Scientific journal

Scientific Review. Biological science

ISSN 2500-3399

ПИ №ФС77-57454

Модернизация сельскохозяйственного производства непосредственно связана с необходимостью повышения плодородия почв и разработкой других важных вопросов землепользования.

В решении этой задачи большая роль принадлежит комплексным исследованиям современного состояния, уровня плодородия, факторов, лимитирующих производительную способность почв и др. В нашей республике в сельскохозяйственном производстве интенсивно используются лишь орошаемые почвы, общая площадь которых составляет около 4,3 млн га, из них пахотных 3,3 млн га. Эти почвы в процессе орошения претерпели значительные изменения.

Орошение в аридных и экстрааридных условиях, в несколько раз превосходящее атмосферное увлажнение, коренным образом видоизменяет весь ход почвообразования: поступление и минерализацию органического вещества, гумусообразования, миграцию солей и биофильных элементов и др. Особенно меняются их морфологические особенности, физические, водно-физические, агрохимические, химические, биологические свойства и др.

Производительная способность орошаемых почв во многом зависит от сельскохозяйственной деятельности человека. В целях рационального использования этих почв необходимо изучение их современного состояния, выявление и предотвращение отрицательных факторов, лимитирующих производительную способность почв.

Цель исследования: установление особенностей изменения, свойств и эволюции гидроморфных почв в зависимости от давности орошения в условиях интенсивной системы земледелия и его влияния на производительную способность почв.

Материалы и методы исследования

Объектом наших исследований явились орошаемые болотно-луговые, луговые и лугово-оазисные почвы на первой и второй надпойменных террасах р. Гиджиген.

Исследование проводилось в полевых, лабораторных и камеральных условиях, общепринятыми методами [1–3]. В полевых условиях было заложены три ключевых участка, характеризующих разные подтипы гидроморфных почв:

1) на орошаемой болотно-луговой почве;

2) на орошаемой луговой почве;

3) на лугово-оазисной почве.

На каждом ключевом участке были заложены по пять почвенных разрезов, по генетическим горизонтам которых отобраны почвенные образцы. Лабораторные анализы выполнены общепринятыми методами в аналитическом центре института.

Результаты исследования
и их обсуждение

В пределах сероземного пояса наряду с сероземами развиваются при неглубоком залегании грунтовых вод гидроморфные почвы, испытывающие влияние повышенного увлажнения. К ним относятся луговые, болотно-луговые и болотные почвы. Гидроморфные почвы сероземного пояса формируются на пойменных I и II надпойменных речных террасах.

Глубина залегания грунтовых вод на надпойменных террасах находится в пределах 1–2,5 м, а на пойменных – до 0,5–1,5 м. При этом в сезонном режиме уровня грунтовых вод происходят значительные колебания. При орошении существенно меняется водный режим гидроморфных почв.

Территории первой и второй надпойменных террас р. Гиджиген в большей своей части освоены относительно недавно и использовались в основном под рисовник. Это положило свой отпечаток на характер почв, в которых глеевые горизонты часто залегают неглубоко от поверхности. В связи с неровностями рельефа, различной глубиной залегания глеевого горизонта, галечников и грунтовых вод, луговые аллювиальные почвы чередуются здесь с болотно-луговыми и болотными почвами.

В орошаемых болотно-луговых почвах постоянное увлажнение нижней части профиля приводит к формированию глеевого горизонта на глубине 0,7–1 м.

Для орошаемой луговой почвы сизоватость и остаточное оглеение отмечаются в верхней части профиля на глубине 30–80 см и являются, по-видимому, следствием поверхностного затопления в период рисосеяния. Верхние горизонты в обоих разрезах отличаются относительно хорошей окультуренностью благодаря которой их плотность, несмотря на тяжелый механический состав, относительно невелика.

Морфологические описания показывают, что гидроморфные почвы хорошо прогумусированы – на 40 см в орошаемой луговой почве и 60 см в орошаемой болотно-луговой. Эта гумусность для данных почв является остаточной.

