Почвенно-экологические факторы длительного использования мелиорированных земель Нечерноземной зоны тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.03, доктор сельскохозяйственных наук Гулюк, Георгий Григорьевич

• Гулюк, Георгий Григорьевич
• доктор сельскохозяйственных наук
• 2005

Оглавление диссертации доктор сельскохозяйственных наук Гулюк, Георгий Григорьевич

ВВЕДЕНИЕ.:.

Глава 1. ПРОБЛЕМЫ ДЛИТЕЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕЛИОРИРУЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ.

1.1. Изменение водно-физических и химических свойств осушенных минеральных почв

1.2. Изменение состава, водно-физических и химических свойств торфяных почв.

1.3. Экологическая тенденция загрязнения и деградации земель под влиянием антропогенного воздействия.

1.4. Режим работы дренажа и дифференциация мелиоративного режима на тяжелых почвах.

1.5. Условия эксплуатации мелиоративных систем и их влияние на окружающую среду и продуктивность.

Глава 2. РЕГИОНЫ, ОБЪЕКТЫ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Природно-мелиоративные условия Центрального района Нечерноземной зоны РФ.

2.1.1. Объекты, условия и методы полевых исследований в Московской области.

2.1.2. Объекты, условия и методы полевых исследований в Тверской области.

2.1.3. Объекты, условия и методы полевых исследований в Рязанской области.

2.2. Природно-мелиоративные условия Республики Беларусь.

2.2.1. Объекты, условия и методы полевых исследований в Полесье.

2.2.2. Объекты, условия и методы полевых исследований в Поозерье.

2.3. Объекты и методика теоретических исследований.

2.3.1. Фильтрация к дренам в грунтах с круговыми включениями.

2.3.2. Фильтрация к дренам в грунтах с эллиптическими включениями.

2.3.3. Фильтрация к сходящимся дренам.

2.4. Объекты и методика исследований методом электрогидродинамической аналогии

ЭГДА).

2.4.1. Исследование влияния полукруговых включений на фильтрацию к дренам.

2.4.2. Исследование фильтрации к дренам в траншейной засыпке.

2.4.3. Исследование фильтрации к дренам при дифференцированных мелиоративных обработках.

Глава 3. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ПОЧВ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ.

3.1. Изменение свойств дерново-подзолистой оглеенной почвы в зависимости от продолжительности действия дренажа, глубокого рыхления и очистки дрен.

3.1.1. Изменение водно-физических свойств.

3.1.2. Изменение агрохимических свойств.

3.2. Изменение водного режима дерново-подзолистой оглеенной почвы в зависимости от продолжительности действия дренажа, глубокого рыхления и очистки дрен.

3.2.1. Динамика режима дренажного стока.

3.2.2. Динамика уровня почвенно-грунтовых вод.

3.2.3. Динамика влажности почвы.

3.3. Влияние осушения на состояние переувлажненных минеральных почв.

3.3.1. Изменение водно-физических свойств минеральных почв.

3.3.2. Изменение агрохимических свойств минеральных почв.

3.3.3. Биологическая активность измененной минеральной почвы.

3.4. Влияние осушения на состояние торфяных почв.

3.4.1. Изменение мезорельефа.

3.4.2. Минерализация органического вещества.

3.5. Эффективность приемов мелиорации.

3.5.1. Оценка эффективности приемов мелиорации дерново-подзолистых почв.

3.5.2. Исследование мелиоративных обработок, дифференцированных по ширине междреньев.

Глава 4. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

МЕЛИОРИРУЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ.

4.1. Влияние мелиоративных систем на прилегающие земли.

4.2. Агромелиоративные мероприятия по использованию антропогенных почв.

4.2.1. Отношение сельскохозяйственных культур к процессу сработки органического вещества.

4.2.2. Основные положения, принципы мелиоративного земледелия и луговодства на антропогенных почвах.

4.2.3. Структура посевных площадей и севооборота.

4.2.4. Агромелиоративные приемы повышения плодородия антропогенных почв.

4.3. Влияние структурной мелиорации на оптимизацию плодородия почвенных показателей мелиорируемых почв.

4.3.1. Изменение морфологических, водно-физических и химических свойств почв под действием оптимизации.

4.3.2. Оптимальные показатели плодородия торфяных почв.

4.3.3. Изменение морфологических, водно-физических, химических свойств минеральных почв под действием оптимизации.

4.3.4. Формирование плодородия оптимизированных почв.

4.3.5. Агротехнические требования к оптимизации торфяных и минеральных почв.

4.3.6. Технологические способы экологической оптимизации плодородия мелиорируемых торфяных и минеральных почв.

4.3.7. Урожай и его качество под влиянием оптимизации торфяных и минеральных почв

4.4. Принципы сельскохозяйственного использования торфяных почв.

4.5. Эколого-экономический эффект от использования агромелиоративных мероприятий при длительной эксплуатации мелиорируемых земель.

Глава 5. ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ.

5.1. Условия эксплуатации дренажа экологически контролируемого состояния.

5.2. Результаты обследования осушительных систем.

