Агроэкологический мониторинг и приемы повышения плодородия орошаемых земель сухостепной зоны Саратовского Заволжья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат сельскохозяйственных наук Гафуров, Равиль Расимович

• Гафуров, Равиль Расимович
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Гафуров, Равиль Расимович

Введение

1. Обзор литературы по вопросам агроэкологического мониторинга, эффективного применения ресурсо-, водосбережения и приемов фито-мелиорации орошаемых земель Саратовского Заволжья 9 1.1. Эколого-мелиоративное состояние орошаемых земель Саратовской области 9 1.2 Экологическая значимость проведения мониторинга орошаемых земель

1.3. Агроэкологические предпосылки уменьшения ирригационной нагрузки на орошаемые земли

1.4. Формирование экологического каркаса территории путем стабилизации мелиоративного состояния орошаемых земель

2.Условия, схема, методика и агротехника проведения полевых исследований

2.1.Местоположение, рельеф и гидрогеологические условия территории Приволжской ОС

2.2.Почвенно-климатические условия района проведения исследований

2.3. Погодные условия в годы проведения полевых опытов

2.4.Схема опыта и методика проведения исследований

2.5. Агротехника проведения полевых опытов

3. Методика проведения агроэкологического мониторинга орошаемых земель 62 3.1. Критерии и категории эколого-мелиоративного состояния орошаемых земель 62 3.2.0боснование выбора территории и показателей агроэкологического мониторинга орошаемых земель Приволжской ОС

4. Результаты агроэкологического мониторинга орошаемых земель Приволжской оросительной системы

4.1. Влияние длительного орошения на эколого-мелиоративное состояние почв

4.2. Динамика уровня и минерализации грунтовых вод

4.3. Засоленность почвогрунтов

4.4. Изменение водно-физических свойств мелиорируемых почв

4.5. Динамика содержания гумуса темно-каштановых почв под действием орошения

5. Восстановление эколого-мелиоративного состояния и плодородия деградированных орошаемых земель при применении биомелиорации и ресурсо-, водосбережении 118 5.1.Экологическая сбалансированность культур севооборотов влагой при различных режимах орошения

5.2.Эффективность использования оросительной воды полевыми культурами

5.3. Экологическое равновесие водно- и агрофизических свойств темно-каштановых орошаемых почв под влиянием почвенно-мелиоративных приемов

5.4. Влияние приемов биомелиорации на накопление гумуса в почве

5.5. Эколого-безопасный уровень грунтовых вод на орошаемых землях в зависимости от приемов ресурсо-, водосбережения в биомелиорации

5.6. Опреснение почвы при комплексном воздействии ресурсосберегающего режима орошения и биологической мелиорации

5.7. Прогноз улучшения эколого-мелиоративного состояния деградированных орошаемых земель

6. Продуктивность орошаемых земель при различных севооборотах и режимах орошения 146 6.1 .Закономерности роста полевых культур и эффективность фотосинтеза посевов 146 6.2. Продуктивность полевых культур и севооборотов при различных режимах орошения

7. Эколого-экономическая оценка агромелиоративных приемов 153 Выводы и предложения производству 158 Список использованной литературы 161 Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Агроэкологический мониторинг и приемы повышения плодородия орошаемых земель сухостепной зоны Саратовского Заволжья»

Интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства в прошлом столетии привело к возникновению глобальных и региональных экологических проблем, которые в настоящее время достигли критического уровня и усугубляются экономическим кризисом в стране. Дальнейшее нерациональное использование природных ресурсов и загрязнение окружающей среды грозят обернуться экологической катастрофой.

Острой проблемой для Саратовской области, одной из крупнейших регионов орошаемого земледелия России, является ухудшение почвенного плодородия и падение урожайности сельскохозяйственных культур.

Снижение почвенного плодородия связано с высоким долговременным уровнем антропогенной нагрузки на почву, что привело к развитию комплекса негативных процессов, вызывающих деградацию земель. Это водная и ветровая эрозия, подтопление и переувлажнение земель, засоление и осолон-цевание, переуплотнение, слитизация и опустынивание, снижение запасов гумуса и элементов питания растений, загрязнение земель тяжелыми металлами и пестицидами, продуктами добычи и переработки нефти и газа и т.д. Деградация земель представляет собой серьезную социальную и экологическую проблему общества, что является результатом нерационального природопользования.

В этих экологически нестабильных условиях первоочередной задачей становится проведение комплекса эффективных природоохранных мероприятий, препятствующих развитию негативных природных процессов, которые должны обеспечивать сохранность земельных и водных ресурсов в процессе хозяйственной деятельности человека. Разработка и обоснование таких природоохранных мероприятий может быть произведена на основе комплексной оценки состояния орошаемых земель, включающий в себя анализ развития негативных процессов, изучение факторов антропогенного воздействия и последствий хозяйственной деятельности человека. Эффективность природоохранных мероприятий можно оценить в процессе проведения агроэкологи-ческого мониторинга земель, контроля и прогнозирования последствий антропогенного воздействия на природную среду.

