Scientific journal

Scientific Review. Biological science

ISSN 2500-3399

ПИ №ФС77-57454

Районы поливного земледелия, или оазисы, в Узбекистане приурочены к широким речным долинам, межгорным котловинам и подгорным покатым районам, удобным для самотечного вывода речных вод на поля. Оазисы расположены как в предгорной части Узбекистана в пределах сероземного пояса, так и в области Туранской низменности, относящейся к пустынной зоне. Общая площадь оазисов Узбекистана составляет более 4 млн га.

Оазисы – это особые экосистемы пустыни, формирующиеся под воздействием дополнительного увлажнения – природного, связанного с поступлением пресных подземных или поверхностных вод, либо искусственного, связанного с орошением [1].

Проблема оазисного почвообразования традиционно связана с фактором длительности орошения и мощностью агроирригационных наносов. Выделяются новоорошаемые почвы, длительность орошения которых не превышает 30–50 лет, орошаемые с длительностью орошения 50–200 лет, и почвы древнего орошения (староорошаемые), с длительностью орошения, измеряемой сотнями и тысячами лет.

Так как в процессе орошения и поступления на поля агроирригационных наносов происходит утяжеление почв, образуется выровненный карбонатный профиль, увеличивается мощность гумусового горизонта, создаются специфические условия почвообразования – формируются сероземно-оазисные, сероземно-лугово-оазисные и лугово-оазисные почвы в пределах территории сероземного пояса Узбекистана.

Орошение в условиях оазисов, в несколько раз превосходящее атмосферное увлажнение, коренным образом видоизменяет весь ход почвообразования: минерализацию органического вещества, накопление гумуса, миграцию солей, илливирование и глинообразование, микробиологическую деятельность. Плодородие этих почв в значительной степени определяется производственной деятельностью человека. По основным параметрам плодородия оазисные почвы в целом по физическим, агрохимическим свойствам, биологическому потенциалу, а также мелиоративному состоянию и другим свойствам превосходят естественные [2].

Следует отметить, что плодородие сероземно-оазисных почв имеет неравномерную дифференциацию в различных регионах республики Узбекистан. Научными исследованиями [3] обосновывается, что плодородие оазисных почв связано с разнообразием литолого-геоморфологических, гидрохимических и других особенностей природной обстановки.

Основной целью является характеристика региональных особенностей сероземно-оазисных почв и процессы формирования их плодородия с учетом их механического и агрегатного состава. Поставлена задача изучить основы сероземно-оазисного почвообразования и его проявления в современных условиях, а также выявить значение региональных особенностей по республике Узбекистан.

Материалы и методы исследования

Основным объектом наших исследований были выбраны северо-восточный регион (Ташкентский оазис), центральный регион (Самаркандский и Мирзачульский оазисы) и южный регион (Сурхан-Шерабадская долина). Эти регионы достаточно отличаются по природным условиям, характеру и возрасту процесса естественно-антропогенного почвообразования. В настоящее время эти оазисы являются крупными регионами орошаемого земледелия республики Узбекистан.

Полевые и лабораторные анализы проведены общепринятыми методами по физике почв. Гранулометрические свойства по методу Н.А. Качинского, сухого просеивания Н.И. Савинова, водопрочных агрегатов Г.И. Павлова.

Результаты исследования и их обсуждение

Оазисы Узбекистана занимают около 10 % его территории. Кроме поливных земель, используемых в сельскохозяйственном производстве, в них находится также основная масса поселения и промышленных объектов со свойственной им инфраструктурой. Оазисы представляет собой резкий контраст с окружающей территорией пустынь и полупустынь, среди которых они находятся. Среди оазисов Узбекистана одна группа находится в пределах предгорий и подгорных равнин – эти регионы Ферганский, Чирчик-Ангренский, Самаркандской, Мирзачульский, Китаб-Шахрисябский, Сурхан-Шерабадский и др. В пределах пустынной зоны расположены крупные древние оазисы – Бухарский, Хорезмский, Каракалпакский и др.

Изученные нами Ташкентский, Мирзачульский (Джизакская и Сырдарьинская области), Самаркандский и Сурханский оазисы расположены в зоне предгорий и подгорных равнинах Узбекистана. Сероземно-оазисные почвы занимают среднюю часть сероземной зоны, формируясь в условиях полуаридного климата предгорий и низких гор.