5.3. Заиление дрен.

5.4. Технология определения места засорения дренажа.

Глава 6. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СИСТЕМ ОСУШЕНИЯ.

6.1. Теоретическое обоснование методов осушения тяжелых почв.

6.1.1. Расчет фильтрации к дренам при мелиоративной обработке, дифференцированной по ширине междрений.

6.2. Совершенствование конструкции дренажа и дренажной сети.

6.2.1. Расчет дренажа с учетом проницаемости дренажных фильтров.

6.2.2. Расчет дренажа с учетом проницаемости траншейной засыпки.

6.2.3. Результаты моделирования на ЭГДА.

6.2.4. Расчет фильтрации к сходящимся дренам.

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Почвенно-экологические факторы длительного использования мелиорированных земель Нечерноземной зоны»

Актуальность проблемы. Нечерноземная зона Российской Федерации и Республики Беларусь относится к регионам с пониженной биологической продуктивностью земель в связи с тем, что большая часть сельскохозяйственных угодий расположена в районах неустойчивого и избыточного увлажнения.

Вопросами изучения почвенно-мелиоративных условий Нечерноземной зоны занимались А.Н. Костяков (1960), А.Д. Брудастов (1955), Д.Г. Виленский (1955), В.И. Шраг (1954), Ф.Р. Зайдельман (1981), С.Ф. Аверьянов (1957,1969), В.К. Панов (1974) и другие.

К концу 1980 г. площадь мелиорированных сельскохозяйственных угодий Нечерноземной зоны РФ составила 2894 тыс. га, в том числе осушенных - 2346 тыс. га, орошаемых - 548 тыс.га. Закрытым дренажем осушено 1413 тыс. га, или 60%. Мелиорируемые земли по России в целом составляют 6% общей площади сельскохозяйственных угодий, производство сельскохозяйственной продукции на этих землях - 9-10% всей продукции земледелия.

В структуре земельного фонда Беларуси сельскохозяйственные земли занимают 9257,7 тыс. га, из них пахотные - 6133,2 тыс. га, по состоянию на 1.01.2^02 г. площадь осушенных земель составляла 3416,0 тыс. га, или 16,4% всей территории республики. Однако, уже к 1990 г. мелиоративное строительство значительно сократилось и основными направлениями стали окультуривание, оптимизация главных показателей плодородия и сохранение продуктивности мелиорированных земель при надежной их эксплуатации (Гулюк,1998).

Следует заметить, что в последние годы эффективность эксплуатации мелиорированных систем снизилась, что привело к ухудшению состояния осушенных земель и снижению их продуктивности на 25-35% по сравнению с проектными показателями. Отметим, что еще не достаточно исследовано и экологически обосновано изменение эффективности дренажа в зависимости от срока его действия и условий эксплуатации. Также слабо проработан вопрос об изменении почвенных условий в зависимости от срока действия дренажа при применении агромелиоративных мероприятий.

Длительная эксплуатация мелиоративных систем приводит к их моральному и физическому старению и требует специальных агромелиоративных мероприятий по их реабилитации. Кроме того, возросшие экологические требования, ограничение на использование водных, земельных и энергетических ресурсов ставят проблему экологического обоснования эксплуатации мелиоративных систем длительного действия.

В этой связи исследования, направленные на прогноз последствий продолжительной работы мелиоративных систем, оценку изменения эффективности и разработки агромелиоративных мероприятий по их реанимации, являются актуальными и имеют существенную теоретическую и практическую значимость.

Цель работы. Комплексное изучение динамики физических, агрохимических и агрономических свойств дерново-подзолистых земель, исследование экологических, эксплуатационных и конструктивных факторов их рационального длительного использования в сельскохозяйственном производстве, разработка агротехнических мероприятий и теоретическое обоснование современного проектирования эффективных осушительных систем.

Экспериментальное и теоретическое обоснование и внедрение комплексов мелиоративных, агротехнических, эколого-технологических мероприятий, направленных на обеспечение эффективного длительного использования мелиоративных земель Нечерноземной зоны Российской Федерации и Республики Беларусь.

Задачи исследований. Для достижения поставленной цели предусмотрено решение следующих задач.

1. Выявить почвенные, экологические, конструктивные, эксплуатационные факторы, обуславливающие длительность эффективного использования мелиорируемых земель.

2. Изучить закономерности применения и формирования водно-воздушного режима почв разных сроков осушения.

3. Изучить закономерности изменения водно-физических свойств почв разных сроков осушения.

4. Изучить закономерности изменения агрохимических свойств почв разных сроков осушения на фоне агротехнологий с различной степенью интенсивности применения минеральных удобрений.

5. Изучить закономерности трансформации органических веществ осушаемых почв.

6. Исследовать влияние агротехнических приемов механических обработок, внесения химических удобрений и мелиорантов, видов сельскохозяйственных культур и типов севооборотов, эксплуатационных уходов и технического состояния мелиоративных систем на почвенно-экологические факторы длительной их эксплуатации.

7. Разработать принципы и критерии оценки обеспечения эффективного длительно использования мелиорированных земель.

