biologyscienceТимирязевский биологический журналTimiryazev Biological Journal2949-4710ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева)10.26897/2949-4710-2023-2-107-117biologyscience-3Research ArticleЭКОЛОГИЯ, ПОЧВОВЕДЕНИЕ, ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВО, КАДАСТР И МОНИТОРИНГ ЗЕМЕЛЬECOLOGY, SOIL SCIENCE, LAND MANAGEMENT, LAND CADASTRE AND LAND MONITORINGЗасоление почв мелиорируемых сельскохозяйственных земель Алтайского края: кластерный анализSalinisation of Reclaimed Agricultural Land in the Altai Territory: Cluster Analysishttps://orcid.org/0000-0002-3968-0563СнежкоВ. Л.SnezhkoV. L.

Вера Леонидовна Снежко, заведующий кафедрой систем автоматизированного проектирования и инженерных расчетов, д-р техн. наук, профессор

125500, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Vera L. Snezhko, Dsc (Eng), Professor, Head of the Department of Computer-Aided Design and Engineering Calculations

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

vlsnejko@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1265-4071БенинД. М.BeninD. M.

Дмитрий Михайлович Бенин, доцент кафедры сельскохозяйственного водоснабжения, водоотведения, насосов и насосных станций, канд. техн. наук, доцент

125500, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Dmitrii M. Benin, CSc (Eng), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Agricultural Water Supply, Sanitation, Pumps and Pumping Station

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

dbenin@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5060-7837ГавриловскаяН. В.GavrilovskayaN. V.

Надежда Владимировна Гавриловская, доцент кафедры систем автоматизированного проектирования и инженерных расчетов, канд. техн. наук

125500, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Nadezhda V. Gavrilovskaya, CSc (eng) associate Professor, Associate Professor of the Department of Computer-Aided Design and EngineeringCalculations

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

gavrilovskayanv@rgau-msha.ruРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian Federation20232103202312107117Copyright © Снежко В.Л., Бенин Д.М., Гавриловская Н.В., 20232023Снежко В.Л., Бенин Д.М., Гавриловская Н.В.Snezhko V.L., Benin D.M., Gavrilovskaya N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.bioscience-journal.com/jour/article/view/3

Алтайский край занимает лидирующее положение среди субъектов Сибирского федерального округа по площади пахотных земель, из которых более 80% расположены в зоне неустойчивого увлажнения. Среди сельскохозяйственных гидротехнических мелиораций в крае преобладает орошение. Площадь орошаемых земель составляет около 69 тыс. га, из которых почти 10% имеют различную степень засоления в слое 0-100 см. Длительное орошение земель и несоблюдение технологий поливов приводит к засолению земель оросительных систем. В Российской Федерации на всех оросительных системах действуют единые правила сбора данных о состоянии земель, проведения почвенно-солевых съемок и лабораторной обработки материала полевых исследований. Выполнен анализ состояния орошаемых сельскохозяйственных угодий по степени их засоления за период с 1 января 2013 г. по 1 января 2022 г. по данным мелиоративного кадастра. Построена модель динамики площади сильно и очень сильно засоленных земель, проверены статистические оценки качества модели и определена средняя скорость ежегодного увеличения площади земель, подверженных засолению. Выполнен анализ наиболее возможных причин возникновения засоления на орошаемых землях, к которым относятся высокий уровень и минерализация грунтовых вод, высокая минерализация воды, используемой для орошения. Приведена динамика площадей с различным уровнем грунтовых вод, различной минерализацией грунтовых вод и оросительной воды. По данным на начало 2022 г., выполнен кластерный анализ районов Алтайского края по степени засоления земель сельскохозяйственных угодий.

