В Одесской области основным фактором, лимитирующим реализацию потенциального плодородия черноземов и энергети­ческих ресурсов климата, является недостаток влаги. Учитывая коэффициент водопотребления пшеницы (1000 ц воды на 1 ц зер­на) можно определить, что в годы со средним количеством осад­ков расчетная величина урожая не может быть выше 37—40 ц/га. Практически же такие урожаи не могут быть достигнуты, так как часть атмосферных осадков расходуется на поверхностный сток и испарение. Особенно неблагоприятен водный режим почв в засушливые годы, периодически повторяющиеся на данной тер­ритории. Таким образом, повышение эффективности сельскохо­зяйственного производства возможно лишь путем развития оро­шения. Этот вопрос был решен на майском (1966) Пленуме ЦК КПСС. Генеральный секретарь ЦК КПСС товарищ Л. И. Брежнев говорил о необходимости «…поставить орошение на службу одной из главных задач сельского хозяйства — увели­чению производства зерна» [2, с. 400—401] и о создании «… но­вых крупных районов поливного земледелия на Северном Кав­казе, Украине, в Молдавии, Поволжье…» [2, с. 382]. Начиная с 1966 г. в области проводится строительство государственных оро­сительных систем, площадь под которыми к концу девятой пя­тилетки достигла 130 тыс. га.

XXV съезд КП Украины наметил грандиозную программу развития сельскохозяйственного производства Украинской ССР в десятой пятилетке. К 1980 г. среднегодовой валовой сбор зерна планируется в размере 46—48 млн. т, т. е. на 20% больше, чем в девятой пятилетке [3, с. 130]. Для сохранения к 2000 г. суще­ствующего в настоящее время уровня производства зерна на душу населения (согласно демографическим прогнозам населе­ние сильно возрастет), урожайность зерновых должна быть увеличена в среднем в 1,5—2,0, а в наиболее благоприятных для их производства районах — в 2,5—3,0 раза.

В соответствии с «Основными направлениями развития на­родного хозяйства СССР на 1976—1980 годы», утвержденными XXV съездом КПСС, с весны 1976 г. начато строительство Ду­най-Днестровской оросительной системы общей площадью 150 тыс. га. В перспективе канал, забирающий 15—23 км3 воды из Дуная, будет продлен до. Днепра. Это даст возможность оро­сить около 5 млн. га земель в Одесской, Николаевской областях и в Молдавии. Строительство Дунай-Днепровского канала пред­полагается завершить к 2000 г. К этому времени на Одесщине будет орошаться 30—40% пахотных земель.

Из всех форм сельскохозяйственного воздействия на природ­ную среду орошение вносит наиболее глубокие изменения в структуру географического ландшафта. Изучение сущности этих процессов имеет важное значение в связи с необходимостью про­гнозирования направления и темпа изменений внешней среды, разработки мероприятий, направленных на повышение эффек­тивности орошаемого земледелия, предотвращения возможных последствий резкого нарушения экологического равновесия. Ме­ханическое перенесение системы ведения орошаемого земледе­лия на аридных землях в условия степной зоны, как показал до­стигнутый опыт, не дает удовлетворительных результатов из-за различий природных условий. Например, испарение превышает осадки в условиях пустынной зоны в 10-—15 раз, а в условиях Одесщины — в 1,5—2,0 раза. Существенно различаются условия естественной дренированности и свойства почв. Если почвы арид­ных зон глубоко выветрены и состоят, в основном, из очень устой­чивых минералов, то для черноземов характерной особенностью является высокое содержание гумуса, а его пленки защищают минеральные частицы от воздействия почвенных растворов. Оро­шение нарушает гумусовое равновесие в почвах. В результате интенсифицируется внутрипочвенное выветривание и, следова­тельно, происходит нарушение генетических особенностей черно­земов.

