65 ППВ в слое 0−50 см до цветения, и 0−70 см в цветение-плодообразование.

М.Азизов (1980) отмечает, что в условиях Каракалпакской АССР орошение кукурузы с минерализацией дренажной воды 3−4 г/л обеспечивает урожай силосной массы порядка 175−200 ц/га.

Многолетними исследованиями СоюзШХИ, проведенными в различных районах Узбекистана (Н.Ф.Беспалов, Н. И. Маллабаев, 1980) установлено, что допустимая минерализация поливной воды (речной в смеси с дренажной) на легкои среднесуглинистых почвах должна быть в пределах 3−4 г/л по плотному остатку и не более 0,5 г/л по хлору, на тяжелосуглинистых и глинистых почвах соответственно 2,0−2,5 г/л. При этом предполивная влажность в период цветения-плодообразования должна поддерживаться в пределах 75−80% ППВ, а поливные нормы должны быть увеличены на 15−20% в сравнении с поливом речной водой.

Исследованиями, проведенными в различных районах орошаемой зоны установлена возможность использования минерализованных вод на промывку засоленных земель.

И.С.Рабочев и Г. И. Рабочев (1968) указывают на возможность применения минерализованных грунтовых вод для производства промывных поливов. При этом на удаление одной тонны солей минерализованной воды требуется на 20% больше, чем речной. Завершающие промывные поливы необходимо проводить речной водой.

Для различных почвенно-климатических зон Туркмении И. Н. Таран и С. Ходжакулов (1968) выявили возможность использования грунтовых вод повышенной минерализации до 5−7 г/л на промывку солончаков и сильнозасоленных земель, полив хлопчатника и других.

— 23 сельскохозяйственных культур. Наиболее эффективно проводить промывку на фоне дренажа. Дренажными водами рекомендуется в первую очередь осваивать приозерные земли.

При промывке дренажной водой почва была опреснена несколько хуже, а минерализация грунтовых вод повышалась. Коэффициент вытеснения солей из верхнего метрового слоя почвы при промывке речной водой составил 40 м³, а дренажной — 52 м³ на тонну солей по плотному остатку.

Для различных почвенно-мелиоративных зон Туркмении И. Н. Таран, С. Ходжакулиев (1973) выявили возможность использования дренажных вод невысокой минерализация до 5−7 г/л на промывку солончаков и сильнозасоленных земе. ль и полив хлопчатника и других сельскохозяйственных культур.

Степень пригодности 'ПлотныйШрригаци-! остаток? онный ко-, г/л !эффициент!

Условия применения.

В высшей степени хорошая для орошения 1,0 13.

Вполне пригодная для 1,0−2,5 18−6 орошения.

Малопригодная для орошения.

2,5−8,0 6−1,2.

Совершенно непригодная для орошения 8,0 1,2.

Можно с успехом применять.

На фоне достаточного дренажа.

Можно использовать на фоне достаточного дренажа с ежегодными промывками.

Нельзя применять без предварительного смешивания с пресной водой.

Наиболее эффективно проводить промывку на фоне дренажа. Дренажными водами рекомендуется в первую очередь осваивать приоазисные земли.

— 24.

И.С.Рабочев (1973) отмечает, что коллекторно-дренажные и подземные воды с содержанием солей до 5 г/л можно использовать для промывки солончаков и сильнозасоленных земель, орошения риса и кормовых культур. Режим орошения в период вегетации должен быть промывного типа. На легких почвах при поливе риса оросительные нормы будут составлять 40−50 тыс. м3/га, кукурузы — 6−8, люцерны — 9-II тыс. м3/га.

Влияние дренажа на соленакопление при поливах минерализованными водами хорошо прослеживается по данным Г. И. Рабочева и М. Оразгелъднева (1978). При промывках водой с 5−6 г/л солей в слабодренированных условиях происходила активная аккумуляция токсичных соединений, а при поливах водой с содержанием 6−7 г/л на фоне вертикального дренажа — рассоление почв.

A.C.Овсяников (1973) отмечает, что использование минерализованных (4−6 г/л) вод для промывки солончаков и орошения риса позволили за два года достигнуть удовлетворительного рассоления почвогрунтов. Промывку и орошение риса вели на участке с вертикальным дренажем. Оросительные нормы для риса были в пределах 50 тыс. м3/га. Затраты на освоение солончака путем возделывания риса окупались за два года.

Х.И.Якубов и Р. В. Савельева (1976) для условий северо-западной части староорошаемой зоны Голодной степи рекомендуют при промывке засоленных земель использовать воды с минерализацией до 56 г/л откачиваемые вертикальным дренажем.

Н.Г.Минашина (1977) отмечает, что воды хлоридно-сульфатного состава с минерализацией до 6 г/л пригодны для орошения на легких почвах. Воды, содержащие не более 10 г/л солей могут быть использованы для промывки солончаков, но с обязательной допро-мывкой почв пресными водами.

— 26.

