Аннотация

Цель: на основании анализа зарубежного и отечественного опыта по обеспечению экологической безопасности орошения ограниченно пригодными водами выделить наиболее подходящие для Республики Крым мероприятия, направленные на достижение рационального использования слабо- и маломинерализованных водных ресурсов.

Обсуждение. В ходе исследования был проведен обзор зарубежных и отечественных разработок по снижению (предупреждению) негативного воздействия поливов ограниченно пригодными водными ресурсами на почву и возделываемые культуры и анализ реализуемых на территории Крымского региона подходов, направленных на обеспечение экологической безопасности применения слабо- и маломинерализованных вод в орошаемом земледелии. Установлено, что к основным технологическим решениям, направленным на снижение негативного воздействия использования ограниченно пригодных вод в земледелии, относятся: определение предельно допустимой с эколого-экономической точки зрения минерализации поливной воды, уменьшение оросительных норм, подбор эффективных агрономических приемов, обоснование способа полива и предварительной водоподготовки, проведение промывок пресной водой, прогнозирование и моделирование водно-солевого режима. Из них в Республике Крым в основном используются первые четыре подхода. В целом их применение позволяет предупредить значимое снижение урожайности сельскохозяйственных культур и интенсивное развитие деградационных почвенных процессов.

Выводы: для обеспечения экологической безопасности орошения ограниченно пригодными водами подходы, включающие применение водных ресурсов с минерализацией до 3 г/л в сочетании с водосберегающими способами полива, сокращением оросительных норм и внесением химмелиорантов, целесообразно дополнить проведением ежегодных мониторинговых наблюдений за качеством воды и состоянием почвы, а также на перспективу предусмотреть прогнозирование солевого режима плодородного слоя.

doi: 10.31774/2712-9357-2023-13-4-224-242

Для цитирования

Волкова Н. Е., Кременской В. И. Подходы к снижению негативных последствий использования слабо- и маломинерализованных вод в орошаемом земледелии // Мелиорация и гидротехника. 2023. Т. 13, № 4. С. 224–242. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2023-13-4-224-242.

Список литературы

1. Effects of furrow irrigation with saline water on variation of soil water-salt, cotton growth and yield / C. Zheng, D. Feng, K. Li, J. Ma, H. Dang, C. Cao, J. Sun, J. Zhang // Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering. 2020. Vol. 36, iss. 13. Р. 92–101. DOI: 10.11975/ j.issn.1002-6819.2020.13.011.

2. Effects of sprinkling irrigation with brackish and fresh water mixing on yield of wheat and maize and movement of soil water and salt / Y. Jiao, H. Wang, S. Zhang, W. Chen, C. Zheng // Agricultural Research in the Arid Areas. 2021. Vol. 39, iss. 6. Р. 87–94.

3. Клименко О. Е., Евтушенко А. П., Клименко Н. И. Изменение солевого состава почв при орошении солоноватыми водами в Степном Крыму // Почвоведение. 2022. № 12. С. 1557–1570. DOI: 10.31857/S0032180X22100471.

4. Оценка солевого состава чернозема обыкновенного после полива сточными водами различного качества в лабораторных условиях / Л. А. Митяева, М. А. Ляшков, Ю. Е. Домашенко, С. М. Васильев // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2019. № 3(75). С. 106–110.

5. Юлдашев Г. Ю., Дармонов Д. Е. Влияние поливов минерализованными водами на солевой баланс орошаемых луговых сазовых почв // Научное обозрение. Биологические науки. 2020. № 1. С. 26–30.

6. Абдрахманов Р. Ф., Хасанова Л. М. Орошение многолетних трав и овощных культур водами повышенной минерализации // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2018. № 2(46). С. 7–16. DOI: 10.31563/1684-7628-2018-46-2-7-16.

7. Дармонов Е. Д., Юлдашев Г., Турдалиев А. Т. Влияние поливов минерализованными водами на агробиологические особенности и урожайность пшеницы // Научное обозрение. Биологические науки. 2021. № 4. С. 23–27. DOI: 10.17513/srbs.1239.

