Статья: Мелиоративная характеристика орошаемых земель Крыма

Мелиоративная характеристика орошаемых земель Крыма

В.И. Ляшевский, М.В. Вердыш

Крымский филиал Российского научно-исследовательского института проблем мелиорации, Симферополь, Российская Федерация

В статье авторами изучена динамика параметров мелиоративного состояния орошаемых земель Республики Крым. Приведены особенности почвенного покрова Крымского полуострова. Указаны причины естественного и вторичного засоления почв и изменения качества оросительной воды. После прекращения подачи воды по Северо-Крымскому каналу зафиксировано снижение уровня грунтовых вод на орошаемых угодьях на 0,1-0,4 м/год. Уровень грунтовых вод в предгорной зоне Крыма остается более стабильным, изменяясь под действием природных факторов. По состоянию на конец поливного периода 2017 г. площадь орошаемых земель с глубиной залегания уровня грунтовых вод менее 2 м составила 2421 га. По результатам мониторинга, территория орошаемых угодий площадью 401,5 тыс. га характеризуется хорошим (180,7 тыс. га, или 45,0 %) и удовлетворительным (187,4 тыс. га, 46,7 %) мелиоративным состоянием. Неудовлетворительное мелиоративное состояние наблюдается на отдельных участках общей площадью 33,4 тыс. га (8,3 % орошаемых земель). В постирригационный период мелиоративное состояние орошаемых земель в Крыму имеет тенденцию к улучшению благодаря снижению уровня грунтовых вод. В то же время для устойчивого улучшения состояния почв на участках с высокой степенью засоления и осолонцевания необходимо проведение химической, агротехнической и других видов мелиорации.

Ключевые слова: Крымский полуостров, орошаемые земли, водообеспеченность, мелиоративное состояние, мониторинг, уровень грунтовых вод, засоление, осолонцевание, минерализация, дренаж, химическая мелиорация, фосфогипс.

The dynamics of parameters of the reclamation state of irrigated lands of the Republic of Crimea was studied by the authors. The features of soil cover of the Crimean peninsula are given. The causes of natural salinization and resalinization of soils and changes in the irrigation water quality are indicated. After the water closure of the North-Crimean Canal, the groundwater level in the irrigated areas reduced by 0.1-0.4 m per year. The water level at the foothill zone of the Crimea remains more stable, changing under the influence of natural factors. As on the end of the irrigation period of 2017, the irrigated land area with a groundwater depth below 2 m was 2421 hectares. According to monitoring results, the territory of irrigated lands with an area of 401.5 thousand hectares is characterized by a good (180.7 thousand ha, or 45.0 %) and satisfactory (187.4 thousand ha, 46.7 %) reclamation state. Unsatisfactory land reclamation state is observed in some areas with a total area of 33.4 thousand hectares (8.3 % of irrigated land). In the post-irrigation period, the reclamation state of irrigated lands in the Crimea tends to improve due to the lowering of the groundwater table. At the same time, chemical, agrotechnical and other types of land reclamation are necessary for the sustainable improvement of soil condition in areas with a high degree of salinization and alkanization.

Key words: Crimean peninsula, irrigated lands, water availability, reclamation condition, monitoring, groundwater level, salinization, alkanization, mineralization, drainage, chemical reclamation, phosphogypsum.

Почвенный покров Крымского полуострова характеризуется значительной пестротой и разнообразием. На основе детальных почвенно-картографических исследований сельхозугодий Крыма было выделено более 440 видов почв. В степной и предгорной зонах полуострова распространены черноземы южные различных видов: средне- и тяжелосуглинистые, слабогумусированные, а также темно-каштановые почвы. Зона Присивашья вдоль побережья Азовского и Черного морей и юго-западная часть Керченского полуострова характеризуются наличием естественно засоленных почв, в т. ч. солонцов. В крымских горах основные виды почв - горно-луговые и бурые лесные, а на Южном берегу Крыма - коричневые почвы сухих лесов и степей (по классификации 1977 г.) [1, 2]. Основной причиной естественного засоления почв является засушливый климат, в условиях которого испарение превышает количество атмосферных осадков, а растворимые соли испаряющихся минерализованных грунтовых вод аккумулируются в верхних слоях почв на слабодренированных и бессточных территориях [3].

