Scientific journal

Scientific Review. Biological science

ISSN 2500-3399

ПИ №ФС77-57454

Гидрогеологические условия в аридной зоне определяют многие важные производственные свойства почв, такие как степень и характер засоления, содержание гумуса, полевая влагоемкость, водопроницаемость и др. Эти свойства почв, в свою очередь, определяют характер и объем требуемых освоенческих и мелиоративных мероприятий, дренажа, промывки, а также поливные, оросительные и промывные нормы и режим орошения. Исходя из этого, самым общим основанием для разделения почв описываемой территории послужил характер их увлажнения.

Почвы полугидроморфного ряда представляют собой переходное звено между элювиальным и гидроморфным рядами. Эти почвы на рассматриваемой территории занимают нижние части возвышенной волнистой пролювиальной равнины Ломакинского плато, северные окраины средней части конуса выноса р. Зааминсу, покатого делювиально-пролювиального меж конусного понижения гидрогеологическая зона [1].

Цель исследования: определение изменений свойств, эколого-мелиоративного состояния и плодородия гидроморфных почв Джизакской степи под влиянием орошаемого земледелия, а также разработка научно-практических рекомендаций по эффективному их использованию, размещению высоко прибыльных сельскохозяйственных культур.

Материалы и методы исследования

Объектом наших исследований служили перспективные для развития сельского хозяйства земли Джизакской степи, граничащие на юге с Большим Узбекским трактом, на севере – с Южным Голодностепским каналом, на западе – с линией контакта Санзарского конуса выноса и пролювиальной равниной Ломакинского плато и на востоке – с зеленой зоной г. Янгиер.

Намеченными в программе исследованиями были охвачены наименее изученные и слабо используемые пока в орошаемом земледелии новоосваиваемые орошаемые, частично целинные, земли центральной и восточной части степи, входящие по административному делению в состав Джизакской и Сырдарьинский областей Республики Узбекистан.

Являются механический состав, гумус и питательные элементы гидроморфных почв, степень засоления, динамика изменений почвенных свойств, почвенное плодородие, почвенные и почвенно-оценочные карты.

Исследования проведены в полевых, лабораторных и камеральных условиях на основе общепринятых в почвоведении стандартных методик, в исследованиях использованы географические, генетические, историко-сравнительные, литолого-геоморфологические, химико-аналитические, а также профильные методы, в частности химические анализы, выполнены на основе «Руководства по химическому анализу почв», полевые исследования и камеральные изыскания на основе «Инструкции проведения почвенных исследований и составления почвенных карт для ведения Государственного земельного кадастра», а также почвенно-оценочные работы на основе «Методических указаний по бонитировке орошаемых почв Республики Узбекистан» [2, 3].

Результаты исследования и их обсуждение

Лугово-сероземные почвы. Механический состав описываемых лугово-сероземных почв неоднороден и в каждом геоморфологическом районе отличается своими особенностями. Лессовидными отложениями, отличающимися однородностью и преобладанием в механическим составе пылеватых фракций, характеризуется Зааминский конуса выноса и Ломакинского плато разр. 11, 40.

Содержание фракций крупной пыли 0,05–0,01 мм составляет от 23–40 % до 50–57 %, при очень низком количестве песчаных фракций. Содержание или <0,001 мм колеблется в широких пределах – от 11–20 % в верхних до 6–10 % в нижних горизонтах табл. 1.

Из данных таблицы также видно, что почвогрунты здесь представлены сильно слоистыми и очень пестрыми по механическому составу отложениями.

Так, например, в пределах одного и того же профиля содержание физической глины колеблется от 23 до 78 % разр. 31, 32. Как почвы, так и почвообразующие породы характеризуются высоким содержанием крупной пыли, а содержание илистой фракции составляет 13–20 % (табл. 1).

Оглинение средней части профиля рассматриваемых почв, выражающееся в относительном увеличении здесь физической глины и илистой фракции, более четко выражено, чем в типичных и светлых сероземах.

Рассматриваемые почвы за последние 30–40 лет интенсивно используются под орошаемое земледелие, следствием чего явилось уменьшение в некоторой степени содержания в них гумуса, количество которого в горизонте составляет 0,710–1,060 %, местами уменьшаясь до 0,583 % разр. 31, табл. 2. В подпахотном горизонте содержание его уменьшается почти в 2 раза разр. 6, 41, тем не менее в большинстве случаев наблюдается увеличение их количества разр. 31, 39, 11, что, вероятно, результат влияния распашки на гумусированность более глубинных горизонтов почв.

В соответствии с довольно низким содержанием гумуса, количество азота также незначительно. Количество его в пахотном горизонте не превышает 0,1 %. Отношение углерода к азоту в пахотных горизонтах равно 5,3–6,2, т.е. значительно уже, чем в целинных сероземах, где эта величина составляет 7,5–9,0. Приведенные данные указывают на относительную бедность лугово-серозёмных почв азотом и хорошую их отзывчивость на внесение азотных удобрений.