Республика Узбекистан, простираясь с севера на юг и с запада на восток на многие сотни километров, охватывает все многообразие ландшафтов, встречающихся на её территории. По орографии и гидротермическому режиму она делится на систему высотных поясов и широтную пустынную зону, в пределах которых четко проявляются основные почвенно-географические закономерности [3].

Юго-восточную часть территории Узбекистана занимают горные системы, представленные в основном отрогами Тянь-Шаня и Памир-Алая. В пределах гор и равнин, тяготеющим к горам, выделяется ряд вертикальных почвенных поясов, различающихся природно-климатическими условиями почвообразования [3]. Нижняя граница вертикальной поясности проходит по абсолютным отметкам от 200–250 м на севере горных систем до 400-450 м на – юге. Этот переход от вертикальных поясов к широтной пустынной зоне вскрывает глубокие различия в формировании и распространении почв в этих природно-географических выделах.

По климатическим условиям изученные оазисы (регионы) относятся к Туранской климатической фации, повторяя её основные черты. Географическое положение оазисов обусловливает особенности их климата.

В северо-восточном регионе (Ташкентском оазисе) среднемноголетняя температура воздуха варьируется от 13,8 до 15,30, центральном регионе (Мирзачульском и Самаркандском оазисах) соответственно варьируется – 11,2–15,60 и 13,6–15,90, а в южном регионе (Сурхан-Шерабадском оазисе) колеблется от 14,1 до 18,8 °С.

Изученные сероземно-оазисные почвы обладают различными механическим составом, характеристика их по строению литологического профиля в основном однородная, в некоторых случаях различного многослоистого механического состава. Например: по гранулометрическому составу сероземно-оазисные почвы южного региона представлены в основном крупно-пылеватой – легко, средне и тяжелосуглинистым разностям. Содержание физической глины варьирует (<0,01 мм) в легкосуглинистых от 23,8 до 29,3 %, среднесуглинистых от 33,1 до 44,0 % и тяжелосуглинистых разностях от 47,8 до 48,7 %, соответственно содержание частиц физического песка (>0,01 мм) составляет от 50,9 до 76,2 %. Для этих почв характерна обогащенность их крупно (0,05–0,01 мм) и среднепылеватых (0,01–0,005 мм) частицами, содержание крупной пыли составляет – 17–44 %, средней пыли 9–27 % и частиц ила (<0,001 мм) 8–18 %. В пределах верхнего метрового слоя содержание фракций мелкого песка (0,25–0,05 мм) невысокое, и оно колеблется от 1,3–11,6 до 25,4–35,1 % (таблица).

В Самаркандском оазисе распространенные в сероземно-оазисных, сероземно-лугово-оазисных и лугово-оазисных почвах фракции ила (<0,001 мм) встречаются соответственно в пределах 5,1–10,3; 2,3–8,6 и 0,2–12,8 %. Физическая глина (<0,01 мм) в сероземно-оазисных составляет 31,6–40,2 % и все горизонты относятся к почвам среднесуглинистого гранулометрического состава. В сероземно-лугово-оазисных и лугово-оазисных почвах физическая глина составляет от 6,3 до 50,0 % и от песчаного до тяжёлого гранулометрического состава.

В Мирзачульском и Ташкентском оазисах сероземно-оазисных, сероземно-лугово-оазисных и лугово-оазисных почвах фракции ила соответственно встречаются в широких пределах – 4,8–12,8 %; 0,6–12,5 % и 2,2–13,7 %. Количество физической глины соответственно составляет – 22,9–54,3; 8,5–56,8 и 12,0–58,0 %. В Ташкентском оазисе фракции ила составляют в сероземно-оазисных 2,7–14,4 %, сероземно-лугово-оазисных 8,5–21,2 % и лугово-оазисных почвах 1,3–16,4 %. Количество физической глины соответственно составляет – 18,5–49,6; 35,5–49,6 и 12,6–27,4 % (таблица).