С целью обеспечения устойчивого производства сельскохозяйственной продукции, а также удовлетворения потребностей населения и промышленных предприятий в водных ресурсах в условиях недостаточного увлажнения в Крыму был создан мощный водохозяйственно-мелиоративный комплекс, основой которого был Северо-Крымский канал с забором воды из р. Днепр [4]. С широкомасштабным внедрением орошения изменились условия функционирования всех составляющих почвенной среды. Постоянное пополнение приходной части водного баланса, не свойственное природному генезису почв переувлажнение обеспечили тенденцию к глубоким изменениям в направлении и интенсивности химических, физико-химических, биологических и других почвенных процессов. Результаты этих изменений имеют как положительный (повышение продуктивности сельскохозяйственных угодий), так и отрицательный эффект (подъем уровня грунтовых вод (УГВ), переувлажнение и вторичное засоление земель, водная эрозия почв, ирригационное уплотнение, дегумификация) [5, 6].

В 2014 г. была значительно ограничена, а позже полностью перекрыта подача воды по Северо-Крымскому каналу. Водоподача на нужды орошения в 2017 г. по сравнению с 2013 г. уменьшилась более чем в 30 раз (с 520 до 16,9 млн м3), а площади фактически политых земель сократились с 136,8 до 14,3 тыс. га. Практически полностью прекращен полив из государственных оросительных систем в ряде районов Степного Крыма. Поскольку как с внедрением, так и с прекращением орошения изменяются условия функционирования всех элементов почвенной экосистемы, актуальной проблемой является анализ мелиоративного состояния орошаемых и прилегающих земель в условиях прекращения орошения.

Научные работы Е. И. Панковой, А. Ф. Новиковой, выполненные на оросительных системах Волгоградской области, показали, что в условиях прекращения регулярного орошения происходит сокращение площадей с высоким уровнем залегания грунтовых вод, в т. ч. за счет вывода этих земель из оборота, постепенное восстановление вторично засоленных почв. При сохранении высокого УГВ возможно продолжение процессов вторичного засоления [7, 8]. Результаты исследований РосНИИПМ в Ростовской области свидетельствуют, что при внедрении циклического орошения, а также при переводе орошаемых участков в залежные земли фиксируется снижение количества натрия в почвенном поглощающем комплексе, повышение уровня содержания гумуса, уменьшение суммы токсичных солей [9]. В этих исследованиях период, в который не используется орошение на изучаемых участках, составляет не менее 10 лет.

Для оценки мелиоративного состояния орошаемых земель используется система показателей. Основными из них являются УГВ, качество оросительной воды, гидрогеохимический режим грунтовых вод, минерализация грунтовых вод, степень, характер и тип засоления почв, показатель солонцеватости почв [10, 11].

Химический состав и объемы воды, используемой для орошения, являются одними из факторов, определяющих мелиоративное состояние поливных и прилегающих к ним земель. Качество воды в основных источниках орошения сельскохозяйственных угодий Крыма длительный период характеризуется нестабильностью. По данным Каховской гидрогеолого-мелиоративной экспедиции, начиная с 1987 г. вода в источнике водозабора Северо-Крымского канала - Каховском водохранилище характеризовалась повышенным водородным показателем (pH), который в теплое время года достигал значения 8,5-8,8 в результате усиления фотосинтетической активности фитопланктона и водной растительности, что приводило к повышенному поглощению углекислого газа и росту pH [12]. Показатели общей минерализации воды в Каховском водохранилище и Северо-Крымском канале в период 1994-2003 гг. колебались в пределах 0,35-0,45 г/дм3 и имели тенденцию к повышению. Повышенное значение водородного показателя периодически фиксировалось в ряде местных водных источников - р. Биюк-Карасу, Альма и др.

Проведенные в 2016-2017 гг. учеными Научно-исследовательского института сельского хозяйства Крыма исследования качества воды р. Салгир и ее притоков свидетельствуют о значительном антропогенном влиянии на водные источники в Крыму [13]. Качество воды в пробах, отобранных из р. Салгир, Малый Салгир и Ангара выше населенных пунктов (г. Симферополь, пгт Гвардейское, ряд сел), соответствовало І классу по почвенно-мелиоративной классификации, разделяющей оросительную воду на четыре класса: I - неопасный, II - малоопасный, III - умеренно опасный и IV - опасный [14]. После прохождения водотоков через населенные пункты качество воды ухудшалось и в ряде случаев соответствовало II и III классам, характеризуясь также повышенными показателями жесткости. Река Салгир в границах г. Симферополя и ниже по течению является источником орошения для Салгирской оросительной системы и ряда локальных орошаемых участков, расположенных в трех районах Республики Крым. В 2016-2017 гг. водами р. Салгир орошалось 2,3-2,5 тыс. га сельскохозяйственных угодий.

