В настоящее время во многих странах мира наблюдается тенденция возрастания негативного антропогенного воздействия на почвы. В результате такого воздействия происходят изменение экологических свойств почвы, снижение плодородия, а в отдельных случаях почва становится непригодной для сельскохозяйственного использования. Изучение морфологических и агрохимических свойств почв является актуальным как для почвоведения в целом, так и для производства сельскохозяйственных культур. На основании морфологических признаков и агрохимического состава почв можно получить обоснованные представления об их элементном и вещественном составе, почвенных процессах, режимах и особенностях почвообразования в данном регионе.

Актуальны вопросы создания, развития, определения свойств и морфогенетической структуры, качественной оценки и продуктивности орошаемых почв, предотвращения негативных процессов, влияющих на их продуктивность, и определения изменений в них под влиянием многолетнего сельскохозяйственного использования.

Морфология почв является результатом длительного почвообразовательного процесса: переход горных пород в новое биокосное тело – почву – требует времени [1].

Многие исследователи проводили научные исследования в этой области [2, 3]. Основные типы почв, их география, агрохимические свойства, мелиоративное состояние и другие характеристики почв Ферганской долины нашли отражение в исследованиях многих почвоведов и агрохимиков [4, 5].

Г. Юлдашев и его ученики проводили (в 1990–2023 годах) и продолжают изучение почв аридных районов и гидромодульное районирование Ферганской области [6, 7]. Также учеными зарубежных стран проведен ряд научных исследований орошаемых сероземов, изменения их свойств и других характеристик под влиянием орошаемого земледелия [7, 8].

Цель исследования – определение изменений морфологических и агрохимических свойств почв при длительном сельскохозяйственном использовании.

Материал и методы исследования

Исследования проводились по почвенно-генетическому и сравнительно-географическому методам, разработанным В.В. Докучаевым. Химические анализы проводились на основании пособий «Методика агрохимических, агрофизических и микробиологических исследований в поливных хлопковых районах» и «Руководство по химическому анализу почв» Е.В. Аринушкиной.

В исследованиях были изучены сельскохозяйственные земли и выбраны орошаемые светлые сероземы, принадлежащие ООО «FERGANA FRANCE» Ферганской области. Пробы почвы были отобраны с указанной территории на основании правил генетического почвоведения.

Результаты исследования и их обсуждение

Морфология орошаемых почв Ферганской области медленно изменяется, отражая меняющиеся почвенные свойства. Различные агротехнологии и агромелиоративные приемы в значительной степени воздействуют на почву, что приводит к изменению ее морфологических особенностей и агрохимических свойств.

Генетические горизонты почв характеризуют изменение ее свойств по вертикали и отчасти по горизонтали, эта пространственная дифференциация связана с распространением воздействия почвообразовательных факторов на горную материнскую породу. Обычно переходы между горизонтами имеют относительно постепенный характер [8]. Однако в природе эта закономерность не всегда сохраняется.

Сечение песчаных почв в Центральной Фергане в большинстве случаев характеризуется довольно высокой плотностью, начиная с глубины 20–30 см. Причиной этого является накопление большого количества гипса и углерода на этой глубине. В диапазоне от 50 до 120 см чаще всего находится слой синевато-беловатого оттенка [9].

В исследованиях авторов образцы почвы были взяты с полей, ниже приведены некоторые из их морфологических особенностей [10].

Разрез 2-I. Новоорошаемые светлые сероземы. Ферганская область, Ферганский район, 150 м южнее от полевого сарая, между рядами саженцев пашня, уклон с юга на север. 08.10.2022 г.

Ап 0–19 см. Светло-желтый, по гранулометрическому составу тяжелосуглинистый, влажный, в горизонте много корней, встречаются камни разных размеров, переход в следующий горизонт медленный и плоский по плотности.

Ап-п 19–25 см. Цвет светло-желтый, влажный, гранулометрический состав тяжелосуглинистый, встречаются корни, встречаются камни разной величины, плотнее верхнего горизонта, переход в следующий горизонт резкий по цвету.