8. Разработаь технические и технологические решения, обеспечивающие оптимальные параметры мелиоративных режимов длительно осушаемых земель.

9. Провести агроэкологическую и экономическую оценки технологий и мероприятий, обеспечивающих длительную эксплуатацию мелиорированных земель.

Методология исследований. В качестве методологической основы использованы анализ и аналитическое обобщение результатов собственных оригинальных экспериментов и * полевых наблюдений на опытных полях Московской, Тверской, Рязанской областей и Республики Беларусь с привлечением опубликованных материалов других исследований по подобным почвенно-климатическим зонам и мелиорированным землям. Разработанные расчетные методики положены в основу созданных новых агромелиорированных приемов улучшения и реализации длительно эксплуатируемых мелиорированных систем. При проведении экспериментов и закладке полевых опытов применены стандартные методики, обеспечивающие достоверность научных результатов, обоснованность выводов и предложенных практических рекомендаций.

Научная новизна работы заключается в следующем: установлены закономерности изменения физических, водно-физических и агрохимических свойств почв мелиорируемых земель Нечерноземной зоны; выявлены закономерности трансформации органических веществ минеральных и тор* фяных почв в мелиорированных системах; предложены методы расчета параметров дренажа при наличии почвенно-мелиорированных неоднородностей; разработаны технологии агротехнических обработок мелиорированных земель, учитывающие конструктивные особенности и заложение дренажных систем; определены оптимальные параметры мелиоративных режимов использования минеральных и торфяных почв, обоснованы технологические приемы их оптимизации и перевода земель в категорию агроземов; предложена методика эколого-экономической оценки эффективности мероприятий, обеспечивающих длительную эксплуатацию мелиорированных почв.

Основные положения, выносимы на защиту:

1. Почвенные и экологические факторы и критерии оценки, обоснование выбора и расчета агромелиоративных мероприятий по эффективной эксплуатации и совершенствованию использования мелиорированных земель и осушительных систем длительного пользования в Нечерноземном районе.

2. Технические и агромелиоративные решения по обоснованию и поддержке экологической проектной продуктивности осушаемых земель и устойчивости работы мелиориатив-ных систем.

3. Способы оптимизации основных показателей плодородия торфяных почв.

Диссертация выполнена на основе личных теоретических и экспериментальных разработок автора, технических и технологических решений, защищенных патентами на изобретения РФ. Полевые исследования на мелиорированных системах Нечерноземной зоны РФ (Московская, Рязанская, Тверская области) и Республики Беларусь проведены совместно с сотрудниками научных учреждений регионов по методологии и программам, разработанных автором. Анализ, обобщение экспериментальны данных и выработка рекомендации производству выполнены автором.

Практическое значение и реализация исследований. Практическое значение гидродинамических методов расчета параметров дренажа при наличии локальных неоднородно-стей заключается в возможностях расчета фильтрации при мелиоративной обработке дерново-подзолистой оглеенной почвы дифференцированно по ширине междурядий и фильтрации к дренам в дренажных засыпках.

Основы оптимизации плодородных мелиорируемых почв используются для разработки методов расчета режима работы дренажа длительного действия при его реконструкции, а также для обоснования параметров технологий оптимизации эффективного плодородия мелиорированных земель.

Аналитические зависимости и программные средства необходимы для расчета гидродинамических режимов дренажа при проектировании.

Предложенные агромелиоративные мероприятия по реабилитации мелиоративных систем длительного действия, технические решения по их экологической устойчивости и способы оптимизации плодородия земель обеспечивают повышение эффективности работы дренажа на 15-20%, снижение затрат труда до 30-40%, увеличение урожайности сельскохозяйственных культур на 15-25% и получение экологически чистой продукции.

Все предложенные технические и технологические решения защищены 11 авторскими свидетельствами на изобретения РФ.

Технологии дифференцированных обработок дренированных земель, агромелиоративные мероприятия, технические и технологические решения по экологической надежности мелиорированных систем и оптимизации плодородия земель использованы проектными мелиоративными и строительными организациями Московской, Тверской, Рязанской и других областей центра Нечерноземной зоны России и Республики Беларусь.

Общая сумма лицензионных продаж разработок, защищенных патентами РФ, составляет 1,8 млн. рублей.

Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследований докладывались и получили одобрение на конгрессе МКИД в Сеуле, на заседании НТС Мин-сельхоза РФ и НТС Минсельхоза Беларуси (2002-2003 гг.), на международной конференции «Мониторинг состояния лесных и урбосистем» (2002 г.), на научно-технических конференциях в Российском университете дружбы народов (2001 г.), в Московском государственном университете природоустройства (2002 г.), Московском государственном университете леса (2001-2003 гг.), конгрессе МКИД в Москве (2004 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 40 работ, в том числе монография «Агромелиоративные мероприятия при длительной эксплуатации дренажа и экологической реабилитации техногенно загрязненных земель гумидной зоны», пять брошюр, получено 11 патентов на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 323 стр. машинописного текста, включает 39 рисунков, 104 таблицы, список литературы из 337 наименований, в т.ч. 16 публикаций зарубежных авторов. Работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы и приложений.