8. Экологическое обоснование применения дренажного стока при орошении сельскохозяйственных угодий / Д. Г. Васильев, В. Ц. Челахов, Ю. Е. Домашенко, С. М. Васильев // Экология и водное хозяйство. 2019. № 3(3). С. 1–13. DOI: 10.31774/2658-7890-2019-3-1-13.

9. Безднина С. Я. Научные основы оценки качества воды для орошения: монография. Рязань: Мещ. науч.-техн. центр, 2013. 171 с.

10. Doneen L. D. Water quality for agriculture. California: Department of Irrigation, 1964. 48 p.

11. Ayers R. S., Westcot D. W. Water quality for agriculture // FAO irrigation and drainage paper. 1976. Vol. 29. 107 p.

12. Шуравилин А. В., Можайский Ю. А. Практикум по мелиорации сельскохозяйственных земель: учеб. пособие. Рязань: Изд-во РГАТУ, 2011. 214 с.

13. Костяков А. Н. Основы мелиораций. М.: Сельхозгиз, 1960. 621 с.

14. Effects of saline water mulched drip irrigation on cotton yield and soil quality in the North China Plain / H. Wang, D. Feng, A. Zhang, C. Zheng, K. Li, S. Ning, J. Zhang, C. Sun // Agricultural Water Management. 2022. Vol. 262. № 107405. DOI: 10.1016/j.agwat.2021.107405.

15. Effect of water-salt regulation drip irrigation with saline water on tomato quality in an arid region / D. Li, S. Wan, X. Li, Y. Kang, X. Han // Agricultural Water Management. 2022. Vol. 261. № 107347. DOI: 10.1016/j.agwat.2021.107347.

16. Юлдашев Х. У. Качественная оценка химического состава оросительных вод и их гидрохимическая градация // Доклады Таджикской академии сельскохозяйственных наук. 2021. № 2(68). С. 34–39.

17. Обоснование выбора источника оросительной воды в степной зоне Крыма / Н. Е. Волкова, С. В. Подовалова, Ю. А. Юнчик, А. А. Манжос // Мелиорация и гидротехника [Электронный ресурс]. 2023. Т. 13, № 2. С. 75–93. URL: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=1356 (дата обращения: 01.09.2023). DOI: 10.31774/2712-9357-2023-13-2-75-93.

18. Malash N., Flowers T. J., Ragab R. Effect of irrigation methods, management and salinity of irrigation water on tomato yield, soil moisture and salinity distribution // Irrigation Science. 2008. Vol. 26, iss. 4. Р. 313–323. DOI: 10.1007/s00271-007-0095-7.

19. Performance of Tanzania grass irrigated with saline water applied via spray and dripping / S. S. C. Praxedes, M. J. Da Silva Junior, J. F. Medeiros, J. L. A. Silva, F. V. Da Silva, A. J. O. Targino // Irriga. 2019. Vol. 24, iss. 2. Р. 236–253.

20. Grieve C. M., Wang D., Shannon M. C. Salinity and irrigation method affect mineral ion relations of soybean // Journal of Plant Nutrition. 2003. Vol. 26, iss. 4. Р. 901–913. DOI: 10.1081/PLN-120018573.

21. Шевченко В. А., Губин В. К., Кудрявцева Л. В. Технология опреснения воды для орошения садов и виноградников Крыма // Сельский механизатор. 2021. № 5. С. 28–30. DOI: 10.47336/0131-7393-2021-5-28-29-30.

22. Игенбаев Н. Б., Ануарбеков К. К. Состояние плодородия почвы при поливе сточными водами на юге Казахстана // Инновационные идеи молодых исследователей: сб. ст. по материалам междунар. науч.-практ. конф. 2020. С. 55–63.

23. Liu X., Ding B., Bai Y. Effects of drip irrigation brackish water under film mulch on salinity, nutrients and quality of cotton plants // Agricultural Research in the Arid Areas. 2020. Vol. 38, iss. 4. Р. 128–135.