B 25–55 см. Цвет светло-серый, среднесуглинистый, встречаются корни, каменно-гравийный горизонт содержит камни разных размеров. Переход к следующему горизонту медленный, неравномерный, по цвету признака.

С1 55–98 см. Светло-серый цвет, тяжелосуглинистый по гранулометрическому составу, каменно-гравийный горизонт, встречаются мелкие корни, имеются поры, переход в следующий горизонт по цвету и плотности медленный.

C2 98–132 см. Светло-желтоватый цвет, корней не видно, влаги мало, пятен нет, следов насекомых нет, сплошной каменно-гравийный горизонт.

Разрез 5-I. Староорошаемые светлые сероземы. Ферганская область, Ферганский район, 500 м к востоку от полевого сарая, вспаханный участок между рядами саженцев. 09.10.2022 г.

Ап 0–22 см. Светло-желтый, влажный, среднесуглинистый с гранулометрическим составом. Встречаются корни растений, встречаются камни разных размеров, переход в следующий горизонт медленный по цвету.

Ап-п 22–31 см. Цвет светло-желтоватый, влажный, гранулометрический состав – среднесуглинистый, плотный, есть корни растений, много камней, переход в следующий горизонт медленный по цвету.

В 31–55 см. Цвет светло-желтый, влажный, среднесуглинистый, присутствуют белые пятна, много камней разной величины, высокой плотности, имеются остатки корневой системы, переход в следующий горизонт в зависимости от цвета и плотности.

C 55–105 см. Светло-серый, средней влажности, белые пятна, мало корней, немного следов животных, плотный каменно-гравийный горизонт.

Разрез 6-I. Новоосвоенные орошаемые светлые сероземы. Ферганская область, Ферганский район, 500 м к западу от здания машинно-тракторного парка, вспаханный участок между рядами саженцев. 21.10.2022 г.

Ап 0–17 см. Цвет светло-желтый, влажный, гранулометрический состав среднесуглинистый, рыхлый, корней много, камней мало, организмы встречаются, переход в следующий горизонт медленный по плотности.

Ап-п 17–26 см. Цвет светло-желтый, влажный, среднесуглинистого гранулометрического состава, плотный, много камней, встречаются белые пятна, есть корни, переход в следующий горизонт медленный по плотности.

В 26–70 см. Цвет светло-желтоватый, влажный, по гранулометрическому составу среднесуглинистый, плотный, встречаются камни разной величины, встречаются белые пятна, переход в следующий горизонт по цвету.

С 70–90 см. Светло-серый, умеренно влажный, корней нет, следов животных не видно, редко встречаются белые карбонатные пятна.

Разрез 9-I. Староорошаемые светлые сероземы. Ферганская область, Ферганский район, 300 м южнее дороги к зданию, 700 м западнее шоссе Фергана – Водил, пашня между рядами саженцев, уклон с юга на север. 02.11.2022 г.

Ап 0–25 см. Светло-желтый, среднесуглинистый, влажный, много корней, есть камни разного размера, переход в следующий горизонт медленный в зависимости от плотности.

Ап-п 25–41 см. Цвет светло-желтый, влажный, среднесуглинистый, мало корней, встречаются камни разной величины. Плотный, комковатый, переход в следующий горизонт медленный по цвету.

В 41–63 см. Светло-желтоватый цвет, среднесуглинистый, много камней, очень мало корней, плотный, переход в следующий горизонт постепенный по плотности.

C1 63–92 см. Светло-желтоватый, сухой, среднесуглинистый, корни растений не видны, каменно-гравийный горизонт разной крупности, переход в следующий горизонт медленный по плотности.

C2 92–130 см. Светло-желтоватый, сухой, уплотненный сверху, без корней растений и движений, следов животных, горизонт мелкой каменно-гравийной смеси.