Заключение диссертации по теме «Агропочвоведение и агрофизика», Гулюк, Георгий Григорьевич

ВЫВОДЫ

1. В настоящее время на части мелиорированных площадей не удается получать проектные урожайность и эффективность производства сельскохозяйственной продукции. В Центральном районе Нечерноземной зоны РФ неудовлетворительное мелиоративное состояние отмечается на 23% площади осушаемых земель. Оно обусловлено локальным заилением дрен (18% площади), площадным заилением дренажа (10% площади), снижением водопроницаемости подпахотных горизонтов (32% площади), заилением дренажных фильтров (17% площади), снижением проницаемости траншейной засыпки (12% площади). Это обусловлено не только недостатками в конструкции, строительстве и эксплуатации дренажа, низким уровнем технологии выращивания урожая на дренированных землях, но также тем, что не учитываются изменения почвенных, микроклиматических и экологических факторов и ограничения на использование водных, земельных и энергетических ресурсов. Для решения задач длительного эффективного использования мелиорированных земель необходим комплексный подход, который в соответствии с идеями А.Н. Костякова и С.Ф. Аверьянова основан на теоретических разработках, инженерно-мелиоративных решениях и агромелиоративных методах создания и эксплуатации осушительных систем.

2. В многолетних полевых экспериментах исследована эффективность работы гончарного дренажа и динамики физических, физико-химических и агрохимических свойств тяжелых дерново-подзолистых оглеенных почв при разных сроках его эксплуатации.

Закрытый гончарный дренаж с междренными расстояниями 18 м и глубиной их закладки 1,2 м улучшает водно-воздушный режим и повышает продуктивность сельскохозяйственных земель. Действие дренажа усиливается при проведении глубокого рыхления. Однако эффективность его влияния снижается с увеличением срока действия.

Установлено:

- Водно-физические свойства осушенных дерново-подзолистых оглеенных почв заметно улучшаются вследствие их окультуривания, особенно на фоне глубокого рыхления. Так, в слое почвы 0-60 см плотность уменьшилась на 3-4%. На фоне глубокого рыхления показатели плотности, пористости, твердости и структуры почвы в среднем за 4 года улучшились на 5-10%, а водопроницаемость увеличилась в 3-4 раза. Продолжительность действия дренажа в течение 5—13 лет не сказывается отрицательно на этих свойствах. При более длительной работе дренажа (до 25 лет) отмечается тенденция восстановления исходных значений этих показателей.

-Химические свойства осушенных почв улучшаются. Так, в слое 0-30 см кислотность из среднекислой перешла в слабокислую (от рН 4,6-4,9 до рН 5,2-5,9). Содержание гумуса увеличилось от 1,54-1,65 до 1,63-1,75% (на 5-7%), также произошло увеличение подвижного фосфора и обменного калия до оптимальных значений.

- С увеличением длительности действия дренажа от 5—8 до 22-25 лет происходит заметное снижение модулей дренажного стока, их объемов и коэффициентов стока. Средние модули стока при этом уменьшились на 25,9%, а объемы стока - на 39,7 и 24,0% соответственно на неочищенных и очищенных от заиления дренах. Проведение очистки дрен после 22 лет работы дренажа способствовало увеличению объема дренажного стока на 33,9%, а после 5 лет работы - на 6,3%. В среднем за 4 года глубокое рыхление обеспечивало увеличение объема стока на 12,8%, а в сочетании с очисткой дрен (при длительности действия дренажа 22-25 лет) — на 54,2%. При этом продолжительность стока сокращалась на 2-5 суток при глубоком рыхлении и возрастала при увеличении срока действия дренажа от 5-8 до 22-25 лет.

- Коэффициент дренажного стока при увеличении продолжительности действия дренажа от 5-8 до 22-25 лет снизился от 0,32-0,3 до 0,19-0,21 на неочищенных дренах и от 0,34-0,38 до 0,25-0,28 на очищенных от ила дренах. Глубокое рыхление способствовало увеличению коэффициента дренажного стока на 10,5-16,0%.

- Рыхление — щелевание дренированных дерново-глеевых почв способствует увеличению дренажного стока в среднем на 22-30%, снижению уровня почвенно-грунтовых вод на 12-14 см и влажности корнеобитаемого слоя на 5-9% от наименьшей влагоемкости (НВ). При этом продуктивность зерновых увеличилась в среднем на 7,6-10,9%, викоовсяной смеси на 15,1-21,4%).

- Наибольшая урожайность сельскохозяйственных культур была получена на участке с продолжительностью действия дренажа 5-8 лет (в среднем за 4 года - 3,17 тыс. к.е./га). При увеличении продолжительности его действия до 10-13 и 22-25 лет урожайность снижалась соответственно на 4,7 и 12,0%. Проведение глубокого рыхления повышало урожайность сельскохозяйственных культур в среднем на 0,26-0,27 тыс. к.е независимо от срока действия дренажа. Очистка дрен обеспечивала увеличение урожайности на 0,14 тыс. к.е. с 1 га при длительности действия дренажа 5-8 лет, на 0,20 и 0,49 тыс. к.е. с 1 га при длительности действия дренажа соответственно 10-13 и 22-25 лет.

