IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Ограниченность водных ресурсов на юге Казахстана требует осуществления мер по повышению эффективности использования оросительной воды, ликвидация ее потерь во всех звеньях орошения, изыскания дополнительных водных источников, в частности очищенных сточных вод промышленных предприятий. Поэтому важное практическое и научное значение имеет изучение технологии использования очищенных сточных вод для полива древесных насаждений.

В связи с этим нами были проведены специальные опыты по использованию очищенных сточных вод ТОО «Фабрика первичной обработки шерсти» на орошение древесных насаждений для озеленения ее территории .

Изучались следующие вопросы:допустимая минерализация поливной воды в подземной и сточной ( в зависимости от комплекса факторов), механический и химический состав почв, химический состав воды, степень дренированности участка, уровень залегания и минерализация грунтовых вод, климатические условия ,режим орошения древесных насаждений (оптимальный предел предполивной влажности почвы в течение вегетационного периода, поливные и оросительные нормы);влияние орошения древесных насаждений сточными водами ТОО «Фабрика первичной обработки шерсти» на рост и развитие; влияние орошения древесных насаждений сточными водами ТОО «Фабрика первичной обработки шерсти» на солевой режим почвогрунта в зоне аэрации и грунтовых вод.

Полив подземной водой: I - вариант - проведение поливов в принятые сроки производстве контроль; II - вариант - полив при 70% НВ; III - вариант – полив очищенной сточной водой при 70% НВ;

В опытах для полива древесных насаждении использовали очищенные сточные ТОО «Фабрика первичной обработки шерсти» и подземные воды из скважин вертикального дренажа расположенные на территории фабрики. Результаты химических анализов этих вод показывают, что минерализация подземных вод изменяется в пределах 0,51-0,82 г/л, а очищенных сточных вод – 1,20 – 1,50 г/л (таблица 1).

Таблица 1.- Химический состав подземных и очищенных сточных вод, мг/л

№	Источник полива	№	Дата отбора	Общая минера- лизация, мг/л	рH	Анионы			Катионы
						HCО3	Cl	SО4	Ca	Mg	Na+K
1	Подземная вода	1	15.05.2015	711,2	7,6	134,3	71,0	283,2	28,0	31,7	184,0
2		2	15.06.2015	822,8	7,5	366,0	49,7	201,6	92,0	53,7	59,8
3		3	15.07.2015	510,4	7,4	256,2	28,4	105,6	42,0	39,0	49,2
4		4	20.08.2015	499,0	7,2	244,0	63,9	65,8	60,0	36,6	37,6
1	Очищенная сточная вода	1	15.05.2015	1,346	8,4	146,6	120,7	700,8	32,0	117,1	230,0
2		2	15.06.2015	1,308	7,7	256,2	99,4	556,8	100,0	76,5	184,0
3		3	15.07.2015	120,5	7,8	244,0	78,1	412,8	20,0	41,5	209,0
4		4	20.08.2015	1488,4	8,2	244,0	88,4	588,4	48,4	92,2	238,2

Расчеты по формулам Н.И.Антипова -Каратаева и Г.М.Кадер [1] и Стеблера [2] показывает, что использование в опытах подземных вод и очищенных сточных вод с точки зрения развития солонцового процесса не вызывает опасения.Фактическая минерализация очищенных сточных и подземных вод находится в допустимых пределах для орошения, поэтому их можно использовать в чистом виде без разбавления с речной водой.Исследованиями С.Б.Байзакова, А.А.Гурского, А.К.Аманбаева [3], Б.М. Муканова [4], Б.Т.Мамбетова [5] и др. установлено, что оптимальный порог влажности почвы для выращивания древесных насаждений в условиях аридной зоны Жамбылкой области находятся в пределах 60-80% от наименьшей влагаемкости (HВ). Норма водопотребности древесных насаждений для года различный водообеспеченности составляет: влажный год – 3600-3800 м³/га, средний – 5600-5900 м³/га, сухой год – 7700-8000 м³/га.

Результаты проведенных исследований показывает, что рекомендуемая влажность первые два года выращивания древесных насаждений достигается, в средневлажный год при 9 вегетационных поливах, оросительной норме 5800 м³/га (таблица 2).

На сероземных почвах среднего механического состава поливная норма древесных насаждений первые два года должна быть в пределах 600-700 м³/га с межполивным периодом 15-21 дней, а последующие годы поливную норму нужно увеличить до 900-1000 м³/га, с учетом развития корневой системы и зоны ее залегания.