The Altai Territory occupies a leading position among the constituent entities of the Siberian Federal District in terms of arable land, of which more than 80% are located in the zone of unstable moisture. Irrigation is the predominant form of agricultural hydraulic reclamation in the region. The area of irrigated land is about 69 thousand hectares, of which almost 10% of the area has varying degrees of salinity in the 0‑100 cm layer. Prolonged irrigation and non-compliance with irrigation technologies can lead to salinisation of land. In the Russian Federation, all irrigation systems havecommon rules for collecting data on soil condition, conducting soil salinity surveys and laboratory processing of field research material. The analysis of irrigated agricultural land by the degree of its salinisation was carried out according to the data of the land reclamation cadastre for the period from 1 January 2013 to 1 January 2022. A model of the dynamics of highly and very highly saline areas was built, statistical estimates of the quality of the model were checked, and the average annual rate of increase in the area of saline areas was determined. The most likely causes of salinisation in irrigated areas were analysed. These are high groundwater levels and groundwater salinity, and high salinity of water used for irrigation. An analysis of the most likely causes of salinisation in irrigated areas was carried out, including high groundwater levels and salinity, and high salinity of water used for irrigation. The dynamics of areas with different groundwater levels, different salinities of groundwater and irrigation water are given. Based on the data from the beginning of 2022, a cluster analysis of the regions of the Altai Territory was carried out according to the degree of salinisation of agricultural land. The quality of the clustering was checked.