Почвенные горизонты сероземно-оазисных почв Самаркандского и Ташкентского оазисов отличаются более облегченным гранулометрическим составом. Содержание физической глины в среднем составляет 19–40 и 19–50 %, что связано с особым характером твердого стока агроирригационных отложений этих регионов, а также более легким гранулометрическим составом почвообразующих пород – лёссы. Содержание физической глины в последних на 4–14 % меньше, чем в почвах Сурхан-Шерабадского и Мирзачульского регионов, в котором составляет 23–54 %. В сероземно-лугово-оазисных почвах агроирригационные горизонты также отличаются довольно легким гранулометрическим составом, они наблюдаются в Мирзачульском оазисе (Сырдарьи) – 9–45 и Сурхан-Шерабадской долине – 17–48 % (таблица).

В Ташкентском оазисе лугово-оазисные почвы также различаются своеобразными особенностями в широких пределах. В агроирригационном горизонте физическая глина составляет в пределах 13–27 %. При сопоставлении гранулометрических составов сероземно-оазисных, сероземно-лугово-оазисных и лугово-оазисных почв выявлены следующие закономерности: независимо от регионального положения оазисных почв по мере увеличения высотного положения при длительном орошении происходит постепенное внутрипочвенное выветривание (утяжеление механического состава).

Лугово-оазисные почвы изученных регионов с содержанием физической глины от 1,9 до 27 % относятся к категории песчаных и легкосуглинистых почв, и это непосредственно связано с доминирующими аллювиальными отложениями. Можно отметить, кроме Самаркандского и Ташкентского оазисов наблюдается накопление на поверхности почвогрунтов до 58 % физической глины. В сероземно-оазисных и сероземно-лугово-оазисных почвах содержание физической глины увеличивалось от 36 до 57 %, и эти почвы переходят соответственно в категорию средне- и тяжелосуглинистых из-за накопления агроирригационных наносов. Таким образом, в целом оазисные почвы Самаркандского и Ташкентского оазисов отличаются более легким гранулометрическим составом, чем Сурхан-Шерабадский и Мирзачульский регионы.

Для орошаемых почв агрегированность или структурность является одним из главных показателей физического состояния почвы, влияющей на её плодородие [4–6]. Известно, что только структурные почвы могут обеспечить оптимальные сочетания воздушного, водного и питательного режимов для роста и развития сельскохозяйственных растений.

Сероземы и сероземно-оазисные почвы обладают недостаточной водопрочной макроструктурой. Этот недостаток в некоторой степени компенсируется созданием временной, но недостаточно устойчивой макроструктуры, образующейся при посеве люцерны и других трав, а также «морозной» макроструктуры. Последнее получается при правильном комплексе агротехнических мероприятий. По литературным данным предполагаются, что лёссы обладают большой микроагрегированностью [7, 8]. Почвенные горизонты содержат меньший процент микроагрегатов. Известно, что это результаты дезагрегации лёсса в почвообразовании. Следует отметить, меньшей микроагрегированностью обладают почвы с более развитым профилем. При орошении происходит дальнейшее уменьшение агрегированности. В верхних горизонтах сероземно-оазисных почв микроагрегатов меньше, чем в породе.

Количество агрономических ценных агрегатов (диаметром от 0,25 мм до 10 мм) по профилю сероземно-оазисных почв колеблется от 46,7 до 70,5 %, на сероземно-лугово-оазисных – 37,1–66,7 %, а на лугово-оазисных – 36,2–72,2 %. Нужно отметить, что с формированием агроирригационных горизонтов, образовались относящиеся к группу «очень высокие» (>30 %) структурных почв. Это положение ещё подтверждают, даже нижние горизонты профилей оазисных почв, переработанные червями и другими землероями, видны следы, в том числе экскременты. При сопоставлении макроагрегатного состава сероземно-оазисных, сероземно-лугово-оазисных и лугово-оазисных почв выявлены характерные особенности в Ташкентском и Мирзачульском (Джизакской области), чем других регионов. Максимальное количество макроагрегатов составляет 61–69 и 70–72 %.

