Последствия применения систем ирригации
Рисунок 3- Засоление почв
Накопление в грунте водорастворимых солей приводит к его засолению. Грунты, содержащие средне- и легкорастворимые соли более 1% относятся к засоленным. По своему генезису засоление грунтов может иметь первичный морской характер – грунты отлагались в засолённых морских бассейнах и содержат соли этих водоёмов; и вторичный, континентальный – засоление происходит в результате выветривания и континентального соленакопления. Засоленные грунты континентального генезиса широко распространены в аридной зоне, где сочетание повышенных температур с отрицательным балансом влаги способствует развитию континентального соленакопления в почвах, подстилающих их грунтах, а также в поверхностных и подземных водах. ( 3)
Рисунок 4- Участие ирригационной системы в круговороте воды в природе
Самое распространенное и неприятное явление при орошении - это засоление почв. В почвах и подстилающих их грунтах много легкорастворимых солей. В результате утечек воды из каналов и подачи на поля чрезмерного количества воды начинает подниматься уровень грунтовых вод. От этого уровня по системе капиллярных пустот к поверхности почвы поступает вода и включается в процесс испарения. Грунтовая вода, промочив толстый слой подпочвы и почвы, выносит к поверхности растворы солей, которые после испарения остаются вблизи или на поверхности почвы. Почва таким путем засоляется, меняет свои свойства и структуру и теряет плодородие. На месте оазиса возникает засоленная пустыня, созданная руками человека. Когда-то в личных владениях царей Романовых в Голодной степи, где управляющие царским имением учинили такой переполив, что быстро превратили в бесплодные солончаки десятки тысяч гектаров земли. Уже в наше время, бездумная ирригация привела к известной всем экологической и социальной катастрофе связанной с использованием в качестве источника пресной воды рек Амударьи и Сырдарьи, которое нарушило питание Аральского моря и привело к его осушению и дальнейшему засолению почв региона.
Нельзя сказать, что ситуация сильно изменилась за прошедшее время, за исключением того, что орошаемая территория сейчас сильно расширилась, и это привело к столь же большому расширению площади заселяемых земель. В целом в России значительная часть орошаемых земель засолена или засоляется. Не лучше обстоят дела и в других странах; в США, например, засолению подвержено около 40% орошаемых земель. Таким образом, из 260 млн. га орошаемых во всем мире земель до 100 млн. га требует проведения мероприятий по рассолению или защите от засоления. Много засоленных земель заброшено. Во всем мире заброшенных из-за ирригации засоленных земель в настоящее время больше чем орошаемых, так как при бездренажном орошении и без использования специального севооборота 70-80% орошаемых земель полностью или частично теряют плодородие. В грунтах под черноземами практически повсеместно установлено существование 3-5 древних солевых и солонцеватых горизонтов, которые свидетельствуют о прошлых увлажнениях этих территорий. Поэтому переполив и потери воды из оросительных систем на глубокое просачивание - это основная проблема орошаемых черноземах. Подъем уровня грунтовых вод до 2…2,5 м от поверхности приводит к быстрому засолению почвы и выходу ее из земельного пахотного фонда.
В настоящее время считается, что наиболее эффективным решением пробленызасоления почв является хороший дренаж, который позволяет опустить уровень грунтовых вод гораздо ниже уровня залегания корней. При этом ирригационная вода вымывает соли из верхнего слоя почвы, восстанавливая её плодородие.
Много лет назад в одном из номеров журнала «Химия и жизнь» была опубликована заметка о выращивании малосольных огурцов - дескать, путем селекции удалось получить сорт огурцов, способный расти на солёных почвах, который дает готовые к употреблению малосольные огурчики. Журнал завалили письмами с просьбой указать, где можно приобрести семена таких огурцов, поэтому редакции пришлось в следующем номере извиниться за первоапрельскую шутку. Теперь же вопрос о том, не будут ли растения с повышенной солеустойчивостью, выращенные на засоленных почвах, солеными на вкус, приобретает научный смысл. Оказывается, растения солёными не становятся. Для того чтобы скомпенсировать осмотическое давление, создаваемое высокими концентрациями соли внутри вакуоли, растениям приходится увеличивать концентрацию растворимых веществ в протоплазме. Для этой цели они используют углеводы. Поэтому вместо того, чтобы быть солеными, такие растения сладки на вкус. Может быть, таким путем можно повысить сахаристость растений, используемых в производстве сахара.
Недавно группа биологов из университета в Торонто предложила ещё один возможный путь решения проблемы засоления почвы. Они обнаружили ген, который позволяет растениям не только противостоять предельной засоленности, но и «высасывать» соль из почвы. По словам руководителя группы учёных Блумвальда их целью была разработка методов выращивания урожаев на землях, более не используемых из-за засоления. Если удастся получить более активный вариант гена, выращивание имеющих его растений на засоленных почвах позволит восстанавливать плодородие этих земель.