мелиорациязасоление земелькластерный анализмелиоративное состояние земельАлтайский крайорошениеmeliorationsalinisation of landscluster analysisreclamation state of landsthe Altai TerritoryirrigationИсследование профинансировано программой развития Российского государственного аграрного университета – Московской сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева «Агропрорыв‑2030» в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет‑2030».The work was funded by the «Agrobreakthrough‑2030» development programme of Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy within the framework of the «Priority‑2030» strategic academic leadership programme.ReferencesAadhityaa M., Naganna S.R., Al-Ansari N. Irrigation Induced Salinity and Sodicity Hazards on Soil and Groundwater: An Overview of Its Causes, Impacts and Mitigation Strategies // Agriculture (Switzerland). – 2021. – № 11 (10). – Р. 983. doi:10.3390/agriculture11100983.Aadhityaa M., Naganna S.R., Al-Ansari N. Irrigation Induced Salinity and Sodicity Hazards on Soil and Groundwater: An Overview of Its Causes, Impacts and Mitigation Strategies // Agriculture (Switzerland). – 2021. – № 11 (10). – Р. 983. doi:10.3390/agriculture11100983.Bavi A., Kashkuli H.A., Boroomand S. et al. Evaporation Losses from Sprinkler Irrigation Systems under Various Operating Conditions // Journal of Applied Sciences. 2009. – 2009. – V. 9. – Рр. 597-600. doi: 10.3923/jas.2009.597.600.Bavi A., Kashkuli H.A., Boroomand S. et al. Evaporation Losses from Sprinkler Irrigation Systems under Various Operating Conditions // Journal of Applied Sciences. 2009. – 2009. – V. 9. – Рр. 597-600. doi: 10.3923/jas.2009.597.600.Bilgili A.V., Yeşilnacar İ., Akihiko K. et al. Post-irrigation degradation of land and environmental resources in the Harran plain, southeastern Turkey // Environ Monit Assess. – 2018. – Р. 660. doi: 10.1007/s10661-018-7019-2.Bilgili A.V., Yeşilnacar İ., Akihiko K. et al. Post-irrigation degradation of land and environmental resources in the Harran plain, southeastern Turkey // Environ Monit Assess. – 2018. – Р. 660. doi: 10.1007/s10661-018-7019-2.Castro F.C., Santos A.M. Salinity of the Soil and the Risk of the Desertification in the Semiarid Region // Mercator, Fortaleza. – 2019. – V. 19. doi: 10.4215/rm2020.e19002.Castro F.C., Santos A.M. Salinity of the Soil and the Risk of the Desertification in the Semiarid Region // Mercator, Fortaleza. – 2019. – V. 19. doi: 10.4215/rm2020.e19002.Daliakopoulos I.N., Tsanis I.K., Koutroulis A. et al. The threat of soil salinity: A European scale review // Science of The Total Environment. – 2016. – V. 573. – Pp. 727-739. doi: 10.1016/j.scitotenv.2016.08.177.Daliakopoulos I.N., Tsanis I.K., Koutroulis A. et al. The threat of soil salinity: A European scale review // Science of The Total Environment. – 2016. – V. 573. – Pp. 727-739. doi: 10.1016/j.scitotenv.2016.08.177.Dechmi F., Playán E., Faci J.M. et al. Analysis of an irrigation district in northeastern Spain: II. Irrigation evaluation, simulation and scheduling // Agricultural Water Management. – 2003. – V. 61, iss. 2. – Pp. 93-109. doi: 10.1016/S0378-3774(03)00021-0.Dechmi F., Playán E., Faci J.M. et al. Analysis of an irrigation district in northeastern Spain: II. Irrigation evaluation, simulation and scheduling // Agricultural Water Management. – 2003. – V. 61, iss. 2. – Pp. 93-109. doi: 10.1016/S0378-3774(03)00021-0.Hoffman T.M., Simon T. A National Review of Land Degradation in South Africa: The Influence of Biophysical and Socio-economic Factors // Journal of Southern African Studies. – 2000. – Pp. 743-758. doi: 10.1080/713683611.Hoffman T.M., Simon T. A National Review of Land Degradation in South Africa: The Influence of Biophysical and Socio-economic Factors // Journal of Southern African Studies. – 2000. – Pp. 743-758. doi: 10.1080/713683611.Krasnoyarova B.A., Orlova I.V., Plutalova T.G. et al. Landscape-Ecological Assessment of Dry Lands of the Russian-Kazakhstan Border Zone for Sustainable- Land Use // AridEcosyst. – 2019. V. 9. – Pp. 150-156. doi: 10.1134/S2079096119030065.Krasnoyarova B.A., Orlova I.V., Plutalova T.G. et al. Landscape-Ecological Assessment of Dry Lands of the Russian-Kazakhstan Border Zone for Sustainable- Land Use // AridEcosyst. – 2019. V. 