Екологічні проблеми осушувальних та зрошувальних заходів - Проблеми екологізації сільського
Меліорація у перекладі з латинської означає поліпшення. Сільськогосподарська меліорація - це докорінне поліпшення природних умов сільськогосподарських угідь.
Залежно від характеру проведення меліоративних заходів меліорація земель поділяється на такі типи:
1) гідротехнічна меліорація;
3) культуртехнічна меліорація;
4) хімічна меліорація.
До гідротехнічної меліорації належать такі види меліорації земель: осушення, зрошення, двостороннє регулювання водного режиму ґрунтів.
Екологічні проблеми, пов'язані з меліорацією земель, можна класифікувати за трьома напрямками:
1) проблеми осушувальних меліорацій;
2) проблеми зрошувальних меліорацій;
3) проблеми раціонального використання та збереження торф'яно-болотних ґрунтів, що переважають на осушуваних територіях.
Осушувальна меліорація - це комплекс заходів, спрямований на перетворення перезволожених земель на родючі, на яких можна отримувати високі стійкі врожаї сільськогосподарських культур.
Перезволожені землі поділяються на три типи:
болота (якщо потужність торфу понад 30 см);
заболочені (менше 30 см);
мінеральні (за відсутності торф'яного покриву).
Площа заболочених і перезволожених земель сільськогосподарського використання в Республіці Білорусь становить близько 5 млн. га, їх близько 2 млн. га припадають на торф'яно-болотні грунту.
Осушувальна меліорація сприяє поліпшенню ґрунтоутворювального та мікробіологічного процесів у ґрунті, регулює водний, повітряний, тепловий та поживний режими, що створює сприятливі умови для розвитку рослин.
Водночас не можна допускати надмірного осушення земель.Екологічно необґрунтовані та широкомасштабні меліорації можуть викликати негативні зміни у навколишньому середовищі, що негативно впливають на флору та фауну.
У Республіці Білорусь із середини минулого століття було осушено близько 3 млн. га земель. Такі масштаби було неможливо надати певного негативного на стан природних комплексів.
У районах Полісся поряд із зростанням урожайності сільськогосподарських культур у низці місць спостерігаються значне зниження рівня ґрунтових вод на прилеглих територіях, обмілення річок та озер, збіднення орних торф'янистих верств. Подальше зниження ґрунтових вод призведе до падіння продуктивності деградованих сільськогосподарських земель, нанесення шкоди лісовим екосистемам.
Масштабні осушувальні меліорації сприяли зміні мікроклімату Поліського регіону. Спостерігаються зростання зимових температур, збільшення інтенсивності ранньовесняних та пізньовесняних заморозків, зміна кількості опадів, що значно знижує ефективність сільськогосподарського виробництва у регіоні.
Осушувальні меліорації вкрай негативно впливають на різноманітність видів рослин і особливо тварин, що пристосувалися до існування в болотних та навколоболотних екосистемах. До Червоної книги потрапили такі види, як болотяна черепаха, велика і мала випи, сіра чапля, вертлява очеретянка і т.д.
В даний час не можна провести масштабне зворотне заболочування територій, хоча окремі заходи в даному напрямку проводяться: меліоративні об'єкти проектуються, будуються та експлуатуються з урахуванням балансу підземних вод, зміни мікроклімату, стану флори та фауни.
Необхідно підтримувати раціональну експлуатацію існуючих меліоративних систем. При будівництві нових меліоративнихсистем слід віддавати пріоритет створенню осушувально-зволожувальних систем, що дозволяють регулювати рівень ґрунтових вод залежно від вимог.
Зрошувальна меліорація (зрошення) - це штучне зволоження грунту підвищення її родючості. Однак при надмірному зрошенні може спостерігатися підвищення рівня ґрунтових вод, що може призвести до заболочування, зменшення кількості гумусу, погіршення водно-фізичних властивостей ґрунту, його ущільнення.
Тому необхідно ретельно дотримуватися норм поливу залежно від вологості ґрунту, використовувати краплинне та малооб'ємне зрошення.