В северной части поливной зоны Узбекистана опытов с орошени-• ем дренажными водами также очень мало (Легостаев, 1961; Рахимба-ев, 1978). Ценные исследования проведены Г. А. Ибрагимовым и М. Юл-дашевым (1978) в Каракалпакии. Хороший результат получен при сочетании вегетационных поливов минерализованной водой с промывками пресной. Авторы рекомендуют душ орошения среднеи тяжелосуглинистых луговых почв дренажные воды с минерализацией до 4 г/л. Такая же предельно допустимая минерализация принята для Ташаузс-кой области (Трапезников, 1974; Реджепов и др., 1978).

Для условий Хорезмского оазиса Ф. М. Рахимбаев (1978) допускает орошение водой с минерализацией до 5 г/л. Все исследователи отмечают заметное соленакопление при систематических поливах минерализованными водами в этих районах.

Среднезасоленные почвы Западной Ферганы по данным А. Усмано-ва (1978) опресняются в период поливов и промывок при использовании коллекторно-дренажных вод с минерализацией до 10 г/л и даже более. Интенсивность опреснения почвогрунтов идет одинаково при (минерализованной водой до 1000 м3/га) минерализации дренажных вод до 4,9 г/л. Поливные нормы минерализованной водой до 1000м3/га незначительно уменьшают величину общих запасов солей в почве: при норме 1350−1400 м3/га частично вытесняют из метрового слоя в нижние горизонты. При более высоких поливных нормах в вегетационный период промывной эффект возрастает. Так при норме 1,6 тыс. м3/га (на тяжелых и гипсированных почвах) ~и при нормах до 1,35−1,40 тыс. м3/га (на легких и средних) происходит вытеснение солей, которые восстанавливаются в межполивной период только за 26−30 дней. Поливные нормы около 1,6−2,0 тыс. м /га (для гипсированных и тяжелых по механическому составу почв) и более 1,4 тыс. м /га (для средних и легких почв) в обеспеченных дренажных условиях позволяют вытес.

— 26 нять такое количество солей, которое не восстанавливается в межполивной период. При промывке засоленных почв водой с минерализацией 2,0−4,0 г/л эффективными норнами являются 4020−7580 м3/га соответственно для почв легкого и среднего механического состава. Причем, на легких по механическому составу почвах с исходным содержанием солей 1,7% по плотному остатку и 0,013% по хлору интенсивность промывки происходила одинаково, как и пресной водой.

А.Усмановым (САНИИРИ, 1978) разработана Методология оценки и классификации качества дренажных вод по химическому составу. Классификация основана на связи ирригационного коэффициента воды с ее общей минерализацией, составом ионов и их соотношениями (табл. 1.1), а также на методе последовательного исключения факторов, определяющих степень вредности минерализованных вод.

Таблица 1.1.

Классификация качества дренажных вод по химическому составу.

Содержание { солей, г/л.

Соотношение С1 и <50| по группам качества I ч! П (удовлетво- ! Ш (мало- ! 1У (хорошее)! рительное) !удовлетво- ! (плохое) !рительное) ' до 0,2 0,2−0,4 0,4−0,6 0,6−0,8 0,8−1,0 1,0−1,2.

1,0:<0,05 1,0−2,5:0,05−0,2 2,5−6,0:0,2−0,5 >6: >0,5.

0,8: <0,1 0,8−2,0:0,1−0,25 2,5−5,0:0,25−0,8 >5 :>0,8.

0,6:<0,1 0,6−1,5:0,1−0,3 1,5−4,0:0,3−0,9 >4 :>0,9.

0,4:<0,1 0,4−1,0:0,1−0,3 1,0−3,5:0,25−1,0>3,5:>1,0.

0,3: <0,1 0,3−1,0:0,1−0,3 1,0−3,0:0,3−1,1 >3:>1,1.

0,2: <1 0,2−0,6:0,1−0,3 0,6−2,5:0,3−1,1 > 2,5: >1,1.

Примечание: В первой группе ирригационный коэффициент составил 18.

Во второй — 18−6- В третьей — 6−2- В четвертой — 2 (то же табл. 1.1). Согласно этой классификации, для дренажных вод основных районов республики с сульфатно-хлоридным типом минерализации предел при.

— 27 годности по хлору составляет 0,5−1,1 г/л в зависимости от соотношений хлора и сульфата (табл. 1.2: в числителе — общая минерализация, г/лв знаменателе — содержание хлора, г/л).

Таблица 1.2.

Классификация качества дренажных вод в основных орошаемых массивах Узбекистана (в среднем по региону).

Регион ! Содержание солей по группам качества, г/л ! I П Ш 1У.

Кызкеткенская ОС Каракалпакской АССР ?0,4/ ?0,1.

Хорезмская ^ 0,5/ 4 О, I область.

Старая зона орошения Голодной ?0,1/ -?0,1 степи.

Ферганская об- ?1,0/<0,03 ласть.

Бухарский оа- ¿-1,ОАО, 05 зис.

0,4−0,1/0,1−0,25 1,0−3,0/0,25- >3,5/.