9. – Pp. 150-156. doi: 10.1134/S2079096119030065.Kust G., Andreeva O., Lobkovskiy V., Telnova N. Uncertainties and policy challenges in implementing Land Degradation Neutrality in Russia // Environmental Science & Policy. – 2018. – V. 89. – Pp. 348-356. doi: 10.1016/j.envsci.2018.08.010.Kust G., Andreeva O., Lobkovskiy V., Telnova N. Uncertainties and policy challenges in implementing Land Degradation Neutrality in Russia // Environmental Science & Policy. – 2018. – V. 89. – Pp. 348-356. doi: 10.1016/j.envsci.2018.08.010.Mamontov V.G. Classification and Causes of Soil Degradation by Irrigation in Russian Steppe Agrolandscape // Advances in Understanding Soil Degradation. – 2022. doi: 10.1007/978-3-030-85682-3_4, 10.1007/978-3-030-85682-3_4.Mamontov V.G. Classification and Causes of Soil Degradation by Irrigation in Russian Steppe Agrolandscape // Advances in Understanding Soil Degradation. – 2022. doi: 10.1007/978-3-030-85682-3_4, 10.1007/978-3-030-85682-3_4.Manickam L., Subramanian D., Khandal S. et al. Modeling and Mapping of Salt-Affected Soils through Spectral Indices in Inland Plains of Semi-arid Agro-Ecological Region // Journal of Indian Soc Remote Sens. – 2021. – № 49. – Pp. 1475-1481. doi: 10.1007/s12524-021-01321-w.Manickam L., Subramanian D., Khandal S. et al. Modeling and Mapping of Salt-Affected Soils through Spectral Indices in Inland Plains of Semi-arid Agro-Ecological Region // Journal of Indian Soc Remote Sens. – 2021. – № 49. – Pp. 1475-1481. doi: 10.1007/s12524-021-01321-w.Pichu Rengasamy. World salinization with emphasis on Australia // Journal of Experimental Botany. – 2006. – V. 57, iss. 5. – Pр. 1017-1023. doi: 10.1093/jxb/erj108.Pichu Rengasamy. World salinization with emphasis on Australia // Journal of Experimental Botany. – 2006. – V. 57, iss. 5. – Pр. 1017-1023. doi: 10.1093/jxb/erj108.Qureshi A.S., McCornick P.G., Qadir M. and Aslam Z. Managing salinity and waterlogging in the Indus Basin of Pakistan // Agricultural Water Management. – 2007. – V. 95, iss. 1. – Pр. 1-10. doi: 10.1016/j.agwat.2007.09.014.Qureshi A.S., McCornick P.G., Qadir M. and Aslam Z. Managing salinity and waterlogging in the Indus Basin of Pakistan // Agricultural Water Management. – 2007. – V. 95, iss. 1. – Pр. 1-10. doi: 10.1016/j.agwat.2007.09.014.Schultz B., De Wrachien D. Irrigation and drainage systems research and development in the 21st century // Irrig. and Drain. – 2002. – V. 51. – Pp. 311-327. doi: 10.1002/ird.67.Schultz B., De Wrachien D. Irrigation and drainage systems research and development in the 21st century // Irrig. and Drain. – 2002. – V. 51. – Pp. 311-327. doi: 10.1002/ird.67.Shabbir A. Shahid, Abdullah Al-Shankiti. Sustainable food production in marginal lands: Case of GDLA member countries // International Soil and Water Conservation Research. – 2013. – V. 1, iss. 1. – Pp. 24-38. doi: 10.1016/S2095-6339(15)30047-2.Shabbir A. Shahid, Abdullah Al-Shankiti. Sustainable food production in marginal lands: Case of GDLA member countries // International Soil and Water Conservation Research. – 2013. – V. 1, iss. 1. – Pp. 24-38. doi: 10.1016/S2095-6339(15)30047-2.Snezhko V.L., Benin D.M. Dynamics of the Condition of Reclaimed Agricultural Lands in the Russian Federation // Land. – 2021. – V. 10. – P. 1288. doi: 10.3390/land10121288.Snezhko V.L., Benin D.M. Dynamics of the Condition of Reclaimed Agricultural Lands in the Russian Federation // Land. – 2021. – V. 10. – P. 1288. doi: 10.3390/land10121288.Stoyashcheva N.V., Rybkina I.D. Water resources of the Ob-Irtysh river basin and their use // Water Resourses. – 2014. – V. 41. – Pp. 1-7. doi: 10.1134/S0097807814010102.Stoyashcheva N.V., Rybkina I.D. Water resources of the Ob-Irtysh river basin and their use // Water Resourses. – 2014. – V. 41. – Pp. 1-7. doi: 10.1134/S0097807814010102.World Meteorological Organization (WMO) and Global Water Partnership (GWP) // Handbook of Drought Indicators and Indices (M. Svoboda and B.A. Fuchs). Integrated Drought Management Programme (IDMP), Integrated Drought Management Tools and Guidelines. – Geneva – 2016. – Series 2. – URL: https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=3192.World Meteorological Organization (WMO) and Global Water Partnership (GWP) // Handbook of Drought Indicators and Indices (M. Svoboda and B.A. Fuchs). Integrated Drought Management Programme (IDMP), Integrated Drought Management Tools and Guidelines. – Geneva – 2016. – Series 2. – URL: https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=3192.