При осуществлении широких мелиоративных мероприятий в зоне степей следует иметь в виду, что новообразование грунтовых вод здесь происходит значительно быстрее, нежели в зонах полупустынь и пустынь. Примерно за 10 лет уровень грунтовых вод может достигнуть критического состояния (1,5-2,5 м от поверхности), вызывая засоление и заболачивание почвы. Кроме того, в условиях орошения возникает способность вторичного содового засоления почв, так как южные черноземы и каштановые почвы в ряде районов имеют повышенную остаточную солонцеватость и щелочность на глубине 0,5-1 м. Присутствие соды в поверхностных горизонтах почвы вызывает ряд сложных трудно устранимых физико-химических процессов, снижающих плодородие почвы. В степных районах Прикаспийской низменности почти отсутствует верхняя зона пресных вод при слабой естественной дренированности территории. В Среднем и Нижнем Поволжье из 8,2 млн. га земель, пригодных для орошения, лишь 14,6% не потребуется дренажа. В Зауралье к воздействию указанных факторов добавляется необходимость учета более сокращенного по сравнению с условиями Европейской части России вегетационного периода, когда возможна потеря части урожая вследствие наступления ранних заморозков.

Основной экологической проблемой орошаемого земледелия в степной и аридной зонах является предотвращение вторичного засоления почвы. Она может решаться различными методами: гидротехническим (строительство глубокого дренажа), мелиоративным (нормирование поливов, вплоть до перехода на "голодные" нормы полива во влажные годы, промывка мелиоративных систем), агрономическим (внедрение фитомелиорации, глубокое рыхление почвы).

Проблема, тесно связанная с экологической - нормирование качества возвратной (дренажной) воды, сбрасываемой с полей орошения, содержащих включения минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов. Она является особенно актуальной для пустынной и полупустынной зон России, где водные ресурсы весьма ограничены и существует опасность их истощения.

Экономия воды в орошаемом земледелии является одной из наиболее ответственных задач водного хозяйства страны. Главный путь ее решения: повышение коэффициента полезного действия (К.П. Д.) оросительных систем, который меняется в весьма широких пределах. Это означает, что в старых мелиоративных системах на пути от источника водозабора до корнеобитаемого слоя орошаемого поля теряется от 65 до 75% воды. Поэтому инженерное переустройство оросительных систем является действенным средством не только экономии воды, но и дальнейшего развития орошаемого земледелия.

4.2 Осушение почвы

Осушение по своей принципиальной основе противоположно орошению. Его существо заключается в отводе избыточной влаги за пределы корнеобитаемого слоя растений с целью улучшения водно-теплового режима почвы и повышения ее плодородия. Осушению подвергаются переувлажненные земли и болота с целью вовлечения последних в сельскохозяйственное производство. Поэтому осушаемые массивы располагаются в зоне избыточного увлажнения.

Высокой заболоченностью отличаются равнинные территории с замедленным водообменном и высоким положением уровня грунтовых вод. Много заболоченных земель и болот имеется на Европейском Севере и Северо-западе (около 60% общей площади). Сильной заболоченностью отличаются Полесье, Мещерская и Костромская низменности. Однако центром мировой заболоченности является Западносибирская низменность площадью в 1,3 млн. кв.км, заболоченность которой составляет около 50%. Болота распространены на территории Якутии, Дальнего Востока. Методы осушения заболоченных земель в принципе мало отличаются друг от друга. Основной метод заключается в понижении уровня грунтовых вод с помощью открытого либо закрытого дренажа. В настоящее время развитие получил более прогрессивный метод осушения - двустороннее регулирование, когда мелиоративная система может использоваться в засушливые периоды - для орошения земель, а во влажные - для отвода избыточных вод через дренажную сеть. Потенциальный фонд для осушения земель в России весьма велик.

Мелиорация земель - активный метод повышения продуктивности земледелия. Наибольший экономический эффект мелиорация земель приносит в том случае, если она проводится в комплексе с хозяйственным освоением земель, включая их химизацию, культурно-технические работы и надлежащий уход за посевами. В 70-е годы при быстром росте осушаемых земель в отдельных районах отмечалась тенденция отставания их хозяйственного освоения, что снижало эффективность мелиорации. В отдельных случаях земли пересушивались (Белорусское Полесье). Внедрение мелиоративных систем двустороннего регулирования позволяет проводить мелиорацию более эффективно.

Неблагоприятные экологические последствия осушения земель заключаются в их переосушении, вследствие чего снижается уровень грунтовых вод в прилегающих территориях и происходит уменьшение величины устойчивого стока в реки, а в ряде случаев на прилегающих территориях наблюдается подсыхание лесов и исчезновение влаголюбивой растительности. Вместе с тем, повышенная густота открытой осушительной сети может привести к повышению весенних максимумов стока на малых реках. На крупных мелиоративных системах наблюдается существенное обеднение растительного и животного мира. Низкое качество осушительной мелиорации может привести к вторичному заболачиванию почвы.

4.3 Применение удобрений. Пестициды

Ежегодно вместе с урожаем из почвы выносятся десятки миллионов тонн питательных веществ: азота, калия, фосфора, магния, серы и других, которые необходимо компенсировать. Поэтому внесение в почву органических и минеральных удобрений является важнейшим средством повышения плодородия почв.

Каждый рубль затрат на минеральные удобрения приводит к возрастанию окупаемости, оцениваемой для различных видов сельскохозяйственной продукции от 2 до 5 руб. Особенно эффективно применение удобрений в южных районах страны при выращивании хлопка, сахарной свеклы, плодов, овощей. В этих условиях затраты на внесение удобрений окупаются в течение года. Данные о повышении урожайности приводятся в таблице №7.

Таблица № 7

Повышение урожайности от внесения в почву минеральных удобрений в пересчете на 100% содержания питательных веществ.