3. При увеличении продолжительности действия дренажа наблюдается повышение уровня почвенно-грунтовых вод. За период интенсивного стока из дрен (с 21 апреля по 30 июня) в среднем за 4 года их уровень залегал на глубине 90 см при длительности действия дренажа 5-8 лет и был выше на 6 и 16 см (84 и 74 см от поверхности) соответственно при увеличении его действия до 10-13 и 22-25 лет. Влажность почвы в слое 0-50 см в предпосевной и начальный периоды вегетации повышалось в среднем на 2,6-5,4% от ПВ, а продолжительность переувлажнения - на 8-12 дней при увеличении срока действия дренажа от 5-8 лет до 22-25 лет. При длительной эксплуатации дренажной системы (22-25 лет) заиление дрен достигает более 50% площади их сечения при мощности наилка 26-32 мм. На участках с меньшим сроком действия дренажа (5-8 и 10-13 лет) заиление дрен не превышало 15-30%. Глубокое рыхление обеспечивало понижение уровней в среднем на 8-9 см. Очистка дрен способствовала снижению продолжительности переувлажнения и понижению уровней почвенно-грунтовых вод в среднем на 3-5 и 18 см соответственно при продолжительности действия дренажа 5-13 и 22-25 лет, а совместное действие очистки с глубоким рыхлением -на 16 и 26 см. Кроме того, способствовало поддержанию оптимального режима влажности почвы в засушливые периоды и уменьшала толщину наилка в 3-4 раза.

4. Установлено, что в эколого-экономическом плане торфяные и малопродуктивные минеральные почвы следует использовать в сельскохозяйственном производстве при проведении оптимизации их основных показателей плодородия путем структурной мелиорации (пескования, торфования). Длительное использование маломощной торфяной почвы в сельскохозяйственном производстве приводит к ее деградации, потере признаков торфяной и эволюционирования ее в почву, близкую по своим свойствам к дерново-подзолистым почвам.

Разработана технология оптимизации почв, которая найдет практическое применение при восстановлении нарушенных (деградированных) минеральных земель, при коренной реконструкции устаревших мелиоративных систем, при сохранении и продлении жизни торфяных почв. Торфование минеральных и пескование торфяных почв - высокоэффективный способ повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Урожай картофеля и зерновых культур повышается соответственно на 15-20%. При этом затраты на оптимизацию окупаются за 3-4 года.

5. Установлено, что суммарный эффект влияния осушения на прилегающие земли с учетом зон положительного, отрицательного и нейтрального его проявления является положительным, а имеющиеся отрицательные последствия чаще всего перекрываются положительным эффектом.

6. Предложенная система земледелия на антропогенных почвах (структура посевных площадей, рациональные севообороты, система удобрений и т.д.) позволила значительно увеличить эффективное их плодородие в среднем в 2 раза и более.

Предложенные способы и элементы технологий прошли экспериментальную проверку и апробацию в Центральном районе Нечерноземной зоны РФ. Они доведены до уровня технологий и могут использоваться в производстве.

7. Разработаны методы расчета дренажа с учетом проницаемости дренажных фильтров, траншейной засыпки, зон обработок в осушаемом грунте. Анализ полученных решений показал, что наиболее существенное влияние на режим работы дренажа оказывает соотношение проницаемостей элементов конструкции дренажа и осушаемого грунта, далее по степени влияния идет удаление границы элемента от контура дрены и размеры элемента или включения. Обоснованность предложенных методов подтверждают результаты расчета для частного случая по методу академика П.Я. Полубариновой-Кочиной, данные полевых исследований и моделирование на ЭГДА.

8. Созданы способы, снижающие отрицательное влияние на урожай неравномерности дренирования различных участков междренья и сокращения сброса нитратов в дренажные воды, путем дифференцирования мелиоративных обработок по ширине междренья (патенты РФ №2194386).

9. Предложены новые элементы конструкции дренажа, способы контроля и эксплуатации, которые включают глубокое рыхление зон размещения истоковых участков дрен осу-шительно-увлажнительных систем (заявка на изобретение № 2001134063) и перекрытие истоковых участков дрен, впадающих в соседние коллекторы (заявка на изобретение №2001134064) устройство контрольных участков со сходящимися дренами и проведение комплекса наблюдений в наблюдательных створах (патент РФ № 2199625).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА

1. Оптимизацию параметров дренажа на тяжелых почвах при проектировании рекомендуется устанавливать в два этапа. На первом этапе междренное расстояние и глубина укладки дрен определяются по ранее созданным методикам без учета влияния дренажных фильтров, траншейной засыпки, рыхления. На втором этапе параметры дренажа, конструкцию дренажного фильтра и состав засыпки уточняют по теоретически разработанным методам, изложенным в главах 3 и 6 диссертации. При этом оптимальными параметрами дренажа на дерново-подзолистых оглеенных почвах являются: междренные расстояния -18 м, глубина закладки дрен - 1,2 м в сочетании с рыхлением почвы на глубину 0,6 м один раз в 4 года.

