Сейтказиев А.С., Шилибек К.К.,Туралина М.Т.

Таразский государственный университет им.М.Х.Дулати,Казахстан

УСТАНОВЛЕНИЯ ВОДНО-СОЛЕВОГО РЕЖИМА ЛУГОВО-СЕРОЗЕМНЫХ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ

Орошение имеет большое влияние на почвенные процессы и микроклимат. Оросительная вода способствует повышению почвенного плодородия. Она растворяет питательные вещества, делает их более подвижными и усваиваемыми для растений. Чем ближе к оптимуму запасы почвенной влаги, тем сильнее положительное влияние орошения на почву, тем выше ее эффективное плодородие. И только чрезмерное увлажнение почвы поливами может со временем вызвать отрицательные явления: подъем грунтовых вод, засоление и заболачивание почвы, падение ее плодородия. Поэтому следует правильно соблюдать водный режим почвы. Когда эти изменения не влияют отрицательно на рост и развитие растений, водный режим считается положительным, а при интенсивном развитии растений – оптимальным.

Для большинства зерновых культур оптимальной является влажность, равная 30—50% полной влагоемкости почвы, для зерновых, бобовых 50—60, для технических растений и корнеплодов 60—70, для луговых трав 80—90%.

Испаряющая способность почвы. Значительная часть воды, тем или иным путем попавшей в почву, теряется через испарение.На величину испарения влияют как внутренние свойства почвы, так и некоторые внешние условия.

На скорость испарения воды влияет прежде всего механический и структурный состав почвы. Почвы связные, обладающие хорошей капиллярностью, испаряют воды больше, чем почвы крупноземистые, например песчаные.

Почвы структурные в значительно меньшей степени теряют влагу, чем бесструктурные: наличие некапиллярных промежутков между отдельными комочками ослабляет водоподъемную способность в них. Наоборот, почвам бесструктурным, в которых капиллярные поры преобладают над некапиллярными, в силу чего создается хорошая подача влаги снизу вверх, свойственна большая потеря воды через испарение. Кроме того, почвы бесструктурные способны при выпадении атмосферных осадков заплывать, образовывая на поверхности корку. Почвенная корка, обладающая тонкопористым строением, еще больше усиливает испарение.

Большое влияние на величину потери воды через испарение оказывает степень уплотненности почвы: чем сильнее уплотнена почва, тем быстрее она испаряет, и, наоборот, чем рыхлее почва, тем меньше потеря влаги.

Значительное влияние на испарение влаги почвой оказывают ветер, температура и степень влажности воздуха: чем суше воздух и выше температура, тем сильнее испарение. Увеличение влажности воздуха и отсутствие ветра уменьшают потерю влаги почвой. Этим объясняется тот факт, например, что в лесу, где почвенный покров защищен от ветров и где воздух более насыщен парами, испарение влаги верхними слоями почвы значительно ниже, чем на открытой местности.На величину испарения влияет также положение, или экспозиция, данного участка: с южных склонов влага сильнее испаряется, чем с северных.

Расход воды из почвы через испарение в известной мере зависит и от формы поверхности. Так, при волнистом или бугристом рельефе испарение будет сильнее, чем при равнинном. Большое влияние на уменьшение испарения оказывает наличие на поверхности почвы различного рода мертвого и живого покрова — опавшей листвы в лесу, травы в степи и т. д. На этом основывается так называемое мульчирование в земледелии, сущность которого заключается в том, что междурядья той или иной культуры покрывают мульчей (торфяным порошком, опилками и др.), т. е. материалом, задерживающим испарение влаги из почвы.Очень много почвенной влаги испаряется с поверхности сорных растений. Поэтому систематическое очищение полей от сорняков является важным мероприятием в деле сбережения влаги в почве и получения высокого урожая.

Под влиянием орошения нередко изменяется механический состав по профилю почвы – илистые фракции из пахотного слоя перемещаются в нижние горизонты. В результате, на глубине 30-80 см у тяжелых и на глубине 1,5-3 м у легких почв образуется уплотненная прослойка, затрудняющая рост корней, проникновение воздуха и воды. На тяжелых почвах она обычно формируется на глубине вспашки. Механический состав почвы часто улучшается благодаря илистым частицам, приносимым поливной водой[2-3].

