Оптимизация мелиоративных мероприятий в соответствии с генетическими особенностями почв и почвообразующих пород

При решении мелиоративных задач в разнообразных ландшафтных условиях больше всего ошибок допускается в тех случаях, когда плохо учитываются особенности почв и почвообразующих пород, почвенные режимы. Как правило, если способ мелиорации не адекватен свойствам и режимам почв и почвообразующих пород, то он оказывается либо не эффективным, либо опасным для природной среды. Примеры такого рода весьма многочисленны. Так, в условиях южной тайги глубокое самотёчное осушение низинных болот полесий оказалось причиной ускоренного разложения их органического вещества, дефляции, пожаров, исчезновения осушенных торфяных почв, выхода на поверхность бесплодных оглеенных кварцевых песков, мергеля, известковых отложений. Связь способов мелиорации с особенностями генезиса и состава почв и почвообразующих пород отчётливо проявляется и при мелиорации минеральных почв. Это относится как к гидротехническим, так и к гидромелиоративным мероприятиям. Так, пластмассовый дренаж быстро выходит из строя в минеральных гидроморфных почвах, заболоченных ожелезненными водами, т.е. в ортзандовых, оруденелых, коровых железистых, а также в ожелезненных торфяных почвах. Следствием этого является вторичное заболачивание территории. Керамический дренаж малоперспективен в длительно-сезонно-мерзлотных почвах из-за закупорки дрен ледовыми пробками весной в начальный период формирования дренажного стока.

Кротовый дренаж может функционировать только в структурных, преимущественно пойменных, почвах. Однако он нецелесообразен в бесструктурных болотно-подзолистых суглинистых и глинистых почвах. Сама оподзоленность почвенного профиля является достаточным свидетельством нецелесообразности применения этого вида дренажа.

Генезис почв, их гранулометрический и агрегатный состав определяют принципиальную конструкцию осушительных систем. Так, на тяжёлых оглеенных слабоагрегированных и плохо водопроницаемых почвах необходимы комбинированные осушительные системы. Здесь кроме регулирующей сети осушителей целесообразно устройство ложбин с коэффициентами откосов 5-6 для раскрытия западин, шлюкеров, траншейных фильтров из крупнозернистого песка, мелкого гравия, керамзита, пластмассовых шариков и других материалов, агромелиоративных мероприятий по ускорению поверхностного и внутрипочвенного стока, а также выполнение агрономических мероприятий по защите почв от уплотнения (применение травопольных севооборотов, сельскохозяйственных машин с уменьшенным давлением на почву и др.).

Хорошо агрегированные тяжелые почвы пойм отличаются высокими коэффициентами фильтрации. До тех пор, пока сохраняется благоприятная почвенная структура, не возникает необходимость в использовании шлюкеров, траншейных фильтров и других мероприятий по ускорению поверхностного и внутрипочвенного стока, несмотря на преимущественно глинистый гранулометрический состав этих почв. Однако их длительная эксплуатация в условиях монокультуры пропашных на протяжении 15-25 лет и более приводит к существенному ухудшению физических свойств и возникновению водоупорных подпахотных горизонтов.

В легких почвах, заболоченных грунтовыми водами, схема осушения наиболее проста. На внепойменных массивах она ограничена лишь регулирующей сетью осушителей, планировкой поверхности и агрономическими мероприятиями по защите почв от уплотнения.

Тесная связь эффективности мелиоративных мероприятий и генезиса почв проявляется в случае не только применения гидротехнических, но и агромелиоративных мероприятий. Так, глубокое мелиоративное рыхление неэффективно в торфяных, средне- и сильнокаменистых почвах на моренных отложениях, в почвах на тонкослоистых ленточных глинах. Оно мало эффективно в условиях сложной структуры почвенного покрова, а также на недренированных оглеенных почвах.

Установлено, что такой распространенный способ агромелиорации, как кротование, неэффективен на тяжелых пойменных оглеенных почвах и в почвах на тонкослоистых ленточных глинах. Наконец, применение бестраншейного пластмассового дренажа, глубокого мелиоративного рыхления, кротования, дреноукладчиков с непрерывной экскавацией затруднено или невозможно в почвах на моренных каменистых отложениях.

Свойства почв и пород определяют не только способы мелиорации, но и важнейшие параметры земляных сооружений, а также их стоимость. Так, в тяжёлых почвах на тонкослоистых ленточных глинах при строительстве каналов выполняется максимальный объём земляных работ, поскольку их коэффициенты откосов равны 3,0-3,5. Эти почвы и породы обладают высокой способностью к скольжению. Вместе с тем в устойчивых моренных глинах они не превышают 1,25-1,50. Примеры такого рода могут быть существенно дополнены. Однако и приведенных данных достаточно для того, чтобы подтвердить сформулированный тезис о том, что мелиоративные системы эффективны только в том случае, если они адекватны генезису и составу почв и почвообразующих пород. Это положение справедливо не только для гумидных, но и для степных и пустынных ландшафтов. Так, например, из-за недостаточного внимания к особенностям почв и пород в Центральной Азии в 60-70 годах были вовлечены в орошение тяжелые гипсоносные почвы с высоким содержанием крупнокристаллического гипса. Такие почвы обладают низкой водопроницаемостью и практически не поддаются промывкам.

Отметим и то, что бездренажное орошение чернозёмов и каштановых почв на юге России при близком залегании майкопских, хвалынских и других соленосных пород стало причиной не только их осолонцевания и засоления на значительных площадях, но и возникновения заболоченности и переувлажнённых засоленных почв в условиях мочарных ландшафтов.

Весьма существенное значение для оценки адекватности способов мелиорации природным условиям является анализ вторичных изменений процессов почвообразования в результате интенсивного антропогенного воздействия. Представляется, что оценка почвообразовательных процессов, возникающих в результате антропогенного воздействия на почвенный покров, должна стать основой прогноза изменения почв и ландшафтов под влиянием хозяйственной деятельности человека.

Например, применение дренажа в гумидных ландшафтах для осушения оглеенных минеральных почв на кислых и выщелоченных суглинистых и глинистых породах при современном низком уровне агротехники резко усиливает вынос кальция и магния, марганца и железа. Дренаж в таких почвах является причиной смены застойного типа водного режима на застойно-промывной. Всё это приводит к возникновению или увеличению мощности подзолистого горизонта в осушаемых почвах. В таких почвах после дренажа усиливается действие зонального почвообразовательного процесса. Сущность происходящих изменений свойств твёрдой фазы почв при изменении типа гидрологического режима отражает таблица 8.37.