science-review.ru
Богарные посевы в Узбекистане размещаются на сероземах и коричневых почвах в области подгорных равнин и предгорий и в полосе средневысотных гор. Развитие растительности в весенний период протекает в оптимальных условиях увлажнения и тепла и быстро достигает кульминации. Отмечается вегетация растительности и в осенний малый период мезотермии. К мезотермическому периоду приурочены также прохождение всех фаз развития и формирование урожая зерновых колосовых культур на богаре.
Зона богарного земледелия в указанных выше границах относится к области вертикальной поясности Туранской почвенно-климатической провинции, располагаясь на сероземах в поясе аридного климата и на коричневых почвах в поясе субгумидного климата.
Цель исследования
Предгорную равнину, прилегающую к Гиссарскому хребту на территории Кашкадарьинской области, по многим элементам ландшафта подразделяют на две самостоятельные части р. Кашкадарьи: правобережную и левобережную [1].
На изученной территории сероземы разделяются на светлые, типичные и темные, сменяющие друг друга по мере приближения к горам и увеличения высоты местности [2].
Основные различия между названными подтипами обусловлены неодинаковым содержанием гумуса, степенью элювиации почвы от карбонатов и мощностью генетических горизонтов. Все эти признаки нарастают от светлых сероземов к темным [3].
Естественная растительность на типичных сероземах представлена злаково-разнотравной растительностью, где, кроме указанных эфемеров, встречаются поздновегетирующие формы, а именно: псоралея (Psoralea drupaceae Bge), фломисы (Phlomis L.), кузиния (Cousinia umbrosa Bge), полынь (Artemisia sogdiana Bge) и другие.
При распашке сероземов под богарные посевы нарушаются установившиеся процессы сероземообразования, в частности поступление и минерализация растительных остатков, что приводит к обеднению почв органическим веществом. Распаханные почвы лишаются верхнего дернового горизонта, имеющего защитную роль против ветровой и водной эрозии. Почвенная структура при обработке разрушается, почвы уплотняются, меньше впитывают влаги от атмосферных осадков, что способствует образованию поверхностного стока. В результате возникает эрозия почв. В условиях расчлененного рельефа предгорий и покатых склонов инсолируемых экспозиций эрозия на богарных землях усиливается. Большая часть богарных земель в поясе типичных сероземов представлена в той или иной степени смытыми почвами.
Богарные сероземы типичные широко распространены в восточной части области на увалисто-грядовых и волнистых предгорьях и подгорных покатых равнинах на западных отрогах Гиссарского хребта [4].
Многолетние исследования в зонах богарного земледелия показали, что длительное бессменное возделывание зерновых культур на одних и тех же участках вызывает ряд отрицательных явлений. Снижается содержание органического вещества в почве, происходит ухудшение физических свойств и мелиоративного состояния, при монокультуре меньше накапливается влага.
Материалы и методы исследования
В основу исследования положен сравнительно-географический метод, методы обобщения, сопоставительный, метод сравнения одних почв с другими с учетом условий почвообразования, что даст возможность изучения генезиса почв также по основным направлениям сероземообразовательного процесса. В полевых исследованиях применялись морфологические методы, обеспечивающие достоверность полевой диагностики богарных почв и их основных морфогенетических свойств. Лабораторно-аналитические исследования на отобранных образцах почв проводились по общепринятым методикам. Также при почвенной съемке были использованы методические руководства и инструкции, в том числе «Инструкция по ведению земельного кадастра, проведению почвенно-изыскательских работ и составлению почвенных карт» [5], почвенные карты М 1:10000 и 1:100000 различных лет издания, Инструкция по инвентаризации земель, бонитировки почв и стоимостной оценке сельскохозяйственных угодий в богарной зоне Республики Узбекистан [6].
Результаты исследования и их обсуждение
По механическому составу изученные типичные сероземы несколько тяжелее светлых и относятся к среднесуглинистым. Содержание физической глины в пахотном и подпахотном горизонтах составляет 34,3–43,9% [7], соответственно, внизу несколько уменьшается, до 21,6–29,8%, и относится к легким суглинкам (табл. 1).
В почвах, развитых на пролювиальных отложениях в межадырных понижениях, профиль отличается включением скелета. Часто в пределах 2 м залегает гравийно-галечниковый слой, в котором резко уменьшается содержание физической глины.
Утяжеление механического состава происходит главным образом за счет уменьшения фракций песка и закономерного увеличения доли мелкопылеватых и иловатых частиц. Наряду с этим наблюдается четкое, закономерное утяжеление средней части профиля сероземов. Наиболее сильно оглинение средней части профиля выражено в типичных сероземах. Как уже отмечалось многими исследователями, оглинение средней части профиля сероземов связано с внутрипочвенным выветриванием, разложением в связи с серозёмообразованием первичных минералов и образованием вторичных глинистых минералов.