Закон Республіки «Про меліорацію земель» було ухвалено у 2008 році. Він визначає правові основи меліорації земель та спрямований на забезпечення створення та підтримки оптимальних для сільськогосподарських рослин, лісів та інших насаджень водного, повітряного, теплового, поживного режимів ґрунтів та ефективне використання меліоративних систем та окремо розташованих гідротехнічних споруд.
Проблеми раціонального використання торфових ресурсів. У перші роки освоєння і використання торф'яно-болотних грунтів, що слабо розклалися, необхідно створювати умови для посилення процесів у гумифікації та мінералізації органічної речовини, оскільки ці грунти відрізняються низькоефективною родючістю. Воно може бути поліпшене лише за допомогою активізації ґрунтоутворювального процесу, що неминуче пов'язане з руйнуванням органічної речовини, що викликає зменшення його запасів та утворення відносного надлишку мінерального азоту.
Мінералізація органічної речовини торфу - закономірний процес біосфери, кругообігу в ній речовин та енергії, який можна загальмувати, але не можна зупинити. Термін життя середніх за потужністю торф'яно-болотних ґрунтів у РеспубліціБілорусь становить від 50 до 300 років. Таким чином, торф - це вичерпний і відновлюваний людиною природний ресурс.
Інтенсивність мінералізації торф'яно-болотного ґрунту обумовлена низкою екологічних факторів. Головними з них є кліматичні умови, водно-повітряний режим та характер сільськогосподарського використання.
У посушливих умовах розкладання органічної речовини протікає значно повільніше. На території Республіки Білорусь поєднання вологого клімату та сприятливих температурних умов сприяє інтенсифікації процесів мінералізації. У науковій літературі утвердився термін «спрацювання» торфу, що відображає величину середнього щорічного зменшення торф'яного покладу за рахунок фізичного ущільнення та руйнування органічного під дією фізичних, хімічних та біохімічних факторів. Головна проблема раціонального використання торфовищ – це регулювання інтенсивності їх «спрацювання» з метою максимального продовження термінів експлуатації для вирощування сільськогосподарських культур. «Спрацювання» торфу в Республіці Білорусь складає від 1 до 12 см на рік, в середньому 2-3 см. Тому основне завдання використання торф'яно-болотних ґрунтів зводиться до максимального отримання рослинницької продукції при мінімальній кількості торфу, що мінералізується, за рахунок пошуку ефективних шляхів стримування процесів мінералізації.
Заходи щодо охорони торф'яно-болотних ґрунтів. Одним із основних факторів, що діють на швидкість мінералізації органічної речовини торфу, є ступінь осушення. Підвищення або зниження ступеня зволоженості торфу спричиняє зміну концентрації кисню, що у свою чергу позначається на активності ґрунтових мікроорганізмів.
Глибоке осушення покладу, покращуючи аерацію, сприяє посиленнюмікробіологічних процесів та якнайшвидшого розкладання торфу. І навпаки, за високих рівнів стояння ґрунтових вод процес мінералізації уповільнюється. Особливо важливу роль рівень ґрунтових вод має на глибоких торфовищах. Тому важливо підтримувати на меліоративних об'єктах водний режим, передбачений проектом.
В результаті осушення порушується і змінюється екосистема торф'яно-болотних ґрунтів, що історично склалася. Відбувається природний процес заміщення вологолюбних угруповань (осока, очерет, хвощ) менш вимогливими до води, а й малопродуктивними травостоями. Тому основною умовою є створення нових високопродуктивних, штучних агрофітоценозів, що забезпечують поряд з отриманням максимальної продукції регулювання процесів мінералізації органічної речовини, охорону торф'яно-болотних ґрунтів та умови для формування на місці торфовищ нових родючих ґрунтів.