2. Для повышения эффективности работы дренажа и его эксплуатационной надежности необходимо проводить промывку дрен от заиления не реже одного раза в 15-20 лет. С учетом экспериментов, проведенных в Белорусском Полесье необходимо сочетать дренаж с мероприятиями по ускорению поверхностного стока и агротехническими мероприятиями по оптимизации показателей плодородия (известкование, внесение минеральных и органических удобрений, специальных севооборотов).

3. Технологические способы экологической оптимизации плодородия мелиорируемых торфяных и минеральных почв предусматривают внесение песка (супеси) в дозе 12001500 т/га и торфа в дозе 300-400 т/га соответственно, один раз в 4 года.

Список литературы диссертационного исследования доктор сельскохозяйственных наук Гулюк, Георгий Григорьевич, 2005 год

1. Абрегов М.М. Влияние приемов основной обработки на свойства аллювиальных дренированных почв и урожайность столовой свеклы // Автореф. дис. канд.с.-х. наук. М., 1999,17 с.

2. Аверьянов С.Ф. Вопросы управления режимом грунтовых вод // Автореф. докт. диссерт. техн. наук. М., МИИВХ, 1958. 43 с.

3. Аверьянов С.Ф. О расчете осушительного действия горизонтального дренажа в условиях напорного питания // «Научные записки МИИВХ». Т. 22,1960. С. 3-73.

4. Аверьянов С.Ф. Об осушении низинных болот // Научные записки МИИВХ. М., 1957. С. 24.

5. Аверьянов С.Ф. Основные научные проблемы осушения земель. М.: «Колос», 1969. С. 76.

6. Аверьянов С.Ф. Расчет понижения и подъема грунтовых вод при осушении системой каналов (дрен) // Гидротехника и мелиорация, № 12. 1957. С. 49-61.

7. Аверьянов С.Ф. Сравнение осушительного действия горизонтального дренажа при продольном поперечном его расположениях // «Доклады ТСХА». Вып. 67. М., 1961. С. 14—29.

8. Авраменко Н.М. Причины ухудшения водного режима на осушенных торфяных почвах Полесья // Эколого-экономические принципы эффективного использования мелиорируемых земель: Матер, междунар. научн. конф. Минск: БелНИИМиЛ, 2000. С. 151-154.

9. Агеев В.В., Динякова С.В. О некоторых аспектах понимания проблемы плодородия // Актуальные аспекты повышения плодородия почв. Ставропольская гос. с-х. акад. Ставрополь, 1994. С. 3-13.

10. Акимов Н.В. Осушающее действие закрытого дренажа в сочетании с глубоким рыхлением на серых лесных тяжелых почвах // Автореф. дис. к.т.н. М., 1985. 19 с.

11. Акимов Н.В., Печенина B.C., Черненок В.Я. Осушение тяжелых почв //В сб. «Осушение земель в гумидной зоне СССР». М., 1983. 27 с.

12. Алеканд К.Ф. и др. Причины отказа действия дренажа в Эстонской ССР // Гидротехника и мелиорация, 1984, № 3. С. 57-59.

13. Алеканд К.Ф. Исследование заиления гончарного дренажа в минеральных грунтах // Автореф. дис. канд. тех. наук. Минск, 1966. 27 с.

14. Алексанкин А.В., Дружинин Н.И. Мелиорация земель в Нечерноземной зоне РСФСР. М.: Колос, 1980. 288 с.

15. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях //Л., 1987. С. 45.

16. Алексеевский Н.И. и др. Мелиорация и использование осушенных земель. Киев, 1988. 188 с.

17. Аммосова Я.М., Орлов Д.С., Садовникова Л.И. Охрана почв от химического загрязнения. М.: Изд-во МГУ, 1989. 96 с.

18. Аравин В.И., Нумеров С.Н. Теория движения жидкости и газов в недеформируе-мой пористой среде. М.: Гостехиздат, 1953. 616 с.

19. Астапов С.В., Долгов С.И. Методы изучения водно-физических свойств почв и грунтов //Почвенная съемка. М.: Изд-во АН СССР, 1959. С. 299-334.

20. Афанасик Г.И., Белковский В.И. и др. Методика установления режимов рационального использования торфяных почв // Мелиорация переувлажненных земель: Сб. научн. работ БелНИИМиЛ, т. XLV. Минск, 1998. С. 10-30.

21. Афанасик Г.И., Голченко М.Г., Лихацевич А.П., Михайлов Г.И. Сельскохозяйственные мелиорации. Минск, 2000. С. 436.

22. Бамбалов Н.Н., Белковский В.И. и др. Агроэкологические проблемы нарушенных болотных экосистем //Экология: Информ. бюл. БелНИИЦ, № 15 (22). Минск, 1997. 32 с.

23. Барановский И.Н. Миграция азота и зольных элементов из пахотного слоя дерново-подзолистых почв Калининской области //Науч. тр. вып.1, «Сельскохозяйственное использование осушенных земель». Калинин, 1978. 77 с.