Особенностью богарных типичных сероземов является частая и относительно большая выщелоченность верхней части профиля от карбонатов и заглубленность иллювиального карбонатного горизонта. Тем не менее содержание и распределение СO2 карбонатов по профилю зависит от положения почвы в рельефе и достигает 5,0–8,7% (табл. 1).
Верхняя часть профиля обычно свободна от SО4 гипса (0,84–0,98%), но во втором метре содержание его может увеличиваться (3,1–3,2%).
Богарные типичные сероземы, как правило, на большую глубину выщелочены от воднорастворимых солей и гипса (рис. 1).
Таблица 1
Химический состав богарных типичных сероземов
|
Глубина, см |
Содержание физической глины, % |
Засоление,% |
CO2 карбонатов, % |
SO4 гипса, % |
||
|
Сухой остаток |
CI |
SO4 |
||||
|
Разрез 15 |
||||||
|
0–34 34–55 55–94 94–126 126–203 |
42,8 42,6 40,5 34,9 29,8 |
0,104 0,248 0,752 0,738 0,994 |
0,007 0,007 0,007 0,011 0,011 |
0,055 0,144 0,506 0,494 0,654 |
7,20 7,62 8,40 6,95 5,54 |
0,97 0,62 0,78 1,32 3,26 |
|
Разрез 16 |
||||||
|
0–36 36–59 59–90 90–130 130–205 |
43,9 39,7 29,1 28,9 28,7 |
0,116 0,128 0,842 0,938 0,962 |
0,007 0,007 0,011 0,010 0,007 |
0,044 0,065 0,564 0,608 0,662 |
7,18 7,88 8,30 6,77 5,03 |
0,84 0,52 0,87 1,31 3,25 |
|
Разрез 18 |
||||||
|
0–24 24–40 40–93 93–140 140–201 |
34,3 36,6 28,1 27,1 21,6 |
0,127 0,255 0,755 0,842 0,996 |
0,006 0,010 0,011 0,011 0,011 |
0,056 0,129 0,160 0,564 0,633 |
7,17 7,83 8,75 7,14 5,64 |
0,98 0,68 0,72 1,08 3,12 |
Рис. 1. Содержание водорастворимых солей богарных типичых сероземов
Плотный остаток до глубины 1–1,5 м составляет не более 0,8–0,9%, характер засоления почв – сульфатный.
В более глубоких горизонтах солей и гипса наблюдается тенденция увеличения содержания, особенно к концу второго метра, где содержание водорастворимых солей достигает 0,96–0,99%, а гипса – 0,56–0,66% [8].
Прирост плотного остатка происходит в основном за счет сернокислых солей.
Богарные типичные сероземы несколько богаче органическим веществом, чем светлые сероземы. Содержание гумуса в пахотном и подпахотном слое нормально развитых почв достигает 1,2%, в эродированных почвах снижается до 0,8%. В подпахотном горизонте количество органического вещества резко уменьшается до 0,5–0,7% (табл. 2).
Запасы гумуса в метровой толще составляют 72,9–101,25 т/га, что значительно меньше, чем в аналогах других богарных регионов.
Почвы водоразделов и склонов обычно беднее гумусом, чем почвы, развитые на шлейфах и в понижениях.
Представлены богарные типичные сероземы почвы средневысотного пояса с различной степенью смытости. Выявлено, что формирование гумусового горизонта, его мощность и гумусированность в значительной степени определяются крутизной и экспозицией склона, эродированностью почвы и запасом растительной массы. С увеличением крутизны склона гумусированность и мощность гумусированного горизонта (А+В1+В2) уменьшается, особенно на южных склонах, подверженных водной эрозии.
В связи с повышенным содержанием органического вещества типичные сероземы характеризуются сравнительно высоким содержанием азота: в пахотном горизонте 0,077–0,103 %, в подпахотном – 0,046–0,070 %, с глубиной снижается до 0,019–0,024 %.