Багаторічні дослідження показали, що процес мінералізації торфу йде значно повільніше під культурою багаторічних трав. Їхня коренева система охоплює весь шар ґрунту, перешкоджає його розпорошенню, дернина уповільнює газообмін між ґрунтом і прилеглим повітрям, а також знижує температуру ґрунту, зменшуючи активність мікроорганізмів.
Під багаторічними травами також знижуються втрати азоту та ризик прояву вітрової ерозії. Експериментально встановлено, що можливе створення тривалої (до 20 років) культури багаторічних трав без перезалуження, при цьому їхня середня врожайність не знижується.
При використанні торф'яно-болотних ґрунтів у системі сівозмін багаторічні трави також повинні займати провідне місце. Слід враховувати, що при цьому важливо підтримувати оптимальні умови водно-повітряного та харчового режимів, оскільки сильне зниження рівня ґрунтових водпризводить до випадання травостоїв.
Найбільш інтенсивне розкладання торфів відрізняється на ґрунтах, не зайнятих рослинним покривом. Тому при використанні торф'яно-болотних ґрунтів у сівозмінах необхідно скорочувати «простої» ґрунтів, обробляти культури та сорти з тривалим вегетаційним періодом, включати у сівозміну проміжні культури.
Темпи мінералізації органічної речовини торф'яно-болотних ґрунтів можна регулювати зміною інтенсивності механічних обробітків, замінюючи оранку періодичними поверхневими обробітками ґрунту із застосуванням гербіциду. Застосування системи, що поєднує прийоми механічної та глибокої обробки, дозволяє на 20-30% скорочувати витрату органічної речовини. Одним із прийомів, що знижують інтенсивність мікробіологічних процесів, є застосування важких болотних котків, що ущільнює ґрунт та перешкоджає вільному доступу кисню.
Фізична консервація торфовищ здійснюється методом глибокого (до 1,6 м) оранки спеціальними плугами. Після цього ґрунтовий профіль нижче орного шару є чергуванням пластів торфу і піску, поставлених під кутом 45°.
Піщані шари забезпечують хороший дренаж, а торф'яні акумулюють та зберігають вологу. При цьому торф'яний поклад позбавлений контактів з атмосферою, захищений від ерозії та пожеж. Механічно обробляється тільки верхній, штучно створений мінеральний шар глибиною 20-22 см. Такий грунт за своїми водно-фізичними властивостями близька до супіщаної.
До факторів, сприяють зниженню темпів мінералізації органічної речовини грунту, відносять використання спеціальних хімічних препаратів - інгібіторів нітрифікації.
З метою іммобілізації рухомих форм азоту для попередження його непродуктивних втрат рекомендуєтьсязбагачувати грунт свіжоприбраною соломою або спеціально вносити її у подрібненому вигляді.
Одним з джерел органічної речовини може бути подрібнена фрезерними машинами при освоєнні закустарених торфовищ деревна маса.
Стабілізацію органічної речовини сприяє вапнування торф'яно-болотних ґрунтів. При цьому утворюються нерозчинні у воді гумати кальцію, здатні закріплюватись у ґрунтовому шарі.
Позитивний вплив на стійкість торфовищ надає невеликі добавки глинистих матеріалів.
Найважливішими елементами системи ґрунтозахисних заходів є протиерозійна організація території, що включає введення ґрунтозахисних сівозмін, агротехнічні та лісомеліоративні заходи.
Сільськогосподарська меліорація, сприяючи покращенню земель, викликає низку негативних наслідків для довкілля. Масштабні осушувальні меліорації, проведені в Республіці Білорусь, зумовили зміну мікроклімату Поліського регіону, викликали зниження рівня ґрунтових вод, зменшення видового розмаїття рослин та тварин. Ряд екологічних проблем пов'язаний також із зрошувальними меліораціями, які в нашій країні застосовуються не так широко. Особливу тривогу викликає руйнування торф'яно-болотних ґрунтів, які переважають на осушуваних територіях. Такі ґрунти є вичерпним та невідновлюваним ресурсом країни. Тому для їх раціональної експлуатації та зниження швидкості руйнування слід використовувати спеціальну програму заходів.