Орошаемые луговые аллювиальные почвы сероземной зоны считаются самими хорошими землями по плодородию и месторасположению. Они занимают здесь около 24 % площади. Эти почвы по содержанию гумуса и азота богаче, чем сероземные почвы, но при их освоении в первое время наблюдается значительная потеря органического вещества [4].

Лугово-оазисные (староорошаемые) почвы формировались при залегании грунтовых вод 1,5–2,5 м. Режим грунтовых вод здесь ирригационно-аллювиальный.

Пахотные и подпахотные горизонты лугово-оазисных почв (44 см) отмечаются монотонностью, они сложены агроирригационными наносами. Нижележащие горизонты неоднородны, они в основном повторяют характер аллювиальных наносов, отложенных р. Гиджиген.

Гидроморфные аллювиальные почвы в соответствии с закономерностями седиментации аллювия гранулометрически отличаются большим разнообразием и пестротой. Верхние горизонты лугово-оазисных почв сероземного пояса имеют преимущественно тяжелосуглинистый механический состав с колебаниями от легких суглинков до легких глин влючительно. Болотно-луговые чаще всвего – глинистые.

Преобладающая фракция лугово-оазисных почв – крупная пыль, количество которой не превышает 40 %. Наряду с этим весьма характерно повышенное содержание ила (20–23 %) и более значительное, чем в сероземах, содержание песка.

Преобладающая часть илистой фракции (60–65 %) агрегирована.

По гранулометрическому составу орошаемые болотно-луговые почвы относятся к тяжелосуглинистой разновидности, с содержанием физической глины в среднем 50–58 %, при весьма значительном содержании ила – 20–25 % (таблица).

Такой механический состав характерен обычно для толщи 0–60 см, а ниже он сменяется суглинком, песком и галечником, т.е. имеет сложение, типичное для аллювиальных равнин подгорной зоны [5].

Орошаемые луговые почвы по механическому составу аналогичны болотно-луговым, т.е. содержат физической глины в пределах 55–60 % при незначительном уменьшении иловатой фракции.

Орошаемые лугово-оазисные почвы обладают наилучшими среди орошаемых почв Узбекистана агрохимическими свойствами. По содержанию органических веществ, как гумуса, так и азота, они богаче сероземных почв.

Причиной этому служит высокая исходная гумусность луговых почв до сельскохозяйственного освоения. При освоении этих почв наблюдается постепенная потеря органического вещества в пахотном слое. Обычно содержание гумуса в нем составляет 1,1–1,5 %.

Орошаемые гидроморфные почвы содержат значительное для сероземного пояса количество гумуса. В орошаемых болотно-луговых почвах содержание гумуса значительно колеблется между отдельными разрезами ключевого участка, в пределах 1,5–2 % при абсолютном содержании 3–5 % (таблица).

Иногда на глубине встречаются горизонты с резко повышенным содержанием гумуса, которые мы рассматриваем как погребенные гумусовые горизонты. Высокая гумусность орошаемых болотно-луговых почв не отвечает современному режиму гумусообразования и, по-видимому, является остаточной от бывшего болотного процесса почвообразования.

Содержание валового азота также высокое, хотя отношение C/N здесь значительно шире, чем в сероземно-оазисных почвах. Относительно низким содержанием азота отличаются погребенные высокогумусные горизонты.

В орошаемых луговых почвах содержание гумуса в пахотном горизонте – 1,6–2 %, т.е. почти в два раза ниже, чем в болотно-луговых, хотя эти почвы находятся в непосредственной близости друг от друга, в разных концах одной поливной карты (таблица).

Большая вариабельность по содержанию гумуса связана здесь с положением почв по мезо- и микрорельефу, небольшие отклонения отмечаются на глубине залегания грунтовых вод, что определяет развитие болотного и лугового процессов и, в соответствии с этим, гумусность почв. В связи с такой высокой степенью вариабельности по содержанию гумуса здесь весьма трудно определить динамику его поведения в годичном цикле.

На лугово-оазисных (староорошаемых) почвах процесс гумусообразования намного интенсивнее [6]. В оазисных почвах происходит, в отличие от естественного процесса гумусобразования, с иными количественными и качественными поступлениями биомассы и характерной ее минерализацией.