На всех вариантах опыта использовались наиболее распространенные способы полива древесных насаждений - полив по бороздам. Вода подавалась в междурядья деревьев по нарезанным бороздам шириной 40-45 см и глубиной 20-25 см. Борозды нарезали по двум краям ряда деревьев с расчетом, чтобы они проходили по внешним краям кроны деревьев. С увеличением кроны деревьев расстояния между бороздами можно увеличивать.

Таблица 2 - Режим орошения древесных насаждений (первые два года) на вариантах опыта

Варианты	Номера поливов	Сроки поливов	Межполивной период, сут	Поливная норма, м3/га	Оросительная норма
1	1	3.05-31.05	28	800	3400
	2	1.06-30.06	30	800
	3	1.07-25.07	25	900
	4	26.07-24.08	30	900
2	1	6.04-20.04	15	600	5800
	2	21.04-10.05	20	600
	3	11.05-31.05	20	600
	4	01.06-20.06	20	600
	5	21.06-05.07	15	700
	6	6.07-20.07	15	700
	7	21.07-05.08	15	700
	8	06.08-20.08	15	700
	9	21.08-10.09	20	600

Важнейшим условием успешного выращивания зеленых лесных насаждений на орошаемых землях Жамбылской области является правильный подбор древесных пород. У нас в республике более пятидесяти лет вопросами интродукции и акклиматизации древесных и кустарниковых растений занимается ботанический сад НАН РК.

В опытах были использованы следующие виды древесных насаждений: тополь черный и туркестанский, береза - бородавчатая, вяз – обыкновенный, клен- серебристый.

Качественная подготовка почвы и посадка в оптимальные сроки обеспечивают высокую приживаемость высаженных пород [5].

Результаты полевых исследований показали, что динамика влажности почвы в течение вегетационного периода находится в прямой зависимости от количества поливов, величины поливной нормы и метеорологической обстановки. Перед посадкой (5-6 апреля 2012 года) рассады деревьев весной, из-за обильного дождя (65-70 мм), влажность пахотного слоя почвы не опускалась ниже 60-65% HB, что обеспечило хорошее их укоренение. Расход влаги в 1-ый период развития древесных насаждений происходит из слоя 0-50 см, во 2-ой период (июль-сентябрь) зона активного влагообмена увеличивается и составляет от 0 до 100 см.На опытном участке в первый год исследований проведено следующее количество поливов: 1-вариант (производственный участок), контроль – 4 полива с оросительной нормой (брутто) 3400 м³/га, на 2 и 3 вариантах – 9 поливов с оросительной нормой 5800 м³/га.

Установлено, что оросительная вода расходовалась на увлажнение почв, фильтрацию из временной оросительной сети, испарение с водной поверхности и на сброс с орошаемого участка. На 2-3 вариантах исследования на насыщение почвогрунтов расходовалась 70-75%, фильтрацию – 10-15%, на испарение с водной поверхности - около 5%, на сброс с орошаемого участка – 5-10% от водоподачи.

На контрольном варианте (производственный участок), в зависимости от размера поливной нормы (800-900 м³/га), вода использовалось следующим образом: на насыщение почвогрунтов расходовалось 60-65%, фильтрацию -15-20%, на испарение-5%, сброс с орошаемого участка 10-15% от оросительной нормы.

Фактическая глубина промачивания почвы после поливов зависит от величины поливной нормы. На 2 и 3 вариантах опытов, где поливные нормы устанавливались по дефициту влаги (600-700 м³/га), после полива глубина промачивания достигала 60-80 см, а на контрольном варианте (800-900 м³/га) увлажнялся слой более 1 метра.

Наибольшее значение влажности почвы (до 92-96% HB) наблюдается на 1-3 сутки после полива. В основном на 2-3 вариантах опыта средняя влажность почвы в верхнем 0-80см слое, где располагаются корневая система деревьев 1-2 года развития, влажность почвы находится в пределах 60-80% от HB.

Поддержание различного режима предполивной влажности почвы на опытах (производственный 70% HB), обусловили разный рост и развитие древесных насаждений. Сравнительный анализ вариантов показывает, что различные режимы орошения существенно влияют на приживаемость древесных пород (таблица 3).

Таблица 3 - Приживаемость древесных пород в посадках 2012 года .

