СУЩНОСТЬ, ЗНАЧЕНИЕ И ВИДЫ МЕЛИОРАЦИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНБАССКАЯ АГРАРНАЯ АКАДЕМИЯ»

Кафедра экологии и БЖД

 

 

КОНСПЕКТ ЛЕКЙИЙ

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

«Мелиорация и рекультивация сельскохозяйственных земель »

 

направление подготовки: 35.03.04 Агрономия и 35.03.03 Агрохимия и почвоведение

Квалификация выпускника: академический бакалавр

 

                                                                 Подготовил:

                                                           д.т.н., доцент А.Я. Бабанин

 

Макеевка, 2019 г.

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение………………………………………………………………....4

Лекция №1. Сущность, значение и виды мелиорации………………..5

Лекция №2. Оросительная мелиорация …………………...................11

Лекция №3. Способы и техника полива ………………………………13

Лекция №4. Борьба с засолением на орошаемых почвах……………..20

 Лекция №5. Методы, способы, схемы и технологии осушения

 при разных типах водного питания…………………………………….25

Лекция 6. Лиманное орошение ………………………………………….29

Лекция №7. Сельскохозяйственное водоснабжение и обводнение…...34

Лекция №8. Рекультивация загрязненных земель ……………………...40

Лекция № 9. Охрана земель ………………………………………………52

Библиографический список……………………………………………….56

 

 

Введение

 

Мелиорация (от лат. melioratio - улучшение) - отрасль народного хозяйства, охватывающая вопросы улучшения природных условий используемых земель. Более расширенно - совокупность организационно-хозяйственных и технических мероприятий, направленных на коренное улучшение земель.

Мелиорация даёт возможность изменять комплекс природных условий (почвенных, гидрологических и др.) обширных регионов в нужном для хозяйственной деятельности человека направлении: создавать благоприятные для полезной флоры и фауны водный, воздушный, тепловой и пищевой режимы почвы и режимы влажности, температуры и движения воздуха в приземном слое атмосферы; способствует оздоровлению местности и улучшению природной среды.

Наибольшее значение Мелиорация имеет для сельского хозяйства, придавая большую устойчивость этой отрасли народного хозяйства и обеспечивая более стабильные валовые сборы сельскохозяйственных культур; позволяет производительнее использовать земельный фонд.

Мелиорация - важный фактор интенсификации сельскохозяйственного производства (совместно с механизацией и химизацией) и научно-технического прогресса в сельском хозяйстве, открывающий широкие возможности для повышения урожайности, создания прочной кормовой базы животноводства, освоения пустынных и заболоченных земель.

Рекультивация – это важный фактор, направленный на восстановление продуктивной функции загрязненных почв вредным химическими воздействиями, воздействием промышленных предприятий и тяжелой экологической обстановкой региона. А также восстановление земель непригодных для сельскохозяйственного производства: затопленных, заболоченных, засушлевых (степных), поврежденных эрозией и т.д., Все зто значительно повышает производительность сельского хозяйства и качество сельхозпродукции.

Технический уровень мелиорации и рекультивации определяется уровнем научного потенциала и специалистов в данной области,  развития производительных сил страны, характером производственных отношений, а также климатическими, экологическими, региональными особенностями  отдельных  сельскохозяйственных территорий и стоящими перед ними хозяйственными задачами.

 

ЛЕКЦИЯ 1.

 

СУЩНОСТЬ, ЗНАЧЕНИЕ И ВИДЫ МЕЛИОРАЦИИ

 

План лекции

1.1. Значение мелиорации в сельском хозяйстве.

1.2. Мелиорационные системы.

1.3. Классификация видов мелиорации.

1.4. Мелиорация сельскохозяйственных земель.

 

1.1. Значение мелиорации в сельском хозяйстве.

 

Мелиорация существенно изменяет многие природные процессы, например, мелиорация сельскохозяйственных земель сильно изменяет процесс почвообразования, в результате ее применения исчезают одни элементы почвообразования и появляются другие: оголение, засоление, торфообразование. Мелиорация способна превратить азональные почвы (пойменные, болотные, засоленные) в зональные, а также существенно модифицировать зональное почвообразование. Аналогично такую же границу можно найти между мелиорацией и культурным использованием земель лесного и водного фонда, земель населенных пунктов, промышленности, рекреационного и другого назначения.

Мелиорация отличается от землепользования глубиной преобразования компонентов геосистем, в результате мелиорации земля приобретает новое качество, т.е. новую ценностную характеристику функционального единства существенных ее свойств, новую внутреннюю и внешнюю определенность, относительную устойчивость, отличие ее от одних участков земли и сходство с другими.