Геоморфологические особенности территории, орошаемой водами Северо-Крымского канала, привели к тому, что при широкомасштабном внедрении орошения средний подъем УГВ составлял до 30 см, а на отдельных участках до 1,0-1,5 м/год [15]. Грунтовые воды поднялись до уровня 1,2-3,2 м в зависимости от рельефа местности, прежде всего на участках рисовых севооборотов, что в свою очередь способствовало вторичному засолению и осолонцеванию орошаемых и прилегающих земель [16]. В период 2010-2013 гг. на орошение в Крыму подавалось
500-560 млн м3 воды, кроме того, потери при транспортировке воды достигали 700 млн м3 [17]. Кроме орошения на глубину залегания грунтовых вод влияют природные факторы, такие как естественная дренированность территории и количество осадков. Частично проблему подъема УГВ в Крыму решило строительство дренажа на орошаемых, прилегающих к ним землях, а также в населенных пунктах на общей площади более 200 тыс. га [18].

По данным Крымской гидрогеолого-мелиоративной экспедиции, на конец поливного сезона 2017 г. в Республике Крым площадь участков с УГВ менее 2 м уменьшилась на 725 га по сравнению с аналогичным периодом 2016 г. и на 25294 га по сравнению с 2010 г. В зоне действия Северо-Крымского канала продолжает наблюдаться тенденция к снижению УГВ на 0,1-0,4 м/год, а на некоторых участках рисовых севооборотов и более. Большая часть орошаемых земель Бахчисарайской, Салгирской, Тайганской оросительных систем и участков малого орошения расположены в пpедгоpной зоне Крыма, которая характеризуется хорошей естественной дpениpованностью территории. Этот фактор, а также сократившиеся объемы проведения поливов обусловил колебания УГВ в этом районе под влиянием осадков. В зоне действия Бахчисарайской оросительной системы в 2017 г. был зафиксирован подъем грунтовых вод на глубину до 1 м на площади 13 га, в т. ч. на 11 га площади без дренажа, по сравнению с 2016 г. На Тайганской оросительной системе площади с УГВ менее 2 м на конец 2017 г. отсутствовали, а в зоне действия Салгирской оросительной системы за анализируемый период увеличились на 6 га, в т. ч. на 5 га площади без дренажа.

По состоянию на конец поливного периода 2017 г. площадь орошаемых земель с глубиной залегания УГВ до 2 м составила 2421 га (таблица 1).

Таблица 1 - Динамика уровня залегания грунтовых вод на орошаемых землях Крыма (включая г. Севастополь) в га

Минерализация, гидрохимический состав оросительной воды и УГВ оказывают влияние на физиологические процессы растений и на ряд физико-химических процессов в почве, включая развитие вторичного засоления. Этому способствует повышенная минерализация грунтовых вод: на контролируемой площади орошаемых и прилегающих земель в Крыму (с УГВ < 2 м) (47,7 тыс. га) минерализация менее 1 г/дм3 зафиксирована на площади 835 га в долинах малых рек горной и предгорной зон, а также на Южном берегу. На орошаемых участках преобладают воды сульфатного и гидрокарбонатного засоления с минерализацией 1-5 г/дм3, а на прилегающих землях - хлоридного с минерализацией 1-3 г/дм3.

В настоящее время более 183 тыс. га орошаемых земель на Крымском полуострове расположены на естественно осолонцованных почвах. Характерным признаком солонцеватых и осолонцованных почв является наличие соленосного горизонта, что определяет целый ряд неблагоприятных агрономических показателей, которые способствуют развитию неудовлетворительных физических и химических свойств почвы, ухудшению ее структуры и в итоге снижению плодородия. В зависимости от процента содержания магния или натрия в почвенном поглощающем комплексе осолонцованные почвы делятся на слабо-, средне- и сильно солонцеватые. На Крымском полуострове средне- и сильно солонцеватые почвы сосредоточены преимущественно в Присивашье на площади 31,6 тыс. га. За период 2010-2016 гг. их площадь уменьшилась на 2,86 тыс. га, также зафиксировано уменьшение площадей несолонцеватых почв, соответственно на 3,8 тыс. га увеличилась площадь слабосолонцеватых земель.

Комплексным показателем состояния орошаемых земель является мелиоративное состояние, которое учитывает значения УГВ, их качества, степень засоления и осолонцевания (таблица 2).

засоление почва орошаемый крымский

Таблица 2 - Мелиоративное состояние орошаемых земель в Крыму В тыс. га