Эти исследованные почвы представляют собой орошаемые светлые сероземы; установлено, что пахотные горизонты имеют разную мощность, а их генетические горизонты содержат много камней и гравий разных размеров. В то же время в наблюдениях, проведенных в полевых исследованиях, определили изменение морфологических особенностей изучаемых почв при разном уровне окультуренности в результате антропогенного воздействия.

Известно, что изменения химического, агрохимического состава, физико-химических, водно-физических и других свойств почв зависят от их гранулометрического состава. Гранулометрический состав почв определяется количеством в них фракций физической глины и физического песка (табл. 1).

Количество частиц разных размеров в почве вместе с количеством других частиц влияет на свойства почвы. В почвах с легкосуглинистым гранулометрическим составом способность удерживать воду и питательные вещества очень низка, а количество органического вещества в большинстве случаев очень мало. В почвах с тяжелосуглинистым гранулометрическим составом количество элементов питания больше, чем в песке. Изученные светлые сероземы в основном имеют тяжело- и средносуглинистый гранулометрический состав. Сумма физических глин навходится в пределах 35,8–54,9%.

На орошаемых площадях часто применяют минеральные и органоминеральные удобрения для обеспечения растений необходимыми питательными элементами и сохранения плодородия почв.

Органическое вещество в почве является источником углекислого газа, питательных веществ и энергии для растений. Гумус служит одним из основных показателей, определяющих продуктивность сельскохозяйственных угодий, повышает устойчивость земледелия и выполняет специфические функции в почвообразовании. Также количество гумуса в почве регулирует температурный режим, создает структуру почвы и играет роль запаса энергии.

Таблица 1

Гранулометрический состав, %

По имеющимся данным, количество гумуса на пашне уменьшается в первые годы культивирования. В то же время есть и другие данные, что количество гумуса в орошаемых почвах увеличивается с повышением их окультуренности, но это увеличение не бесконечно, оно происходит лишь в определенных пределах.

Соотношение С:N в почвах считается относительной величиной, свидетельствующей об обогащении гумуса азотом; для сероземных почв это отношение равно 8 и свидетельствует о высоком содержании азота в гумусе.

В Южной Фергане, особенно в Ферганской области, на полях, принадлежащих ООО «FERGANA FRANCE», корневая система природных и культурных растений часто располагается в верхних горизонтах почвы, поэтому гумусовый горизонт в этих почвах невелик, а его резерв немного меньше по сравнению с другими такими почвами (табл. 2).

По результатам анализа количество гумуса в пахотных горизонтах староорошаемых почвах составляет около 1,414–1,625%, а в новоорошаемых почвах колеблется в пределах 0,992–1,372%. В новоосвоенных орошаемых светлых сероземах количество гумуса составляет 0,633–0,907%. Из результатов анализа видно, что содержание гумуса в староорошаемых почвах выше, чем в горизонтах новоосвоенных и новоорошаемых почв.

Как видно из приведенных данных, изученные почвы относятся к группе малообеспеченных подвижным фосфором, высокообеспеченных подвижным азотом и калием. Это свидетельствует о том, что эти почвы различного гранулометрического состава нуждаются в минеральных и органических удобрениях для получения высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур.

Таблица 2

Агрохимические показатели орошаемых светлых сероземов

Динамика изменения количества подвижного азота, фосфора и калия в пахотных горизонтах

Количество гумуса и фосфора в исследованных почвах недостаточно для развития сельскохозяйственных культур, и в то же время они различаются в зависимости от окультуренности почвы. Эти показатели также можно увидеть из данных, приведенных на рисунке.

Заключение

Следует провести ряд агротехнических мероприятий для сохранения и повышения плодородия почв и повышения урожайности на орошаемых светлых сероземах. В связи с этим определение изменений морфологического строения и гранулометрического состава этих почв, применение на этой основе агротехнических мероприятий и использование наряду с минеральными удобрениями органических удобрений имеют важное значение для повышения агрофизических, физических свойств и продуктивности земель.