Варианты	Древесный вид	Повторности			Средняя сохранность
		1	2	3
1	1. Тополь черный	85,0	83,0	84,4	84,2
	2.Тополь«Туркестанский»	83,3	85,4	84,7	84,5
	3. Береза бородавчатая	79,1	82,1	80,0	80,4
	4. Вяз обыкновенный	88,9	87,0	92,2	89,4
	5. Клен серебристый	90,2	91,4	88,7	90,1
2	1. Тополь черный	96,4	100,0	96,4	97,6
	2.Тополь«Туркестанский»	97,2	97,2	96,4	96,9
	3. Береза бородавчатая	100	100	96,4	98,8
	4. Вяз обыкновенный	100	100	100	100
	5. Клен серебристый	100	100	100	100
3	1. Тополь черный	100	100	100	100
	2.Тополь«Туркестанский»	100	96,4	100	98,8
	3. Береза бородавчатая	96,4	96,4	96,4	96,4
	4. Вяз обыкновенный	96,4	100	100	98,8
	5. Клен серебристый	96,4	100	96,4	97,6

Подводя итоги по приживаемости испытуемых пород можно сказать, что при соблюдении правильной агротехники сохранность в первый год жизни различных древесных пород в условиях оптимального режима увлажнения почв очень высокая.

Помимо изучения приживаемости древесных видов также проводились замеры надземной части растений в конце вегетационного периода и прироста по месяцам, начиная со второго года растений. В первый год жизни в насаждениях эти замеры не проводились, так как первый год растения только приживаются и равномерность роста по отдельным экземплярам проследить очень трудно.

На 2 и 3 вариантах все исследуемые породы к концу второго года вегетационного периода имеют очень хороший прирост (84-115см), что связано с оптимальной влагообеспеченностью почвы. Максимальный прирост достиг тополь черный и Туркестанский – 110,2 – 115,0 см, береза бородавчатая – 96,5 и 98,0 см. Но необходимо отметить, что принципиальных различий на второй год жизни между древесными породами 2-го и 3-го вариантов не установлено. Минимальный прирост (72,5–78,6 см) древесных пород отмечен на контрольном варианте.

Как отмечалось выше, начиная со 2-го года жизни древесных насаждений, проводились замеры высоты и определялась динамика приростов за вегетационный период в начале каждого месяца (таблица 4).

Таблица 4 - Динамика приростов различных древесных пород, см

Вариант	Наименование древесных пород	Дата замеров
		на 1. V	на 1. VI	на 1. VII	на 1. VIII	на 1.IX	на 1.X
1	Тополь черный Тополь Туркестанский Береза бородавчатая Вяз обыкновенный Клен серебряный	8,4 8,0 8,1 8,0 8,0	14,5 13,8 13,6 13,8 13,5	21,8 21,0 21,0 21,2 20,6	22,4 21,9 21,6 21,5 20,9	11,6 10,8 9,7 9,9 9,5	- - - - -
2	Тополь черный Тополь Туркестанский Береза бородавчатая Вяз обыкновенный Клен серебряный	13,0 13,3 11,4 10,2 10,2	21,5 21,0 19,1 17,3 17,0	27,6 26,8 25,0 22,4 23,0	28,4 27,3 25,5 23,0 22,4	18,8 18,0 13,1 8,4 9,2	3,3 4,0 4,2 3,5 3,0
3	Тополь черный 2. Тополь Туркестанский 3. Береза бородавчатая 4. Вяз обыкновенный 5. Клен серебряный	13,8 13,1 12,0 10,0 10,2	22,4 21,5 18,8 17,2 17,0	28,5 27,0 24,6 22,0 23,3	29,0 27,4 25,0 23,1 22,8	16,3 17,1 12,5 8,2 9,7	5,0 4,1 3,4 3,2 3,0

Анализируя данные таблицы можно утверждать, что на первом варианте (ущемленный режим орошения), древесные растения произрастают при дефиците влажности почвы и они отстают в приросте к середине лета (июль) на 12 – 20 см по сравнению 2 и 3 вариантами. Экспериментальные данные подтверждают и биологические особенности видов. Наибольший ежемесячный прирост за летний период (июль - август) имеет тополь – до 25 – 30 см, береза – до 24 – 27,4 см, а у вяза и клена – до 21 – 23,1 см. Это говорит о влаголюбивости этих видов и о быстроте их роста.

На контрольном варианте у всех деревьев начиная с сентября месяца прирост завершается, так как здесь не обеспечивается влагой, тогда как у этих видов на 2 и 3 вариантах прирост продолжается до первой декады октября. Следует отметить, что по показателям роста в высоту в двухлетнем возрасте максимальной высоты достигли деревья 2 и 3 варианта: тополь черный и Туркестанский – 256,1 см; береза – 244,7 см; вяз обыкновенный – 227,1 см; клен серебристый – 236,2 см.