24. Использование коллекторно-дренажных вод для орошения земель Сокулукского района Чуйской области / П. И. Белоконь, С. И. Белоконь, Ю. А. Титова, И. А. Юсупов // Известия КГТУ им. И. Раззакова. 2018. № 1(45). С. 266–275.

25. Манжина С. А., Власов М. В. Агроэкологическая оценка хозяйственно-бытовых сточных вод в целях их применения для орошения // Мелиорация и гидротехника [Электронный ресурс]. 2023. Т. 13, № 1. С. 132–149. URL: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=1345 (дата обращения: 01.09.2023). DOI: 10.31774/2712-9357-2023-13-1-132-149.

26. Interaction effect of water magnetization and water salinity on yield, water productivity and morpho-physiological of Balkiz bean (Phaseolus vulgaris) / M. Alsuvaid, Y. Demir, M. S. Kiremit, H. Arlsan // Gesunde Pflanzen. 2022. Vol. 74, iss. 3. Р. 259–274. DOI: 10.1007/s10343-021-00606-x.

27. Surendran U. P., Sandeep O., Joseph E. J. The impacts of magnetic treatment of irrigation water on plant, water and soil characteristics // Agricultural Water Management. 2016. Vol. 178. Р. 21–29. DOI: 10.1016/j.agwat.2016.08.016.

28. Impacts of magnetic field treatment on water quality for irrigation, soil properties and maize yield / A. H. Hamza, M. A. Sbreif, A. El-Azeim, M. Mohamad, W. A. Mahamed // Journal of Modern Research. 2021. Vol. 3, iss. 1. Р. 51–61.

29. Martinez-Granados D., Marin-Membrive P., Calatrava J. Economic assessment of irrigation with desalinated seawater in greenhouse tomato production in SE Spain // Agronomy. 2022. Vol. 12, iss. 6. № 1471. DOI: 10.3390/agronomy12061471.

30. Melgarejo-Moreno J., López-Ortiz M. I., Fernández-Aracil P. Water distribution management in South-East Spain: A guaranteed system in a context of scarce resources // Science of the Total Environment. 2019. Vol. 648. Р. 1384–1393. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.08.263.

31. Хамидов М. Х., Жураев У. А. Снижение минерализации коллекторно-дренажных вод биологическим способом с использованием их в орошаемом земледелии // Аграрная наука. 2018. № 10. С. 52–54. DOI: 10.3263/0869-8155-2018-319-10-52-54.

32. Домашенко Ю. Е., Проценко Н. Н. Ретроспективный обзор технологий очистки и подготовки дренажных вод с оросительных систем // Экология и водное хозяйство. 2022. Т. 4, № 3. С. 58–72. DOI: 10.31774/2658-7890-2022-4-3-58-72.

33. Васильев Д. Г. Ретехнологизация способа подготовки дренажных и сбросных вод для оросительных мелиораций // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2018. № 5(73). С. 157–160.

34. Методология повторного использования дренажно-сбросных вод в Казахстане / Ю. Г. Безбородов, Н. Н. Хожанов, М. С. Мирдадаев, Т. Ш. Устабаев // Аграрный научный журнал. 2022. № 11. С. 96–99. DOI: 10.28983/asj.y2022i11pp96-99.

35. Plant growth, reproduction and biomass allocation in response of clonal plant Spartina anglica to alternative irrigation of fresh and saline water / H. Li, Y. Zhi, C. Lei, L. Zhao, S. An, Z. Deng, C. Zhou // Acta Ecologica Sinica. 2010. Vol. 30, iss. 7. Р. 1744–1750.

36. Жапаркулова Е. Д., Набиоллина М. С., Калиева К. Влияние минерализации коллекторно-дренажных вод на долю их участия в оросительной норме // Наука и мир. 2019. № 7-1(71). С. 51–55.