Исследования проводилась на сероземно-луговых почвах, где именно , происходит выпотной тип водного режима , который создаются в обьектах, где годовая испаряемость значительно превышает годовую сумму осадков и близко к дневной поверхности подходят грунтовые воды. В связи с этим здесь грунтовые воды поднимаются к поверхности и частично испаряются. Если грунтовые воды засоленные, неизбежно засоление почвенной толщи солями, которые содержатся в грунтовых водах.

Полевые исследования (монолитные ) ,необходимые для разработки методов прогноза водно-солевого режима мелиорированных земель , проводились на опытных участках , характеризующие пять группы почв(по механическому составу) в условиях орошения в Байзакского района Жамбылской области в крестьянском хозяйстве «Кокозек».Более подробные данные по водно-физическим свойствам почв представлены в таблицах1-2[2-5].

Таблица1 . Водно-физические свойства почвогрунтов в слое 1м

Группы опчв по меаническому составу	Плотность почвы,γ,т/м^3	Плтность твердый фазы почвы ,d, т/м^3	Коэффициент Фильтрации, К,м/сут	Порозность,%	Активная порозность, %	Полная влагоемкость, %	Наименьшая влагоемкость, %	Гигроскопическая влаги, %	Защемленный воздух, %	Содержание физической глины 0,01мм %
1	1,45	2,62	2-3	45	41,5	31,03	21,72	1,5	2	22-27
2	1,43	2,65	1,5-2	46	41,5	32,20	23,50	2	2,5	30-36
3	1,4	2,66	0,8-1,5	47	41,5	33,57	26,20	2,5	3	45-50
4	1,38	2,68	0,5-0,8	49	43	35,51	28,40	3	3	60-80
5	1,37	2,70	0,1-0,5	49	43	35,78	30,41	4	2	85

Таблица 2.Гидрохимические показатели сероземно-луговых почв в условиях различного механического состава

Группы опчв по меаническому составу	Коэффициент Фильтрации, К,м/сут	Междренное расстояние ,м	Модуль дренажного стока, q, л/с	Исходное Засоление, %	Допустимое Засоление , %	Промывные нормы,Nнт м^3/га	Продолжительность промывки,t, сут
1	2	3	4	5	6	7	8
1	2-3	500	1,93	1-2	0,3	5000	30
2	1,5-2	300-500	1,54	1-2	0,3	6000	45
3	0,8-1,0	200-300	1,45	1-2	0,3	7500	60
4	0,5-0,8	100-200	1,16	1-2	0,3	8000	80
5	0,1-0,5	80-100	0,96	1-2	0,3	10000	120

Продолжение таблицы 2.

Активная пористо сть, ma,%	Параметр Пекле ,Pe	Скорость фильтрации.V ,м/сут	Фактическая скорость, Vф ,м/сут	Показатель солеотдачи, a	Коэффициент обмена , β,1/сут	Коэффициент конвективной диффузии,м^2/сут	Расчетное (прогнозное)солесодержание,%
9	10	11	12	13	14	15	16
39,5	5.5	0.017	0,0485	0,71	0,055	0,0072	0,32
39.7	3.5	0.013	0,0327	0,86	0,035	0,0087	0,30
40.5	2.7	0.0125	0,0308	1,07	0,027	0,011	0,33
39.5	2.0	0.010	0,0253	1,14	0,02	0,012	0,30
45	1.3	0.0083	0,0184	1,43	0,013	0,013	0,29

Из таблицы 2 видно, что скорость фильтрации V и фактическая скорость движения влаги в почве грунте (V_ф) уменьшается в соответсвии с утяжелением механического состава. Если в легких почвах указанные параметры составляет , соотвественно 0.017 и 0.0083 м/сут.то есть в два раза. Значение коэффициента конвективной диффузии в соответствии у тяжелением механического состава почвогрунтов увеличивается.Если величины коэффициента конвективной диффузии в легких почвах составляет 0.0072 м²/сут, то то в тяжелых доходит до 0,013 м²/сут .,то есть зависимости от механического состава почвогрунтов увеличивается в два раза.

Для оценки водообеспеченности растений эти определения сопровождаются учетом количества выпавших осадков.
Запас воды (м³/га) в отдельном слое:

(1)

где В₀ - влажность изучаемого слоя почвы, %; d₀ - плотность почвы, кг/дм³; Н - глубина (мощность) изучаемого слоя, м.