Мелиорация создает условия для более эффективного (продуктивного) использования земель без изменения их назначения, позволяет изменить их использование, улучшает социально-экономические условия жизни людей, окультуривает и оздоровляет большие территории, например, орошение степных районов Крыма изменило облик этого края, осушение Белорусского Полесья также преобразило эти бедные заболоченные земли.

Мелиорация имеет вполне конкретного заказчика, перед ней ставится вполне определенная цель, это очень дорогое мероприятие, сильно воздействующее на природу. Она призвана повысить, причем существенно, полезность некоторой территории. Поэтому в практическом плане надо говорить о мелиорации конкретных земель, а не о мелиорации ландшафта, геосистемы. Вместе с тем мелиорируемые земли располагаются на геосистемах различного ранга, поэтому при осуществлении мелиорации надо следовать принципу целостности.

Второй уровень в классификации мелиораций определяется тем, какой из природных процессов или какую составляющую функционирования геосистемы нужно модифицировать, исходя из использования земель.               Например, химические мелиорации сельскохозяйственных земель или водные мелиорации земель лесного фонда. Водные, химические, физические, тепловые мелиорации можно осуществить разными способами, обычно они дополняются культурно-техническими, агролесомелиоративными мероприятиями.

Современные мелиорации являются комплексными, т.е. зачастую необходимо проводить одновременно водные, химические, тепловые и другие мелиорации, которые в сумме дают больший эффект, чем раздельное их применение.

Эффективность мелиораций существенно зависит от интенсивности последующего природопользования, которое имеет определенную специфику на мелиорированных землях. Так, на сельскохозяйственных землях применяют особую систему земледелия: особые сорта, системы обработки и удобрения.

Осушенные лесные угодья требуют особых приемов лесоводства.

При мелиорации земель надо, прежде всего, определиться с требованиями землепользователя к свойствам компонентов геосистемы: какими должны быть свойства почв при выращивании определенных растений или грунтов –как оснований для сооружений, дорог или свойства вод для водоснабжения, рыборазведения и т.д.

При этом становится понятным главный объект мелиорации или предмет труда мелиоратора. При улучшении сельскохозяйственных земель - это почва, которая для земледельца выступает уже как средство производства, причем важнейшее. Отметим, что почва в отличие от других средств производства (машин, удобрений, средств борьбы с болезнями и вредителями, семян) обладает уникальным свойством – неизнашиваемостью.

При соответствующем количестве и качестве вложенного в почву живого и овеществленного труда она способна сохранять и даже наращивать свою потребительскую стоимость, т.е. плодородие. Это обстоятельство формирует главную цель мелиорации сельскохозяйственных земель - расширенное воспроизводство плодородия почвы.

 Достижение этой цели, а не получение максимального урожая любой ценой, в том числе и ценой истощения почвы, обеспечивает долговременные интересы землепользователя.

Такая формулировка цели обеспечивает и устойчивость агрогеосистемы, так как плодородные почвы более устойчивы, следовательно, делают мелиорацию природосберегающей.

Очевидно, что человек не повышает плодородие почвы ради самого плодородия. Повышая его, человек заботится и о получении высокого урожая определенных культур, это также должно включаться в цель мелиорации. При этом надо иметь в виду, что требования растений и требования почвы не всегда совпадают, они могут вступать в противоречие.

Например, растения всегда требуют довольно высокую влажность почвы, но для самой почвы повышенная влажность противопоказана, так как при этом повышается её промываемость, ухудшается н накопление гумуса и т.д.  Возникает непростая проблема разрешения этого противоречия. Опыт оптимизации или согласования требований растений и почвы в смысле сохранения и повышения ее плодородия показывает, что надо ориентироваться на некоторое недополучение урожая по сравнению с наивысшим. Это не только повышает устойчивость агрогеосистемы, но и уменьшает потребность в ресурсах, в орошаемом земледелии - это, прежде всего, уменьшение оросительных норм, следовательно, уменьшение нагрузки как на мелиорируемую геосистему, так и на прилегающие территории.

Технически мелиорация земель должна осуществляться при экономном расходовании всех ресурсов: материальных, в том числе и водных, энергетических, трудовых. Это не только выгодно экономически, но и важно для сохранения природы.

Наконец, мелиорация земель как сильный природопреобразующий фактор может приводить к негативным экологическим последствиям. Поэтому непременной составляющей работ по мелиорации земель является недопущение ущерба природным системам и другим землепользователям или компенсация этого ущерба, что требует дополнительных мероприятий, дополнительных затрат.

Заметим, что высказанные здесь соображения о цели мелиорации земель и об ограничениях при ее осуществлении вытекают из ранее высказанных принципов природообустройства.

Применительно к сельскохозяйственным землям можно сказать, что цель их мелиорации заключается в расширенном воспроизводстве плодородия почвы, получении оптимального урожая определенных сельскохозяйственных культур при экономном расходовании всех ресурсов, недопущении или компенсации ущерба природным системам и другим землепользователям.