24. Белковский В.И. Улучшение свойств торфяных почв //Минск: Урожай, 1982.117 с.

25. Белковский В.И. Эффективность применения добавок минерального грунта на торфяно-болотных почвах в условиях Белоруссии //Кн. «Окультуривание почв Нечерноземной зоны в условиях ускоренной интенсификации сельского хозяйства». Л., 1977. 136 с.

26. Белковский В.И., Горошко В.М. Плодородие и использование торфяных почв. Минск: Ураджай, 1991. 293 с.

27. Белковский В.И., Даутина Д.Б., Загурский М.В. Улучшение теплового режима торфяников под кукурузу // Ж. «Кукуруза», № 4, 1975, 20 с.

28. Белковский В.И., Зоткин В.П. Основные свойства трансформированных почв //Кн. «Повышение плодородия и рациональное использование торфяных почв». М.: Рос-сельхозиздат, 1986. С. 55-57.

29. Беляева Т.В., Сапожников Е.Г. Эффективность защиты дренажа от заохривания // Гидротехника и мелиорация, 1984, № 7. С. 46-48.

30. Бергер И. Улучшение физических недостатков различных почв прибавлением извести и глины. М., 1991. 32 с.

31. Бовтрамович Ф.Б. Продолжительность понижения уровня грунтовых вод осушительной системой на прилегающей территории //НТИ «Мелиорация и водное хозяйство». Вып. 5. Минск, 1986. С. 23-25.

32. Богданович А.И. Изменение некоторых свойств периодически переувлажненных почв под действием гончарного дренажа //В сб.: «Исследования по мелиорации болот и минеральных почв». Горки, 1969. С. 102-105.

33. Богданович А.И. Осушение пылевато-суглинистых периодически переувлажненных почв разряженным и выборочным гончарным дренажем // Автореферат канд. дисс. Горки, 1963. С. 23.

34. Богданович А.И. Работоспособность дренажных засыпок при периодическом действии гончарного дренажа // В сб.: «Гидротехника и мелиорация». Горки, 1967. С. 86-94.

35. Богданович А.И. Специфика работы гончарного дренажа в пылеватых суглинистых почвах //В сб. «Мелиорация и гидротехника». Том 81. Горки, 1971. С. 39-43.

36. Богданович И.М. и др. Земля Белоруссии. Минск, 1977. С. 42.

37. Большаков В.А. и др. Нормирование загрязняющих веществ в почве //Химизация сельского хозяйства, № 4, 1991.10 с.

38. Брезгунов B.C. и др. Указания по изучению и определению выноса минеральных, органических веществ и ядохимикатов дренажными и грунтовыми водами с мелиорируемых земель. Минск, 1980. С. 12-47.

39. Брудастов А.Д. Осушение минеральных и болотных земель //Сельхозгиз. М., 1955. С. 443.

40. Брусиловский Ш.И. Влияние осушения болот на водный режим прилегающих минеральных земель // Мелиорация и использование осушенных земель. Сб. тр. Бел-НИИМиВХ. т. XIV. Минск: Ураджай, 1966. С. 123-134.

41. Брусиловский Ш.И. Результаты исследований способов осушения тяжелых почв в условиях Белорусской ССР //В кн. «Осушение тяжелых почв». М., 1981. С. 30—41.

42. Брусиловский Ш.И., Евчик П.П. Глубокое рыхление тяжелых почв // Обзорная информация. Экспресс-информация, вып. 15. «Осушение и осушительные системы» М.: ЦБНТИ, 1978. С. 58.

43. Булавко А.Г. Гидрологическая роль торфяных месторождений и использования их в сельском хозяйстве // Тез. докл. научн. конф. Минск, 1981. С. 38-41.

44. Бурматов И.М., Емельянова И.М., Петрова М.П. Изменение водного и температурного режимов торфяно-болотных почв при различных добавках минерального грунта // Кн. «Мелиорация путь к высоким урожаям». JL, 1975. 101 с.

45. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы определения водно-физических свойств почв и грунтов. М.: «Высшая школа», 1973. 399 с.

46. Важенина Е.А. Химические и минералогические исследования почв в окрестностях металлургических предприятий // Бюлл. ин-та В.В. Докучаева. Вып. 35. М.,1983.26 с.

47. Ванеян С.С., Вашнякова А.Ф., Корчагин В.В. Изменение плодородия аллювиальных луговых почв в интенсивном овощном севообороте //Мелиорация и водное хозяйство, 2003. № 5. С. 13-15.

48. Василевская В.Д. Проблемы и опыт составления карт устойчивости почвенного покрова к антропогенным воздействиям //Ж. «Биологическая наука», № 9, 1990. С. 51-59.

49. Ведерников В.В. Теория фильтрации и ее применение в области ирригации и дренажа. M.-JL: Госстройиздат, 1939. 248 с.

50. Виленкин С.Я. Статистическая обработка результатов исследования случайных функций. М.: Энергия, 1979. 469 с.