Таблица 2
Содержание гумуса, азота, фосфора, калия и его запасы в богарных типичных сероземах
|
Глубина, см |
Гумус, % |
Азот, % |
P2O5 |
K2O |
||
|
валовой,% |
подвижный, мг/кг |
валовой,% |
подвижный, мг/кг |
|||
|
Разрез 15 |
||||||
|
0–34 34–55 55–94 94–126 126–203 |
1,12 0,65 0,41 0,38 0,21 |
0,098 0,060 0,040 0,039 0,024 |
0,156 0,132 0,107 0,077 0,054 |
14,93 12,67 8,33 6,30 4,00 |
1,80 1,72 1,63 1,32 1,12 |
248 232 138 124 83 |
|
0–20 х |
30,24 |
2,65 |
4,21 |
0,040 |
48,60 |
0,670 |
|
0–100 х |
93,34 |
8,51 |
16,88 |
0,151 |
223,56 |
2,584 |
|
Разрез 16 |
||||||
|
0–36 36–59 59–90 90–130 130–205 |
1,20 0,74 0,68 0,30 0,19 |
0,103 0,070 0,065 0,034 0,021 |
0,167 0,143 0,114 0,081 0,064 |
16,80 13,40 9,20 7,11 4,18 |
1,92 1,80 1,62 1,36 1,17 |
269 235 142 130 92 |
|
0–20 х |
31,92 |
2,73 |
4,44 |
0,045 |
51,07 |
0,716 |
|
0–100 х |
101,25 |
10,23 |
18,21 |
0,170 |
232,18 |
2,779 |
|
Разрез 18 |
||||||
|
0–24 24–40 40–93 93–140 140–201 |
0,89 0,50 0,43 0,24 0,18 |
0,077 0,046 0,041 0,022 0,019 |
0,148 0,130 0,110 0,096 0,069 |
10,10 6,97 4,67 4,00 3,10 |
1,62 1,53 1,71 1,10 1,09 |
145 107 105 90 82 |
|
0–20 х |
24,03 |
2,07 |
4,00 |
0,027 |
43,74 |
0,392 |
|
0–100 х |
72,9 |
6,64 |
16,43 |
0,085 |
218,63 |
1,540 |
Примечание. 0–20 х и 0–100 х – запасы элементов в пересчете на т/га
Запасы его минимальные – 2,07–2,73 т/га в 0–20 см слое и до 6,64–10,23 т/га в метровой толще.
Отношение углерода к азоту изменяется от 5 до 7. Наиболее широкое отношение характерно для пахотного горизонта.
Содержание валового фосфора в первом полуметровом слое порядка 0,148–0,167%, книзу заметно уменьшается и составляет 0,054–0,069%. Запасы его в соответствии с этим сравнительно малы – 4,00–4,44 т/га для пахотного слоя и 16,43–18,21 т/га для метровой толщи. По запасам подвижных фосфатов в пахотном горизонте эти почвы относятся в основном к недостаточно и низко обеспеченным (10,1–16,8 мг/кг почвы).
В зависимости от степени окультуренности и проявления процессов эрозии. Особенно много подвижного фосфора в удобряемых почвах. Запасы подвижного фосфора колеблются в среднем от 27 до 45 кг/га в пахотном слое и от 0,085 до 0,170 т/га в метровой толще. На величину запасов фосфора большое влияние оказывают агротехнические приемы.
Содержание валового калия колеблется от 1,09 до 1,92 % с максимумом в верхних горизонтах. По запасам этого элемента как в пахотном слое (44–51 т/га), так и в метровой толще (219–232 т/га) почти не отличаются от своих аналогов. По содержанию подвижного калия в пахотном горизонте эти почвы относятся преимущественно к низко и среднеобеспеченным (145–269 мг/кг почвы).
С глубиной его количество постепенно уменьшается и в пределах второго метра составляет 82–92 мг/кг.
Запасы подвижного калия составляют 0,392–0,716 т/га в пахотном слое; в метровой толще находятся в пределах 1,540–2,779 т/га. Высокое содержание подвижного калия в сероземах связано, как известно, с относительным богатством материнских пород полевыми шпатами и слюдами, а также биогенной его аккумуляцией.
Эрозионные процессы в значительной степени изменили морфогенетическое строение, химические и агрохимические свойства богарных почв. С увеличением степени эродированности уменьшилось содержание и запасы гумуса, запасов питательных элементов, количество физической глины, ухудшилась структура и снизилось количество влаги в почве.
Емкость поглощения типичных сероземов рассматриваемого района сравнительно невелика. Сумма обменных оснований колеблется по профилю от 12 до 14 мг экв на 100 г почвы (рис. 2).
Максимальной емкостью обмена характеризуются верхние гумусовые горизонты почв, более богатые органическими коллоидами. В составе поглощенных оснований преобладают катионы Ca и Mg, на долю которых приходится от 92 до 94% от суммы поглощенных катионов. Поглощенного калия в этих почвах содержится от 2% в подпочве до 4–6% в верхнем горизонте, натрия очень мало.
С глубиной в профиле содержание Ca постепенно уменьшается, а Mg увеличивается; наблюдается также замещение натрия калием.
Рис. 2. Состав поглощенных оснований богарных типичных сероземов
Заключение
В заключение можем констатировать, что для воспроизводства и сохранения плодородия богарных почв западной части Гиссарского хребта необходимо введение севооборотов и рациональное размещение посевных площадей, которые обеспечивают необходимый выход сельскохозяйственной продукции, сохраняют и преумножают их плодородие.