В результате орошения резко меняется и водный режим чер­ноземов. Вместо естественного периодически промывного созда­ется особый тип водного режима. Его характерной особенностью является повышенное водопоступление на поверхность почвы (7000—9000 м3/га вместо 3500—4000 м3/га в естественных усло­виях). Это приводит к интенсивному промыванию почвенного профиля нисходящими токами влаги, а часто и инфильтрации ее на поверхность водоносного горизонта. Вместе с водой, фильт­рующейся через стенки оросительной сети и днища водохрани­лищ, ирригационные воды обусловливают поднятие уровня грун­товых вод (УГВ) и приближение их к поверхности. Скорость поднятия и колебания УГВ зависят от набора культур в севообо­роте, условий естественной дренированности территории и исход­ной глубины грунтовых вод. При орошении земель с глубоким УГВ (более 8 м) и нормами полива 2—3 тыс. м3/га происходит непрерывное их поднятие со средней скоростью 0,3—0,8 м/год. Продолжительность такого режима составляет 3—5 лет, а при интенсивном поливе всего 2—3 года. По мере приближения УГВ к поверхности скорость подъема увеличивается до 0,8—1,3 м/год, а при возделывании влаголюбивых культур с поливной нормой 4—5 тыс. м3/га она достигает 1,6—2,4 м/год. На участках, где грунтовые воды стоят на глубинах 2—5 м, прирост уровней за­медляется. Поливы сказываются на уровне грунтовых вод через 3—5 дней. Наивысшие уровни при таком типе водного режима зафиксированы под кукурузой на силос в июне, под помидора­ми — в июле и августе, под другими овощами — в сентябре. Ми­нимальные уровни грунтовых вод наблюдаются в декабре — ян­варе. На массивах с угрожающим мелиоративным состоянием (при глубине стояния уровня воды менее 2 м) прирост уровней происходит с интенсивностью 0,1—0,6 м/год. В почвах часто раз­виваются процессы заболачивания, а при определенных условиях происходит и вторичное засоление.

Таким образом, опыт эксплуатации оросительных систем по­казывает, что поднятие УГВ является общей тенденцией на всех оросительных массивах юга Украины. В результате увеличивает­ся площадь орошаемых земель, находящихся в угрожающем мелиоративном состоянии. Так, в 1969 г. на Татарбунарской оро­сительной системе на долю земель с УГВ менее 2 м приходилось 7,5% площади, а в 1972—12,8%.

Одним из наиболее актуальных вопросов орошения является изменение солевого режима почв. История весьма богата приме­рами гибели целых оазисов в аридной зоне в результате вторич­ного засоления почв при орошении. Существует потенциальная опасность вторичного засоления и на орошаемых почвах Одес­ской области. Дело в том, что в лессовой толще степной зоны накоплены большие запасы (от 300—800 до 1200 т/га) легкораст­воримых солей, главным образом сульфатов и хлоридов натрия, магния и в меньшей степени — кальция. При обводнении эти со­ли могут перейти в растворимое состояние, при определенных условиях подняться в верхние горизонты и вызвать вторичное засоление почв. Исследования показали, что в условиях авто­номных геохимических ландшафтов (орошаемые массивы, при­уроченные к междуречным плато и высоким плиоценовым тер­расам) в течение первых 10—20 лет эксплуатации явлений вто­ричного засоления почв не происходит, а преобладают процессы выноса легкорастворимых солей за пределы почвенного профиля, с опережающим выносом ионов кальция. Отсутствие явлений вторичного засоления плакорных почв может быть объяснено двумя причинами: во-первых, неустановившимся водным режи­мом, связанным с молодостью оросительных систем; во-вторых, сравнительно небольшим преобладанием испаряемости над сум­мой осадков и интенсивным промыванием почвенной толщи в осенне-зимний период из-за частых оттепелей. Кроме того, ис­следованиями выявлена способность черноземов необменно по­глощать значительное количество легкорастворимых солей и тем самым снижать минерализацию почвенного раствора. Расчеты показывают, что метровый слой чернозема на площади в 1 га может связать до 100 т легкорастворимых солей.

Активное вторичное засоление обнаружено только в условиях подчиненных геохимических ландшафтов, где в процессах вер­тикальной миграции почвенной влаги принимают участие не только капиллярные силы, но и силы гидростатического напора. Такие условия создаются в зонах разгрузки грунтовых вод и приурочены обычно к низким речным террасам (район с. Десант­ное на Татарбунарской и с. Яски на Маяко-Беляевской системах и др.), а также к депрессиям рельефа на водоразделах.