Содержание валовой фосфорной кислоты небольшое, и максимум её отмечается в пахотном горизонте, в пределах 0,132–0,156 %, местами в подпахотном горизонте в количестве 14–26 мг/кг, местами содержание ее составляет 5,4–5,8 мг/кг; поэтому эти почвы относятся к очень низко – 0–15 мг/кг и низкообеспеченным 16–30 мг/кг. Содержание валового калия в рассматриваемых почвах невысокое 0,769–1,575 %. Невелико и количество подвижного калия – менее 300 мг/кг в пахотном слое и около 78–120 мг/кг в подпахотном горизонте. Исключением являются разрезы 6,41, где количество его составляет 340–440 мг/кг. По содержанию подвижного калия эти почвы относятся к низко- и среднеобеспеченным.

Запасы гумуса в полуметровой толще лугово-сероземных почв колеблются от 45,6 до 62,3 т/га, азота – от 5,5 до 7,7 т/га, из них в пахотном слое содержится соответственно 25–45 т/га и 2,8–4,5 т/га (табл. 3).

Работами [4–6] и других доказано, что основная масса солей в сероземах выносится циркулирующими в толще почвогрунтов почвенными и грунтовыми водами вглубь грунта и по уклону. В связи с этим почвы подгорных равнин, даже в условиях глубокого залегания грунтовых вод, засолены в той или иной степени, вследствие их переноса со стороны. В этой связи в группе почв континентального засоления выделяют делювиально-пролювиальное, аллювиальное и коллювиальное засоление.

Засоление первого типа свойственно рассматриваемыми нами почвам. В пределах делювиально-пролювиального типа: 1. Засоление, связанное с приносом солей вмести с отлагающейся породой. 2. Засоление, связанное с внутрипочвенным перемещением растворов по уклону. 3. Засоление, связанное с грунтовым увлажнением, вызывающим перераспределение солей, принесенных с породой, так и новое поступление солей из грунтового потока [1].

Рассматриваемые нами выше вопросы о происхождении солей, закономерностях их миграций, дифференциации и накоплении в почв грунтах имеют прямое отношение к анализу и пониманию процессов вторичного засоления, возникающего при орошении. Но вместе с тем процессы вторичного засоления почв при орошении имеют свои особенности и закономерности, создающиеся в результате хозяйственной деятельности человека.

Вторичное засоление обычно проявляется в условиях слабо дренированных территорий. Интенсивность его проявление зависит от исходного засоления почвогрунтовой толщи, глубины залегания и минерализации грунтовых вод, режима орошения и других факторов, причем роль грунтовых вод ведущая.

Вынос солей в верхние горизонты при вторичном засолении почв осуществляется в результате приближения капиллярной каймы к поверхности при подъеме уровня грунтовых вод в условиях затруднённого их оттока. При наличии водопроницаемых грунтов вторичное засоление может проявляться и при глубинном залегании грунтовых вод, за счет фильтрационных, образующих верховодку, отдаленную от основного грунтового потока водоупорном. Поверхностное засоление может произойти и без образование верховодки, в результате капиллярного выноса солей при испарении капиллярно-подвешенных вод, образующихся за счет орошения. Вторичное засоление проявляется тем резче и быстрее, чем больше солей в почвогрунте и грунтовой воде, хуже подземный сток.

Большое разнообразие природных и ирригационно-хозяйственных условий в орошаемой восточной части Джизакской степи, где в настоящее время усилилось вторичное засоление, определяет значительное разнообразие в его проявлении, как качественного и количественного состава солевых скоплений, так и интенсивности и общего направления процесса засоления.

В результате орошения поднялся уровень грунтовых вод и начался новый цикл перераспределения тысячелетних запасов солей в почв грунтах. Процессы вторичного засоления развивались вследствие неподготовленности массива к освоению. Ранее не засоленные или слабозасоленные почвы с довольно глубокими грунтовыми водами стали средне- и сильнозасоленными, а в отдельных случаях значительные площади земли превратились в солончаки и вышли из сельскохозяйственного оборота.

Наиболее резко проявилось вторичное засоление почв на постоянно орошаемых землях в условиях слабодренированных грунтов. Интенсивность этого процесса в различных частях освоенных и орошаемых территорий массива неодинакова, что обусловлено, с одной стороны, природными особенностями территории, с другой – характером использование земель, в первую очередь условиями орошения и дренирование.

Динамичность водного баланса предопределила основополагающую тенденцию эволюции почв, района и трансформацию в них солевых масс, генетической формой засоления, которая является аллювиально-пролювиальной и пролювиальной. Орошение, начатое в разное время, оказало определенное влияние на режим засоления почв.