Орошаемое земледелие, как важнейший фактор стабилизации сельскохозяйственного производства в Саратовской области и других засушливых зонах РФ, должно сохранить свое значение в условиях непрерывного роста стоимости энергии, материалов и платного водопользования. Однако для эффективного использования дефицитных водных ресурсов и предотвращения деградации орошаемых земель необходимы подбор высокопродуктивных культур фитомелиорантов в системе севооборотов и разработка ресурсосберегающих технологий их возделывания, включающих экологически обоснованный режим орошения и биомелиоративные приемы, позволяющие сохранять плодородие почв.

Цель и задачи исследований. Основная цель исследований - оценка эко-лого-мелиоративного состояния орошаемых земель сухостепной зоны Саратовского Заволжья на примере Приволжской оросительной системы, прогноз его изменения с последующей разработкой комплекса мелиоративных мероприятий, обеспечивающих восстановление плодородия и улучшение эколого-мелиоративной обстановки деградированных орошаемых почв, рациональное использование природных ресурсов и увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур.

Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:

1. Провести оценку эколого-мелиоративного состояния орошаемых земель Приволжской ОС (1-очередь) и установить изменения, произошедшие за 30-летней период эксплуатации.

2. Провести агроэкологическое зональное районирование и типизацию орошаемых земель по проявлению негативных процессов, ухудшающих их эколого-мелиоративное состояние, и дать анализ особенностей проявления и развития почвенных деградационных процессов.

3. Разработать экологически безопасный и экономически эффективный ресурсосберегающий режим орошения культур севооборотов, обеспечивающий получение запланированных урожаев сельскохозяйственных культур, снижение затрат оросительной воды и улучшение эколого-мелиоративного состояния орошаемых земель при близком залегании грунтовых вод.

4. Определить эффективность влияния мелиоративных приемов на водно-солевой режим, агрофизические свойства и плодородие темно-каштановых орошаемых почв при близком залегании уровня грунтовых вод.

5. Дать прогноз изменений эколого-мелиоративного состояния и плодородия орошаемых земель с разработкой мероприятий по восстановлению деградированных орошаемых земель и эффективному их использованию.

6. Дать эколого-экономическую оценку разработанного комплекса мелиоративных приемов.

Научная новизна. Впервые в Саратовском Заволжье проведена комплексная агроэкологическая оценка современного состояния орошаемых земель на примере Приволжской ОС. На основе обобщения полученных материалов проведены типизация и зональное районирование территории по проявлению негативных почвенно-мелиоративных процессов, представленные в виде схематической карты. Разработана технология восстановления плодородия деградированных орошаемых земель в условиях близкого залегания грунтовых вод, включающая рациональные севообороты и ресурсосберегающий режим орошения. Даны прогноз стабилизации эколого-мелиоративного состояния на 10-летний период при условии проведения предлагаемых мероприятий и рекомендации по восстановлению и сохранению плодородия земель для территорий с современным проявлением почвенных деградационных процессов.

Практическая ценность работы. Материалы и результаты агроэкологи-ческого мониторинга могут быть использованы в комитете по охране окружающей среды и проектных организациях при составлении схем землеустройства. Разработанные рациональные мелиоративные приемы экологически безопасной ресурсосберегающей технологии возделывания орошаемых культур в адаптивных севооборотах в условиях близкого залегания грунтовых вод, обеспечивающие водосбережение и получение планируемых урожаев зерна и кормов, могут использоваться на орошаемых землях сухостепной зоны Саратовского Заволжья.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка и внедрение результатов исследований проведены на орошаемых землях Приволжской ОС Марксовского района Саратовской области на площади 360 га.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на Международных научно-практических конференциях: «Проблемы охраны природных ландшафтов и биоразнообразия России и сопредельных стран» (Пенза, 2004), «Экологические проблемы сельскохозяйственного производства» (Воронеж, 2004), «Землеустроительное и кадастровое обеспечение функционирования земельно-имущественного комплекса» (Омск, 2005), «Земельные ресурсы, состояние и перспективы использования» (Ставрополь, 2006), «Объекты недвижимости: управление, использование, ведение и инженерно-геодезическое обеспечение кадастра» (Омск, 2007), на Всероссийских научно-практических конференциях: «Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2003), «Наука в современных условиях: от идеи до внедрения» (Димитровград, 2007), в региональной научно-практической конференции: «Роль молодых ученых в реализации национального проекта «Развитие АПК»» (Саратов, 2007), посвящены 117, 118 и 119 годовщинам со дня рождения Н.И. Вавилова (Саратов 2004, 2005, 2006) и конференциях профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» (Саратов, 2003-2007 гг.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в пятнадцати научных работах, в том числе в рецензируемом журнале «Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова».

Степень личного участия заключается в проведении полевых исследований, а также в сборе, анализе, систематизации и обработке данных и картографического материала.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, рекомендаций производству, списка литературы из 275 наименований, в том числе 10 работ иностранных авторов. Работа изложена на 187 страницах компьютерного текста, включает 41 таблицу, 13 рисунков и 24 приложения.