При мелиорации земель другого назначения главная цель может меняться, но ограничения при ее выполнении все равно остаются.

    

1.2. Мелиоративные системы

 

Мелиорация земель - это сложные дорогостоящие ресурсо- и энергоемкие мероприятия, проводимые длительное время, для их осуществления необходимо создание комплекса сложных инженерных сооружений и устройств, надежно функционирующих в разнообразных природных условиях, часто экстремальных, при переменных погодных условиях.  Поэтому на мелиорированных землях строятся инженерные мелиоративные системы, т. е. комплекс сооружений, устройств, машин и оборудования, предназначенных вместе с мероприятиями для регулирования показателей мелиоративного режима.

При создании инженерных мелиоративных систем необходимо руководствоваться изложенными выше принципами природообустройства.

Состав мелиоративной системы зависит от вида мелиорируемых земель, совокупности регулируемых показателей мелиоративного режима. В общем, мелиоративная система включает регулирующие элементы, непосредственно осуществляющие мелиоративные воздействия, проводящие и ограждающие элементы, источники привлекаемых ресурсов, например, воды, приемники технологических сбросов с мелиорируемой территории (дренажные воды, вредные вещества, наносы и т. п.). Помимо этого, в состав системы входят объекты энергетического обеспечения, дороги, сооружения; средства контроля, связи и управления, обеспечивающие обратную связь между управляющими воздействиями и управляемым объектом и мониторинг состояния мелиорируемой и прилегающей территории, а также природоохранные сооружения, производственные базы, служебные и жилые помещения службы эксплуатации или консультативной службы, осуществляющие постоянное взаимодействие между землепользователями и мелиораторами.

 Мелиоративные системы в зависимости от их крупности, важности могут принадлежать отдельным землепользователям: фермеру, предприятию; группе землепользователей, могут быть муниципальными; крупные системы, имеющие важное значение для экономики, могут быть в собственности субъектов Российской Федерации или даже федеральными.

Мелиорируемые земли обслуживаются мелиоративной системой, но не входят в её состав в смысле собственности.

Надежность мелиорации и ее эффективность во многом зависят не только от технического совершенства мелиоративной системы, но и от правильного ее функционирования, соблюдения технологических режимов, искусства управления ею в неопределенных погодных условиях. Это обстоятельство, требующее принятия решений в условиях неопределенности и сопряженное со значительным риском не только экономического ущерба, но и аварий и разрушений, значительно усложняет управление мелиоративной системой по сравнению с другими предприятиями, менее зависящими от внешних условий. Ошибки в управлении гидромелиоративной системой (оросительной или осушительной) могут привести к переувлажнению или иссушению земель, прорыву дамб или плотин, подтоплению земель и др.

Поэтому очень важна правильная научно обоснованная эксплуатация мелиоративных систем, прежде всего грамотное управление ею, основанное на мониторинге состояния земель, долгосрочном и краткосрочном прогнозе погодных условий. Этому может способствовать моделирование процессов на мелиорируемых землях в режиме реального времени с помощью приведенных выше моделей, разработка вариантов сценария действия системы в зависимости от прогнозов и минимизация риска от принимаемых решений.

 

1.3. Классификация видов мелиорации

 

Необходимость в проведении мелиораций вытекает из потребностей развития сельского хозяйства в определенных природных условиях. Поэтому виды, методы и объемы мелиоративных работ определяются комплексом хозяйственно-экономических и природных условий того или иного региона. Различают гидротехнические, агротехнические, биологические химические, культурно- технические, климатические, тепловые, водохозяйственные мелиорации.

Гидротехнические мелиорации предусматривают регулирование водного и воздушного режимов почв при избыточном увлажнении (осушение), при недостаточном содержании воды корнеобитаемом слое почвы (орошение), а также при смыве и размыве почв (противоэрозионные агротехнические приемы регулирования водного и воздушного режимов почвы и поверхностного стока. Применительно к объектам избыточного увлажнения к агромелиорациям относятся глубокое рыхление почв, глубокая пахота, создание мощного окультуренного пахотного горизонта (мероприятия по повышению аккумулирующей способности почв), кротование (повышает аэрацию почв), а также выборочное бороздование, узкозагонная вспашка вдоль склона, профилирование поверхности, гребневание или устройство мелкой временной водоотводящей сети и др.

Биологические мелиорации необходимы для повышения плодородия почв, предотвращения водной и ветровой эрозии с помощью травяной и древесной растительности. В состав мероприятий входит: лесная мелиорация -улучшение неблагоприятных климатических, почвенных и гидрологических условий при помощи посадки лесных насаждений; посев культур мелиорантов (голофиты - растения, которые обитают на засоленных землях, обладают способностью к рассолению почвы); биологический дренаж.