Оценка режима орошения древесных насаждений осуществлялась не только по рациональному использованию воды, их росту и развитию, но и по характеру изменения мелиоративного состояния слабозасоленных почв

Полив подземной и очищенной сточной водой ТОО «Фабрика первичной обработки шерсти» вызвал некоторое изменение в солевом режиме почв на вариантах исследований (таблица 5).

Таблица 5 - Изменение содержания плотного остатка почвогрунтов на вариантах исследований.

Варианты	Исходное содержание солей в почве			Содержание солей после двух лет орошения
	0 – 50	50 – 150	0 – 150	0 – 50	50 – 150	0 – 150
1	22,75	54,20	76,95	31,50	51,18	82,68
2	23,60	57,36	80,96	16,44	66,20	82,64
3	21,90	56,45	78,35	29,56	70,41	89,91

После двухлетнего орошения на производственном участке в 0 – 50 см слое произошло некоторое засоление почвогрунтов. При этом запасы солей (по плотному остатку) увеличились с 0,32 до 0,46%, содержание хлора-иона увеличилось с 0,010 % до 0,014%. Такая степень засоления практически безвредна для возделывания древесных растений. Общий запас солей 0 – 150 см слое увеличился с 76,95 до 82,68 т/га. По суммарному эффекту токсичных ионов почвы перешли из незасоленых в слабозасоленные. При поливе подземной водой (2 вариант) в конце второго года орошения количество солей в верхнем 0 – 50 см слое уменьшилось с 23,60 т/га до 16,44 т/га или на 30%. Такие изменения произошли преимущественно за счет вымыва токсичных солей сернокислого натрия и магния, поэтому суммарный эффект токсичных ионов снизился с 0,66 до 0,50 мг-экв на 100 г почвы. В нижнем 50 – 150 см слое количество солей увеличилось на 8,8 т/га. В целом на этом варианте общие запасы солей в 0 – 150 см слое не изменились, что обуславливается хорошей естественной дренированностью территорий.

Полив древесных растений очищенной сточной водой ТОО «Фабрика первичной обработки шерсти» (3 вариант) обеспечил рассоление верхнего 0,50 см слоя (с 21,9 т/га до 19,56 т/га) и некоторое увеличение запасов солей в нижнем 50 – 150 см слое (с 56,45 т/га до 70,41 т/га) почвы.

Результаты изучения режима орошения древесных насаждений с использованием очищенных сточных вод на сероземных почвах Жамбылской области показывают, что их максимальный рост и развитие обеспечивается при поддержании влажности расчетного слоя почвы в период вегетации на уровне 70% НВ. Для поддержания рекомендуемой влажности корнеобитаемого слоя почвы в средний по увлажненности год необходимо провести 9 поливов с оросительной нормой 5800 м³/га.

Для обеспечения благоприятного мелиоративного режима почвы и недопущения подъема уровня грунтовых вод необходимо, чтобы величина поливной нормы находилась в пределах 600-800 м³/га. При орошении древесных насаждений очищенными сточными водами ТОО «Фабрика первичной обработки шерсти» с минерализацией не более 1,5 г/л происходит рассоление верхнего метрового слоя почвы, и их перераспределение в более глубокие слои (100-150 см). Результаты исследований могут быть использованы на других аналогичных действующих и проектируемых предприятиях легкой промышленности .

Список использованной литературы

1. Управление водными ресурсами в Казахстане: анализ, современное состояние, сравнения рекомендации// Информационно - аналитический обзор независимых экспертов. – Алматы, 2007. – 186с..

2.Молчанов А. А., Смирнов В. В. Методика изучения прироста древесных насаждений – М.: Наука, 1977, - 99 с.

3.Смирнов И. А. Озеленение и лесомелиорация в засушливой зоне. – Алматы.: Кайнар, 1977. - 153 с.

4.Мамбетов Б. Т. Пути повышения устойчивости и агромелиоративной эффективности защитных лесных насаждений на юге востоке Казахстана: автореф... канд.с-х.наук.- Алматы, 2010. - 41 с.

5.Рекомендации по ведению лесного хозяйства на юге и юге-востоке Казахстана. - Алматы, 1995. - 28 с.

6.Ковда В. А., Розанов Б. Г. Почва и почвоведение. -М.: Высшая школа, 1988. - 136 с.

7.Савельева Л. С. Рост и долговечность древесных и кустарниковых пород в защитных насаждениях юга Ергений//Лесное хозяйство.-М., 1981.- №1. - С. 22-25.

Код для цитирования: Скопировать