В условиях лабораторных (монолитных) исследований определены запас влаги и обьем воздуха в метровой толще почвы на площади 1 м², данные приведены в таблично виде (Таблица 3).

Таблица 3. Запас влаги и обьем воздуха в метровой толще почвы на площади 1 м²

Слои почвы ,см	Мощность горизонта h,дм	Обьем горизонта на площади 1м^2 Vг=S. H , л	Плотность, ᴘ,кг/дм^3	Плотность твердый фазы d, кг/дм^3	Порозность,П, П,%	Обьем пор в горизонте Vп= Vг. П/100,л	Влажность		Обьем пор,занятых водой Vв= Vг. v/100,л	Обьем пор,свободных от воды (воздухосодержание) а= Vп- Vв,л
							% от массы ,Ѡ	% от обьема Ѡv= ᴘ. Ѡ
0-17	1.7	170	1.25	2,58	52	88,4	27	33,75	57,38	31,02
17-30	1.3	130	1.36	2,60	48	62,4	24	32,64	42,43	19,97
30-45	1.5	150	1.39	2,62	47	70,5	23,7	32,94	49,41	21,09
45-60	1,5	150	1.42	2,67	47	70,5	24,2	34,36	51,54	18,96
60-80	2.0	200	1.46	2,70	46	92	23,6	34,46	68,92	23,08
80-100	2.0	200	1.44	2,72	47	94	24,8	35,71	71,42	22,58
Итого	10.0	1000				477,8			341,1	136,7

Климат является решающим фактором формирования водного режима почвы. Установлено, что основные элементы климата наиболее полно учитываются коэффициентом увлажнения К, который равен отношению среднемноголетней годовой суммы осадков Р к годовому слою испарения Е. Месячный слой максимально возможного в данных условиях испарения в мм вычисляют по формуле Н. Н. Иванова:

Е = 0,0018 (25 + t)(100 — а) , (2)

где t — среднемесячная температура воздуха, °С; а — среднемесячная относительная влажность воздуха, %.

В зоне избыточного увлажнения (север, субтропики) коэффициент увлажнения больше единицы, почва переувлажняется, подвергается сквозному промачиванию, создается водный режим промывного типа.

В засушливой зоне (юг) коэффициент увлажнения меньше единицы. Осадки здесь не промачивают почву до грунтовых вод. Создается водный режим непромывного типа, почва иссушается, концентрация солей в почве повышается, аэрация почвы достаточная. Для нормального развития сельскохозяйственных растений необходимо уменьшить расход, увеличить приход воды, а недостаток ее искусственно ввести в почву путем орошения. По мере перехода от лесостепных районов к степным и пустыням необходимость орошения сельскохозяйственных культур возрастает. Растительность в сочетании с элементами рельефа и механическим составом почвы по-разному влияет на формирование водного режима. Лес обычно способствует снегонакоплению, увеличению запасов воды в почве и созданию промывного типа увлажнения. В условиях сухой степи растительность иссушает почву, создается восходящий ток воды с тенденцией соленакопления.

Литература:

1. Сейтказиев А.С., Буданцев К.Л. Моделирование водно-солевого режима почв на засоленных землях //Межвузовский сб.научн.трудов по гидротехническому специальному строительству., Москва, 2002, С. 72-79.

2. Сейтказиев А.С., Винокуров Ю.И., Алжанова Л.А. Экологическая оценка мелиоративного режима засоленных почв на орошаемых геосистмемах //Международн науч. журнал, «Мир, науки, культуры, образование», ИВЭП СО РАН, Барнаул, 2010, №1 (20). С. 100-102.

3. Сейтказиев А.С., Музбаева К.М., Салыбаев С.Ж. Моделирование водно-солевого и теплового режимов деградировенных почв. Тараз, 2011,-356 с.

4. Seitkaziyev А. S. , Zhaparova S.Z., Salybayev, Shilibek K., Seitkaziyeva K. Evaluation of cycle technique aimed at leaching salts from saline soils// Journal of Scientific Research and Development 2 (11): 37-43, 2015 Available online at www.jsrad.org ISSN 1115-7569.