В процессе орошения происходит ухудшение физических свойств черноземов. Наиболее четко это проявляется в увеличе­нии объемного веса и разрушении структуры: почвенный про­филь уплотняется, становится глыбистым, малопористым (сли­тым). Так, в почвах Ингулецкой системы (Николаевская об­ласть), орошаемых 18—20 лет, объемный вес верхней части профиля увеличился на 0,2—0,3 г/см3, а мощность слитого гори­зонта достигала 100—120 см; на Татарбунарской (8 лет ороше­ния) — соответственно 0,08—0,12 г/см3 и 60—80 см; на Нижне-Днестровской (4 года орошения) —0,05 и 30—40 см [75]. Под влиянием орошения в почвах увеличивается количество подвиж­ных форм железа и алюминия, что приводит к интенсивному связыванию фосфатов и переводу их в недоступную для растений форму. Существенно меняется гумусовое состояние почв. Повы­шается содержание подвижных фракций (фульвокислот), в ре­зультате чего гумус «течет» вниз по профилю, который при этом растягивается.

Орошение способствует выносу значительной части азотистых соединений за пределы корнеобитаемого слоя. Это с одной сто­роны ухудшает азотное питание растений, а с другой — приводит к отравлению рек, куда в конечном итоге поступают дренажные воды, обогащенные азотистыми соединениями. Наиболее суще­ственным изменениям подвергаются физико-химические свойства почв: уменьшается емкость катионного обмена, увеличивается содержание обменного натрия в составе поглощенных оснований, резко возрастает щелочность. Например, содержание обменного натрия на орошаемых почвах Татарбунарской системы увеличи­лось более, чем в 2 раза и уже приближается к значению, при ко­тором почва должна относиться к подтипу солонцеватых. Такие изменения физико-химических свойств почв до некоторой степени оказались неожиданными, так как по всем существующим мето­дикам оценки оросительные воды Дуная, Днестра, Южного Буга относятся к слабоминерализованным и вполне пригодным для орошения.

Отрицательное влияние орошения на свойства почв являет­ся, вероятно, одной из главных причин того, что ни на одной оро­сительной системе юга Украины и Одесской области в частности не достигнуты проектные урожаи сельскохозяйственных культур. Более того, в ряде случаев, даже в условиях явного отсутствия вторичного засоления и заболачивания, урожаи, после некоторо­го подъема в первые годы, в дальнейшем начинают снижаться. Одной из причин сложившегося положения является отсутствие специфической для юга Украины технологии орошаемого земле­делия.

Применяемые в настоящее время приемы расчета поливных и оросительных норм, приемы обработки и удобрения почв в значительной степени перенесены из практики аридной зоны. Для условий степи необходимо разработать свою систему орошаемого земледелия на основании глубокого и всестороннего изучения сущности современных почвообразовательных процес­сов в орошаемых черноземах.

С точки зрения охраны, поддержания и прогрессивого повы­шения плодородия орошаемых почв необходимо:

  1. Реализация комплекса инженерных и организационно-хо­зяйственных мероприятий по уменьшению инфильтрации полив­ных вод на поверхность водоносных горизонтов: усовершенст­вование оросительной сети путем гидроизоляции водопроводя­щих каналов, в необходимых случаях строительство дренажной сети; строгая регламентация и упорядочение работы насос­ных станций и поливной техники с тем, чтобы в хозяйствах мож­но было более оперативно регулировать нормы орошения в за­висимости от погодных условий.
  2. Широкое применение в структуре севооборотов повторных посевов сельскохозяйственных культур. Это даст дополнитель­ную сельскохозяйственную продукцию и увеличит расход воды из почвенной толщи во вторую половину лета путем десукции, т. е. через корневую систему растений, а не путем физического испарения. Таким путем сократится возможность подтягивания солей к поверхности почвы в течение жаркой второй половины лета и длительной осени. Повторные посевы должны занимать не менее 40—45% площади орошаемых земель.
  3. Периодическое (один-два раза за ротацию) проведение вспашки на глубину 40—45 см для механического рыхления сли­того горизонта.
  4. Внесение в почвы гипса, начиная с первых лет орошения, в дозах 1—2 т/га с целью предотвращения их осолонцевания и подщелачивания. Этот мелиорант можно вносить поверхностно (даже по всходам), либо вместе с оросительными водами.
  5. Разработка специфической системы удобрения почв с вне­сением питательных веществ в дозахсущественно больших, чем на богаре. В ротацию севооборота орошаемые земли должны получать 80—100 т/га навоза или других органических удоб­рений.