Это находит отражение в строении гумусового профиля, в котором уже нет резко выраженного максимума, приуроченного к верхнему горизонту и распределение гумуса по профилю равномерно.

Содержание валового азота в основном пропорционально содержанию гумуса. Отношение С:N в верхних горизонтах болотно-луговых и луговых почв составляет около 10, т.е. достаточно неширокое, в лугово-оазисных почвах это отношение уже, составляет в пределах 7. Это обусловлена тем, что при длительном орошении органические соединения теряет часть азота, за счет интенсификации процесса минерализации.

Состав поглощенных оснований орошаемых болотно-луговых и луговых почв характеризуется преобладанием катионов кальция, содержание которых обычно составляет около 80 % от суммы поглощенных катионов. Но иногда в отдельных разрезах обнаруживается высокое содержание магния – 45–50 %.

Причина этого пока не установлена, хотя емкость поглощения зависит от гумусности и механического состава почв. Орошаемые луговые почвы, имеющие меньшую гумусность и глинистость, по сумме поглощенных катионов несколько превосходят орошаемые болотно-луговые. Можно предположить, что это связано с качественным составом гумуса (таблица).

Карбонатный состав, в котором преобладают карбонаты кальция, свидетельствует о благоприятных физико-химических свойствах этих почв.

Общее содержание карбонатов составляет здесь около 18–20 %, или 1/5 часть почвенной массы. Этим обеспечивается благоприятная слабощелочная реакция почвенного раствора.

Орошаемые болотно-луговые и луговые почвы практически не засолены. Эти почвы отличаются высокими потенциальными запасами фосфора и калия.

Содержание валового фосфора в болотно-луговых почвах достигает 0,25–0,30 %, калия – 1,5–1,7 %.

Основные свойства орошаемых гидроморфных почв

В орошаемых луговых почвах фосфора несколько меньше – 0,15–0,20 %, калия же больше – 2,0-2,5 %. Это связано с химическими особенностями этих почв (таблица).

По содержанию подвижных форм фосфора орошаемые болотно-луговые почвы выделяются как высоко и очень высоко обеспеченные (более 45 и 60 мг/кг).

Орошаемые луговые почвы в основном среднеобеспеченны, хотя на отдельных участках количество подвижного фосфора также превосходит 100 мг/кг, что, по-видимому, связано с повышением гидроморфизма [7].

По содержанию подвижного калия орошаемые болотно-луговые почвы находятся в основном на уровне среднеобеспеченных. Орошаемые луговые имеют в целом более высокую степень обеспеченности (таблица).

Заключение

Гидроморфные почвы сероземной зоны наиболее широко распространены в поясах типичных и светлых сероземов, занимающих средний и нижний ярусы сероземной зоны, и преимущественно представлены луговыми почвами, реже болотно-луговыми и болотными. Большая часть этих почв используются в орошаемом земледелии.

Исследуемые почвы долины р. Гиджиген отличаются относительно высоким содержанием гумуса, при этом в пахотном горизонте орошаемой луговой аллювиальной почвы содержание его на 1,5–2,0 % ниже, чем в соответствующем горизонте орошаемой болотно-луговой почвы. Вариабельность по гумусу связана с положением почв по мезо- и микрорельефу и проявлением гидроморфности.

Производительная способность орошаемых болотно-луговых почв, несмотря на их высокую гумусность и обеспеченность элементами минерального питания, невысокая. Лимитирующими факторами производительности этих почв здесь являются тяжелый механический состав и наличие глеевых горизонтов.

Для улучшения мелиоративного состояния орошаемых луговых аллювиальных почв потребуется очистка дренажа с целью поддержания в оптимальном режиме уровня грунтовых вод (1,5–2,5 м). При разработке поливных режимов неукоснительно руководствоваться гидромодульным районированием, что позволит экономить водные ресурсы и предотвратит нежелательный подъем грунтовых вод. Повсеместное внедрение севооборотов позволит увеличить их производительную способность.