0,9 >0,9.

0,5−1,0/0,1−0,25 1,0−3,5/0,25- >3,5/.

1,1 >1,0.

0,8−1,5/0,1−0,3 1,5−4,0/0,3- >4,0/.

0,8 >0,8.

1,0−2,5/0,05−0,1 2,5−6,0/0,1- >6,0/.

0,5 >0,5.

1,0−2,5/0,05−0,2 2,5−6,0/0,2−0,>6,0/.

0,5 >0,5.

М.Азизовым (1980) в условиях ККАССР были проведены специальные мелкоделяночные опыты по установлению эффективности промывки слабозасоленных земель минерализованной водой. Почвы луговые, механический состав почвы — суглинистые и супесчаные разности. Минерализация дренажной воды, использованной для промывки, составила 4,7−6,7 г/л по плотному остатку. При промывке нормой 2440 и 2957 м3/ га содержание хлор-иона в 0−100 см слое почвы соответственно с 0,138% и 0,042% уменьшилось до 0,040 и 0,037%, а плотного остатка с 0,69% и 0,52% до 0,41% и 0,39%.

— 28.

Н.Ф.Беспалов (1978) согласно Рекомендациям СоюзНИХИ для промывки засоленных почв можно использовать воды с минерализацией до 6 г/л. Общая промывная норма при этом увеличивается на 35−40 $. Н. Ф. Беспалов (1978) считает, что при дефиците оросительной воды составляющем 51 $ оптимальной водоподачи использование дренажных вод в качестве дополнительного источника орошения экономически оправданно.

Н.Ф.Беспалов (1978) считает, что вопросы, связанные с повторным использованием дренажных вод на месте их образования, требуют всестороннего и тщательного изучения. «Разделяя мнение о необходимости снижения минерализации речных вод, мы в то же время считаем достижение этого за счет использования всех дренажных вод на орошение в пределах дренируемого оазиса чреватым опасными последствиями для мелиоративного состояния территории. Значительно правильнее с нашей точки зрения, использовать лишь часть дренажного стока, размер которого должен быть определен на основании балансовых расчетов». Н. Ф. Беспалов (1978) при длительном орошении слабоминерализованной водой происходит некоторое увеличение емкости обмена в основном за счет поглощенного магния.

Н.Ф.Беспалов, Н. И. Маллабаев и др. (1980) считают, что минерализованные воды до 6 г/л по плотному остатку целесообразно использовать на проведение промывки среднеи сильнозасоленных почв: увеличив норму на 35−40 $ в сравнении с промывной речной водой.

Из приведенного анализа литературных данных видно, что минерализованные воды в принципе можно использовать, как на орошение сельскохозяйственных культур, так и на промывку засоленных земель. Вместе с тем по допустимому пределу минерализации воды исследователями высказываются самые различные мнения, что указывает на сложность данной проблемы.

Отметим, что несмотря на имеющийся положительный опыт исполь.

— 29 зования минерализованных вод в орошаемой зоне, в. литературе недостаточно данных по изучению и обоснованию возможности их использования на подверженных засолению землях. Это обусловило необходимость постановки специальных многолетних опытов по орошению хлопчатника и промывке сильнозасоленных луговых почв в специфических условиях Каракалпакской АССР — самой северной зоны хлопкосеяния в нашей стране.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Коллекторно-дренажные воды, оценка их пригодности для орошения и промывок.

Строительство ЕДС (коллекторно-дренажной сети) на территории Каракалпакской АССР начато в 1955 г. (Турткульский район) и 1983 г. (северные районы). По данным гидрогеолого-мелиоративной экспедиции АДПХУ (Амударьинского дельтового производственно-хозяйственного управления) на I января 1981 г. на территории ККАССР (хлопковая зона) общая протяженность КДС составляет 7973,6 км. При удельной протяженности ее в среднем 29,9 пог. м/га, на территории отдельных административных районов она доходит до 35,537,4 пог. м/га. ЕДС сравнительно развита на территории Кегейлий-ского и Чимбайского районов. В разрезе отдельных хозяйств с хлопководческим и молочно-животноводческим направлением удельная протяженность КДС варьирует в довольно широком диапазоне — от 5 до 40 пог. м/га. Характерной особенностью КДС в контуре отдельных районов или хозяйств является ее неравномерное распределение по площади. Помимо этого в большинстве случаев строительство КДС намного отстает от темпа ввода земель в сельскохозяйственный оборот. КДС менее развита на территории Бозатаусского и Муйнакского районов (табл.4.1.1).

Проектирование КДС для данной зоны в основном выполнено институтом «Узгипроводхоз» с учетом почвенно-мелиоративных, инженерно-геологических и гидрогеологических особенностей, .исходя из необходимости:

— понижения уровня грунтовых вод к началу посевного периода до глубины 1,5 м;

— поддержания оптимальной (проектной 2,0−2,5 м) глубины залегания уровня грунтовых вод, чтобы свести до минимума возможность их.