51. Виленский Д.Г. и др. Систематическое описание почв Мещерской низменности. // Кн. «Исследование природных условий сельского хозяйства Мещерской низменности». М.: Изд-во МГУ, 1961. С. 22-109.

52. Виленский Д.Г. Мещерская низменность и ее комплексное исследование //Кн. «Исследование природных условий сельского хозяйства Мещерской низменности». М.: Изд-во МГУ, 1961. С. 13-20.

53. Виленский Д.Г. Почвенный покров Мещерской низменности и задачи повышения плодородия почв // Сб. «Осушение и освоение земель Мещерской низменности». М.: Сельхозгиз, 1955. С. 12.

54. Вильяме В.Р. Собрание сочинения. Том 6. М.: Изд-во «Сельхоз. Литер», 1951.316 с.

55. Владимиров Б.В., Алексашина В.В. Экологические проблемы антропогенного воздействия на городскую среду //Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. Т. 22. М.: ВИНИТИ, 1988. С. 83.

56. Воробьев Н.И. Причины переувлажненности земель в Северо-Западной зоне РСФСР //Гидротехника и мелиорация, 1981, № 7. С. 46-48.

57. Гармаш Г.А. Распределение тяжелых металлов в почве в зоне воздействия металлургических предприятий //Почвоведение. № 2. 1985. С. 27-29.

58. Гейтман Б.Г. Способы осушения минеральных почв Нечерноземной полосы //Ж. Гидротехника и мелиорация. 1953. № 4. С. 45-54.

59. Гейтман Б.Г., Писарьков Х.А. Осушение сельскохозяйственных земель. М.-Л., 1955.251 с.

60. Германов В.П. Температурный режим осушаемых почв Северной Карелии и методы его регулирования // Кн. «Водный и тепловой режим осушаемых почв Карелии». Петрозаводск, 1981. С. 32-35.

61. Гесть Г.А. Изменение агрофизических свойств дерново-подзолистых временно избыточно увлажняемых (слабоглееватых) легкосуглинистой и связносупесчаной почв при различных способах обработки //Автореф. канд. дис. Минск, 1999. С. 20.

62. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Изд-во «Высшая школа», 1988. С. 55-58.

63. Говорина В.В., Виноградова С.Б. Минеральные удобрения и загрязнение почв тяжелыми металлами //«Химизация сельского хозяйства», № 3,1991. С. 97-98.

64. Головко Д.Г. Земледелие на осушенных болотах. М.: Моск. рабочий, 1969. С. 9-14.

65. Головко Д.Г. Применение удобрений (микроудобрения) //Кн. «Земледелие на осушенных болотах». М.: Московский рабочий, 1969. С. 82-87.

66. Головко Д.Г., Зоткина Т.А. Пищевой режим торфяников при различном осушении // Сб. «Осушение, орошение и освоение земель». Рязань, 1973. С. 96-101.

67. Гордин И.М. Закрытый дренаж в тяжелых почвогрунтах //В сб. «Мелиорация земель Нечерноземной зоны СССР». М., 1967. С. 188-192.

68. Губарь Н.С., Кривоносов и др. Сельскохозяйственные мелиорации в Нечерноземной полосе. М.: «Колос», 1964. 165 с.

69. Гулюк Г.Г. Агромелиоративные мероприятия при длительной эксплуатации дренажа и экологической реабилитации техногенно загрязненных земель гумидной зоны. М.: Изд-во «МГУ», 2004.232 с.

70. Гулюк Г.Г. Продуктивность осушаемых дерново-подзолистых оглеенных почв // Достижение науки и техники АПК, 1999, № 12. С. 18-20.

71. Гулюк Г.Г. Эффективность работы закрытого дренажа в зависимости от мелиоративных мероприятий и срока действия //Мелиорация и водное хозяйство, 1999, № 6. С. 59-62.

72. Гулюк Г.Г., Лихацевич А.П. Влияние водного режима на эволюцию торфяных почв. // Сб. научн. тр. «Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий» Рязань, 2004. с. 355-365.

73. Гулюк Г.Г., Жибуртович К.К. Влияние мелиорации на прилегающие земли. // Сб. научн. тр. «Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий» Рязань, 2004. с. 491-506.

74. Гулюк Г.Г., Томин Ю.А., Мажайский Ю.А. Экологические проблемы использования торфяных почв в сельскохозяйственном производстве // Сб. науч. тр. Рязань, 2003. С. 90-94.

75. Гулюк Г.Г., Шуравилин А.В. Практикум по сельскохозяйственной мелиорации //М.: Изд-во Российского университета дружбы народов, 2001. С. 202-237.

76. Гулюк Г.Г., Шуравилин А.В. Эффективность гончарного дренажа в зависимости от продолжительности его действия на фоне глубокого рыхления // ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ». Вопросы мелиорации. № 2. 2002. С. 5-13.

77. Даншев Т.Н., Санников Г.П. Эксплуатация осушительных систем. J1.: Лениздат, 1964.155 с.

78. Добровольский В.В. Биосферные циклы металлов и регуляторная роль почвы // Почвоведение, № 4, 1997. С. 431-433.84.