Водопрочные агрегаты кореллятивно связаны с гранулометрическим составом и гумусированности почвогрунтов. Необходимо подчеркнуть, что агрегатов диаметром 3–5 мм относительно больше, чем агрегатов размером 2–3 мм. Кроме того, при сопоставлении водопрочных агрегатов с размерами 2–3 и 3–5 мм в лугово-оазисных почвах Ташкентском оазисе и Джизакской области и доминирующие агрегаты размером 5–3 мм и их содержание составляет сероземно-оазисных – 2,8–6,5 и 3,8–8,6 %; сероземно-лугово-оазисных – 4,7–8,3 и 3,1–8,2 %; лугово-оазисных – 2,2–3,7 и 5,4–9,1 %, соответственно, агрегаты размером 3–2 мм составляют – 2,2–6,0 и 3,6–7,9 %; 4,3–7,1 и 3,0–7,8 %; 1,6–3,0 и 5,4–8,3 %. Наименьшие показатели агрегатов размером 5–3 и 3–2 мм наблюдаются на сероземно–лугово-оазисных почвах в Сырдарьинской области (0,9–5,2 и 0,6–3,9 %), Самаркандском оазисе (1,7 и 1,2 % ), Сурхан-Шерабадской долине (2,6–4,9 и 2,6–4,4 %), а также лугово-оазисной почве Ташкентского, Самаркандского оазисов и Сурхан-Шерабадской долине их содержание составляет соответственно 2,2–3,7 и 1,6–3,0 %; 2,5 и 2,1 %; 1,0 и 0,63 % (таблица). Такое резкое отличие наблюдается на песчаных и супесчаных горизонтах. В общем сероземно-оазисные, сероземно-лугово-оазисные и лугово-оазисные почвы характеризуются высокими количествами водопрочных агрегатов. Также надо подчеркнуть, при наличии щелочности в некоторых горизонтах отмечены очень малые количества водопрочных агрегатов. Изученные сероземно-оазисные, сероземно-лугово-оазисные и лугово-оазисные почвы обладают оптимальными водно-физическими свойствами. Лёссы незначительно агрегированы, но обладают высокой микроагрегированностью.

В них содержится 30–40 % микроагрегатов, то есть значительно больше чем в верхних горизонтах. Кроме этого, лёссы весьма благоприятны и по другим физическим свойствам: они хорошо водопроницаемы и аэрированы, не имеют плотных, плохопроницаемых для корневых систем горизонтов и пр. Высокое плодородие почв, развитых на лёссах, в значительной степени связано с их хорошей «физикой», обеспечивающей высокую мобильность влаги и питательных элементов.

Заключение

Сероземно-оазисные почвы занимают среднюю часть сероземной зоны, формируясь в условиях полуаридного климата предгорий и низких гор. Эти почвы обладают различным гранулометрическим составом, характеристика их по строению литологического профиля в основном однородного, в некоторых случаях различаются многослоистым механическим составом. Для этих почв характерна обогащенность их крупно (0,05–0,01 мм) и средне пылеватыми (0,01–0,005 мм) частицами. Сероземно-оазисные почвы Самаркандского и Ташкентского оазисов отличаются более облегченным гранулометрическим составом почвенных горизонтов.

Характерными особенностями является большое количество макроагрогатного состава в Ташкентском (61–69 %) и Мирзачульском регионах (Джизакской области – 70–72 %) сероземно-оазисных, сероземно-лугово-оазисных и лугово-оазисных почв. Количество агрономических ценных агрегатов по профилю сероземно-оазисных почв колеблется от 46,7 до 70,5 %, на сероземно-лугово-оазисных – 37,1–66,7 %, а на лугово-оазисных – 36,2–72,2 %. Оценено, что с формированием агроирригационных горизонтов образовались относящиеся к группе «очень высокие» (>30 %) структурные почвы.

Водопрочные агрегаты тесно связаны с механическим составом и гумусированностью почвогрунтов Ташкентского оазиса и Джизакской области и доминируются агрегаты размером 5–3 мм. Наименьшие показатели агрегатов размером 5–3 и 3–2 мм наблюдаются на сероземно-лугово-оазисных почвах в Сырдарьинской области, Самаркандском оазисе, Сурхан-Шерабадской долине, а также лугово-оазисной почве Ташкентского, Самаркандского оазисов и Сурхан-Шерабадской долине.