37. Effect of saline water on cucumber (Cucumis sativus L.) yield and water use under drip irrigation in the North China / S. Wan, Y. Kang, D. Wang, S. Liu // Agricultural Water Management. 2010. Vol. 98. Р. 105–113. DOI: 10.1016/j.agwat.2010.08.003.

38. Effect of different water levels on cotton growth and water use through drip irrigation in an arid region with saline ground water of Northwest China / Y. Kang, R. Wang, S. Wan, W. Hu, S. Jiang, S. Liu // Agricultural Water Management. 2012. Vol. 109. Р. 117–126. DOI: 10.1016/j.agwat.2012.02.013.

39. Дедова Э. Б. Технология использования минерализованной воды для полива кормовых культур // Аграрная наука. 2022. № 355(1). С. 114–117. DOI: 10.32634/0869-8155-2022-355-1-114-117.

40. Шалашова О. Ю., Пятницына Е. В., Рубцов И. П. Роль севооборотов в поддержании агрофизических свойств черноземов, орошаемых слабоминерализованной водой // Мелиорация и гидротехника [Электронный ресурс]. 2023. Т. 13, № 1. С. 150–164. URL: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=1346 (дата обращения: 01.09.2023). DOI: 10.31774/2712-9357-2023-13-1-150-164.

41. Effects of straw returning to field on soil salinity content and maize yield under alternate irrigation of canal-well / E. Jifang, Y. Shuging, L. Shuai, L. Peng, J. Yohong // Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery. 2021. Vol. 52, iss. 12. P. 336–345.

42. Productivity and profitability of sorghum-wheat cropping system in saline soils as influenced by conservation agriculture practices / P. G. Sony, A. K. Rai, N. Basak, P. Kumar, P. Sundha // Range Management and Agroforestry. 2021. Vol. 42, iss. 2. P. 277–285.

43. Deficit saline water irrigation under reduced tillage and residue mulch improves soil health in sorghum-wheat cropping system in semi-arid region / P. G. Soni, N. Basak, A. K. Rai, P. Sundha, B. Narjary, P. Kumar, G. Yadav, S. Kumar, R. K. Yadav // Scientific Reports. 2021. Vol. 11, iss. 1. № 1880. DOI: 10.1038/s41598-020-80364-4.

44. Bioenergy sorghum as balancing feedback loop for intensification of cropping system in salt-affected soils of the semi-arid region: energetics, biomass quality and soil properties / A. K. Rai, N. Basak, P. G. Sony, S. Kumar, P. Sundha, B. Narjary, G. Yadav, S. Patel, H. Kaur, R. K. Yadav, P. C. Sharma // European Journal of Agronomy. 2022. Vol. 134. № 126452. DOI: 10.1016/j.eja.2021.126452.

45. Руководство по управлению засоленными почвами / под ред. Р. Варгаса, Е. И. Панковой, С. А. Балюка, П. В. Красильникова, Г. М. Хасанхановой. Рим: ФАО, 2017. 153 с.

46. Numerical simulation of water-salt distribution under brackish water film hole furrow irrigation based on HYDRUS-3D model / H. Ma, X. Wang, Z. Zhang, G. Feng, N. Lü // Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery. 2015. Vol. 46, iss. 2. P. 137–145. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.021.

47. Soil water/salt balance and water productivity of typical irrigation schedules for cotton under film mulched drip irrigation in Northern Xinjiang / S. R. Ning, B. B. Zhou, J. C. Shi, Q. J. Wang // Agricultural Water Management. 2021. Vol. 245. № 106651. DOI: 10.1016/j.agwat.2020.106651.

48. Modeling salinity risk response to irrigation practices for cotton production under film mulched drip irrigation in Xinjiang / S. Ning, A. Yan, B. Zhou, Q. Wang // Water Supply. 2022. Vol. 22, iss. 1. P. 321–334. DOI: 10.2166/ws.2021.270.

49. Половецкий И. Я., Гусев П. Г. Почвы Крыма и повышение их плодородия: справ. изд. Симферополь: Таврия, 1987. 152 с.