Алтайский край в цифрах. 2017-2021: Краткий статистический сборник / Управление Федеральной службы государственной статистики по Алтайскому краю и Республике Алтай. – Барнаул, 2022. – 188 с. – URL: https://akstat.gks.ru/storage/mediabank/10030.pdf.The Altai Territory in figures. 2017-2021: Brief statistical digest. Department of the Federal State Statistics Service for The Altai Territory and the Republic of Altai. Barnaul, 2022: 188. URL: https://akstat.gks.ru/storage/mediabank/10030.pdf (In Rus.)Бенин Д.М., Снежко В.Л. Оценка состояния земель мелиоративных систем методами кластерного анализа // Вестник Евразийской науки. – 2019. – № 4. – URL: https://esj.today/PDF/51SAVN419.pdf?ysclid=lfgz8mrwxc937111492.Benin D.M., Snezhko V.L. Estimation of the state of land reclamation systems by methods of cluster analysis. Vestnik Yevraziyskoy nauki. 2019; 4. URL: https://esj.today/PDF/51SAVN419.pdf?ysclid=lfgz8mrwxc937111492 (In Rus.)Государственный (национальный) доклад о состоянии и использовании земель в Российской Федерации в 2020 году. – Москва: Росреестр, 2021. – 197 с. – URL: https://rosreestr.gov.ru/activity/gosudarstvennoe-upravlenie-v-sfere-ispolzovaniya-i-okhrany-zemel/gosudarstvennyy-natsionalnyy-doklad-o-sostoyanii-i-ispolzovanii-zemel-rossiyskoy-federatsii/.State (National) Report on the State and Use of Land in the Russian Federation in 2020. Moscow: Rosreestr, 2021: 197. URL: https://rosreestr.gov.ru/activity/gosudarstvennoe-upravlenie-v-sfere-ispolzovaniya-i-okhrany-zemel/gosudarstvennyy-natsionalnyy-doklad-o-sostoyanii-i-ispolzovanii-zemel-rossiyskoy-federatsii/ (In Rus.)Доклад о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения Российской Федерации в 2020 году. – М.: ФГБН У «Росинформагротех», 2022. – 384 с. – URL: https://mcxac.ru/monitoring-zemel/state_land/.Report on the State and Use of Agricultural Land in the Russian Federation in 2020. M.: FGBNU “Rosinformagrotekh”, 2022: 384. URL: https://mcxac.ru/monitoring-zemel/state_land/ (In Rus.)Локтева Ж.В., Самойлова Г.С. и др. Алтайский край // Большая российская энциклопедия. – URL: https://bigenc.ru/geography/text/5214957.Lokteva Zh.V., Samoylova G.S. et al. The Altai Territory. Bol’shaya rossiyskaya entsiklopediya. URL: https://bigenc.ru/geography/text/5214957 (In Rus.)Мелиоративный комплекс Российской Федерации: Информационное издание. – Москва: ФГБН У «Росинформагротех». – URL: https://rosinformagrotech.ru/index.php?option=com_attachments&task=download&id=569.Land reclamation complex of the Russian Federation: Information publication. Moscow: FGBNU “Rosinformagrotekh”. URL: https://rosinformagrotech.ru/index.php?option=com_attachments&task=download&id=56 (In Rus.)Панкова Е.И., Конюшкова М.В., Горохова И.Н. О проблеме оценки засоленности почв и методике крупномасштабного цифрового картографирования засоленных почв // Экосистемы: экология и динамика. – 2017. – Т. 1, № 1. – С. 26-54.Pankova E.I., Konyushkova M.V., Gorokhova I.N. On the problem of assessing soil salinity and the methodology for large-scale digital mapping of saline soils. Ekosistemy: ekologiya i dinamika. 2017; 1; 1: 26-54. (In Rus.)Природно-мелиоративная оценка земель в Алтайском крае / АН СССР, Сибирское отделение, Институт географии; Под ред.: Ю.И. Винокуров, Ю.М. Цимбалей, Т.А. Пудовкина и др. – Иркутск, 1988. – 140 с.Yu.I. Vinokurov Yu.M. Tsimbaley, T.A. Pudovkina et al. Natural reclamation land assessment in the Altai Territory. AN SSSR, Sibirskoe otdelenie, Institut geografii. Irkutsk. 1988: 140. (In Rus.)Часовских В.П., Давыдов А.С. Состояние мелиоративной отрасли в Алтайском крае // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2011. – № 11 (85). – С. 33-35. – URL: https://www.asau.ru/vestnik/2011/11/Agroecology_Chasovskih.pdf/.Chasovskikh V.P., Davydov A.S. The state of the reclamation industry in the Altai Territory. Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2011; 11 (85): 33-35. URL: https://www.asau.ru/vestnik/2011/11/Agroecology_Chasovskih.pdf/ (In Rus.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.