В орошаемых лугово-сероземных, сероземно-луговых и луговых почвах массива, где агроирригационные формы рельефа пока еще отсутствует, вторичное засоление, связанное с интенсификацией орошения, сопровождалось повсеместным подъемом грунтовых вод и вертикальным перераспределением реликтовых запасов солей в зависимости от механического состава, состояния сельскохозяйственных угодий и культуры земледелия. Пестрота засоления наблюдается как по профилю почв, так и в пространстве, проявляясь чередованием слабозасоленных, местами промытых участков с сильно- и очень сильнозасоленными.

Изучение процессов засоления и рассоления почв дало возможность проследить влияние орошения на процессы солевых миграций на орошаемой части территории и на землях прилегающих к ним. В распределении солей по профилю почвогрунтов улавливается определенная закономерность, указывающая на то, что засоление почв связано с выносом солей из грунтовых вод. В преобладающем большинстве случаев количество солей в почвогрунтах возрастает снизу вверх. Но в отдельных случаях это возрастание идет неплавное, вследствие неодинаковой аккумуляции солей в солях различного механического состава почв.

Слоистость почвогрунтов прослеживается почти во всех разрезах; тем не менее встречаются и относительно однородные грунты, либо супесь и пески, либо тяжелые суглинки и глины. Во всех случаях обнаруживается совершенно определенная зависимость солевого профиля от литологического строения почвогрунтовое. При общей тенденции почв к накоплению солей в поверхностных горизонтах эта тенденция наиболее сильно проявляется в случаях, когда в нижних слоях грунтов преобладают легкие, а в верхних – тяжелые суглинки.

Таким образом, в зависимости от литолого-геоморфологических, гидрогеологических условий и дренированной территории, почвы массива засоление в различной степени и соответственно общие запасы водорастворимых и токсичных солей в почв грунтах чрезвычайно пестрые как по количеству, так и по качественному составу.

Для описываемых лугово-сероземных почв характерно засоление. По глубине залегания солевого горизонта, его мощности и степени засоления эти почвы представляют большое разнообразие, определяемое в основном геоморфологическими и гидрогеологическими условиями. Среди описываемых почв встречаются сочетания глубоко-солончаковатых, солончаковатых, высокосолончаковатых и солончаковых разностей.

Глубокосолончаковатые разности до глубины 170 см практически не засолены и содержание водорастворимых солей здесь не достигает 0,2 %. Соли в незначительных количествах отмечаются с глубины 150–180 см в пределах 0,304–0,392 % и соответствуют слабой степени засоления.

Запасы водорастворимых солей в трехметровой толще отложений составляют 100,1 т/га, в том числе хлора – 2,3 и сульфатов – 53,3 т/га. В этом же слое количество токсичных солей равно 37,9 т/га. Тип засоления в засоленных горизонтах сульфатно-магниево-кальциевый. Характеризуются эти почвы разности равномерным распределением СО2 карбонатов по всему профилю 6–7 %. Содержание гипса очень низкое, в горизонтах его максимум достигает 1,0–1,4 %.

Заключение

Гидроморфные новоорошаемые почвы занимают 24,19 тыс. га 28,39 %. Здесь сильно, и очень сильно минерализованные 10,1–30,3 г/л, редко среднеминерализованные 5–10 г/л ГВ залегают на глубине 0–2; местами до 2,5 м. Представлены эти почвы солончаковыми, редко высокосолончаковатыми разностями и характеризуются сильным и очень сильным 2–3 % засолением, местами до степени солончаков >3 %, с сульфатным и хлоридно-сульфатным типами. Количество гипса по всему профилю высокое и в горизонтах его максимума достигает 48–51 %. Общие запасы солей в 0–2 м слое варьируются от 378 до 624 т/га, в том числе запасы токсичных солей от 185 до 411 т/га. В Обручевском понижении описаны солонцово-солончаковые лугово-сероземные целинные почвы тяжелого механического состава, очень сильно засоленные в пределах верхней 0–5 м толщи, особенно в верхнем двухметровом слое. Содержание поглощенного натрия от суммы поглощенных оснований составляет 55–77 % в дерновом горизонте и 72–80 % на глубине 30–65 см, характерно наличие плотного глыбистого горизонте мощностью 50–60 см с глубины 3–6 см. Сланцеватость этих почв остаточная. Орошение гипсометрических вышерасположенных земель и самого массива привело к увеличению доли площадей с глубиной залеганий уровня грунтовых вод от 3 м с 42,21 % в 1977 г. до 69,05 % в 1993 г. и уменьшению площадей земель с минерализацией грунтовых вод от 3 г/л с 36,9 % до 4,88 % соответственно. Основным фактором, лимитирующим плодородие почв, является степень их засоления. Существующая КДС не обеспечивает полный отвод минерализованных грунтовых вод и не способствует поддержанию их уровня на необходимой глубине. Поэтому запасы солей будут постепенно возрастать, если не принять срочных мелиоративных мер, предотвращающих процесс вторичного засоления почв и причин ее обуславливающих.