Химические мелиорации улучшают химические свойства почвы (известкование кислых почв, гипсование солончаков и солонцов, удобрения и др.).

Культурно-технические мелиорации улучшают поверхность и конфигурацию полей первичного освоения. В состав мероприятий входит срезка кочек, раскорчевка пней и кустарников, фрезерование почв, первичное внесение извести.

Климатические мелиорации необходимы для улучшения климатических условий полей и посевов. В состав мероприятий входит мелкодисперсное дождевание.

Тепловые мелиорации - для улучшения теплового режима почв, водного и приземного слоя воздуха. В состав мероприятий входит мульчирование, снегозадержание, полив термальными водами.

Водохозяйственные мелиорации необходимы для улучшения состояния водных объектов и качества воды. В состав мероприятий входит расчистка водоемов, создание водоохранных зон, борьба с зарастанием, с заилением водоемов, создание зон рекреации.

 

1.4.  Мелиорация сельскохозяйственных земель

 

Мелиорация сельскохозяйственных земель - наиболее древняя и наиболее распространенная деятельность человека по обустройству природы. Ее необходимость объясняется недостатком земель, пригодных для интенсивного сельскохозяйственного использования из-за неблагоприятных природных условий и роста населения. Так, в мире площадь обрабатываемых сельскохозяйственных земель за последние 25 лет сократилась с 0,36 до 0,27 гектара на человека, на территории бывшего СССР - с 0,89 до 0,79 га/чел. В странах ЕЭС сейчас приходится около 0,2 га/чел. Для обеспечения человека питанием интенсифицируют сельскохозяйственное производство путем совершенствования агротехники, увеличения удобрений, усилением борьбы с болезнями, вредителями, сорняками, лучшей механизации работ и снижением потерь продукции при уборке и хранении. Эти мероприятия в известной степени являются опасными, так как они увеличивают антропогенную нагрузку на агрогеосистемы. Качественный скачок в урожайности дают селекция и семеноводство, а также мелиорация земель.

Мелиорированные земли в несколько раз продуктивней немелиорированных. Так, в мире мелиорированные земли составляют 18% площади пашни, а дают до 50% продукции. В России мелиорированные земли составляют только 6,2% площади пашни, но дают около трети всей продукции, в том числе весь рис, 70% овощей, 25% кормов, 20% зерна кукурузы. В Нечерноземной зоне мелиорировано 9% пахотных земель, с них получают 15% продукции растениеводства, в том числе 70% овощей, 25% кормов, урожаи в 2-4 раза выше.

Кроме повышения среднемноголетней урожайности, мелиорация выручает в экстремальные годы - засушливые или очень влажные, что обеспечивает экономическую стабильность страны, она позволяет выращивать новые культуры, осваивать непригодные земли, повышая земельный ресурс страны. Мелиорация в крупных регионах, даже несмотря на ряд недостатков при ее выполнении (строго говоря, имеющих субъективные причины), преобразует их в

обустроенные для человека края с новым образом жизни, занятости и благоустройством, так как при этом строят дороги, поселки, системы водоснабжения и др.

Вместе с тем мелиорация сельскохозяйственных земель - это дорогое мероприятие, затраты на 1 гектар в зависимости от природных условий страны и степени технического совершенства мелиоративных систем находятся в пределах 4-20 тысяч долларов на 1 га, в нашей же стране находятся на уровне 15-20 тыс руб/га. Окупаемость таких затрат зависит от ценности выращиваемых культур и для овощей составляет 3-4 года, для зерновых – 10-12 лет.

 

 

Вопросы для самоконтроля:

1. В чем отличие мелиорации от землепользования ... Обоснуйте свой ответ

2. В чем заключается главная цель мелиорации сельскохозяйственных земель?

3. Определение мелиорации земель.

4. Виды мелиорации.

5. От чего зависит эффективность мелиорации?

6. Определение мелиоративных систем.

7. От чего зависит состав мелиоративных систем?

8. Что включают в себя мелиоративные системы?

9. Кому принадлежат мелиоративные системы?

10. Сколько процентов составляют мелиорируемые земли мира и России?

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Основная

1. Мелиорация земель: учебник / Ассоциация "Агрообразование"; ред. А. И. Голованов. - М.: КолосС, 2011. - 824 с. - ISBN 978-5-9532-0752-2

2. Рекультивация нарушенных земель: учебное пособие / А.И. Голованов, Ф.М. Зимин, В.И. Сметанин. - М. : КолосС, 2009. - 325 с.: ил. -(Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений). - ISBN 978-5-9532-0689-1.

 

Дополнительная

1. Зайдельман, Ф.Р. Мелиорация почв / Ф.Р. Зайдельман - М.: Изд-во МГУ, 2003. - 448 с.

 

ЛЕКЦИЯ 2