Scientific journal

Scientific Review. Biological science

ISSN 2500-3399

ПИ №ФС77-57454

По состоянию на 1 января 2020 г. 47 % орошаемых земель в Республике Узбекистан засолены в разной степени, площади земель, подверженных водной эрозии, составляют 628,4 тыс. га, что составляет 14 % от общей площади орошаемых земель, из которых 4,5 % средне и сильно эродированы. 700,0 тыс. га земель в той или иной степени подвержены ветровой эрозии [1]. В связи с этим необходимо изучить природно-климатические, почвенные условия территорий, процессы деградации, где они широко распространены, и степень деградированности орошаемых почв Мирзачульского района, где произошло стихийное бедствие. Почвы делятся на группы в зависимости от степени деградации, и необходимо использовать современные агротехнологии для качественного восстановления и повышения их плодородия. Одним из наиболее актуальных вопросов является восстановление и сохранение плодородия почв, предотвращение эрозии, определение механизмов и закономерностей образования гумуса, а также плодородия почв. В настоящее время одной из наиболее актуальных проблем является изучение гумуса и гумусообразование в больших масштабах с учетом региональных условий, сравнение состояния почв в зоне бедствия под воздействием природных и антропогенных факторов.

Цель исследования – сравнить состояние и осветить агрохимические свойства почв, подверженных, а также не затронутых стихийными бедствиями территорий, которые были эродированы и размыты в разной степени.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования были выбраны орошаемые сероземно-луговые почвы в зоне светлых сероземов. Сырдарьинской области, не пострадавшая от стихийных бедствий и затопленных разной степени территорий: Мирзаабадского района, массивы имени Г. Юнусова и Кульбекова и массивы имени Т. Малик Сардобинского района. Были вскопаны разрезы почв в полевых условиях и изучены их морфогенетические характеристики. В исследованиях использовались генетико-географический, профильно-геохимический [2], стационарно-полевой и химико-аналитический методы. Общий химический, физико-химический анализ почвы проводился по общепринятым методикам на основании методических указаний Е.В. Аринушкиной [3].

Степень изученности объектов исследования

Изучение плодородия почв и мелиорации Сырдарьинской области было проведено сотрудниками НИИ почвоведения и агрохимии [4–6]. По данным Сырдарьинского областного филиала института «Узгипрозем» на 06.05.2020 г., общее количество площадей, подверженных стихийному бедствию и наводнению в Узбекистане, составляет 50026 га, в Республике Казахстан – 7450 га. Эти изменения привели к значительным ухудшениям почвенного покрова местности. В связи с этим были рассмотрены способы восстановления плодородия почв путем сравнения состояния почв, проведения глубокого анализа изменений его профиля и почвенного покрова, способы восстановления плодородия почв с учетом региональных условий почвообразования и гумусообразования в ней, что в целом необходимо для выявления и предотвращения негативных ситуаций, которые последовали после наводнения [7–9].

Результаты исследования и их обсуждение

В ходе полевых исследований объекты исследования были разделены на площади, которые были «не затоплены и на затопленную территорию», которые были подвержены различной степени эрозии, были выкопаны почвенные разрезы и взяты образцы для химического анализа. Зона поражения расположена в районе светлых серозёмов, где в основном распространены орошаемые сероземно-луговые почвы, а уровень грунтовых вод расположен на глубине 2,5 м.

По данным Е.И. Панковой, И.П. Айдарова и других, процессы эрозии являются индикаторами, лимитирующими плодородие почв [10–12]. Данные показывают, что площади участков орошаемых почв, подверженных процессам эрозии до 25 %, в Республике Узбекистан составляют 7,0 % (291 тыс. га), 25–50 % – 1,68 % (70 тыс. га) и более 50 % составляют 0,37 % (15,4 тыс. га). Исследования показали, что в 78,5 % орошаемых почв Сырдарьинской области содержание гумуса составляет до 1,0 %, а на 21,5 % площади земель содержание гумуса находится в пределах 1,1–2,0 %. В Мирзаабадском районе орошаемые почвы, содержащие гумус до 1,0 %, составляют 26628,5 тыс. га, от 1,1 до 2,0 % – 8961,9 тыс. га. В Сардобинском районе почвы, содержащие гумус до 1,0 %, составляют 29114 тыс. га и содержащие от 1,0 до 2,0 % составляют 6718 тыс. га. В двух обследованных хозяйствах района, не подверженных стихийным бедствиям, содержание гумуса в пахотных слоях почв зоны составило 0,70 %, которые входят в группу низко обеспеченных (0,410–0,800 %), 0,38 % в нижележащем подпахотном слое и 0,150–0,214 % в последующем горизонте, что соответствует группе очень низко (до 0,4 %) обеспеченных. Количество гумуса в верхних слоях почв области, которые были слабо осаждены и менее размыты в результате стихийного бедствия, составляет 0,567–0,599 %, что соответствует невысокому показателю (0,410–0,800 %). 0,257–0,278 % в подпахотном и в последующих горизонтах, что входят в группу очень низко обеспеченных (до 0,4 %). Содержание гумуса в пахотных слоях почв области, сильно эродированных в результате стихийного бедствия, составляет 0,0565 %, что соответствует очень низкому показателю (до 0,4 %). 0,0322 % в подпахотном и в последующих слоях и входят в группу очень низко обеспеченных (до 0,4 %). Между почвенными профилями зоны бедствия со слабо осаженными и размытыми в разной степени и не подверженными к затоплению почвах можно увидеть значительную разницу в количестве содержания гумуса. Сравнивая разницу между слабо затопленными, мало осаждёнными, слабо эродированными и сильно размытыми территориями, можно увидеть, что есть ощутимая разница в показателях, если в незатопленных районах содержание гумуса в пахотном слое было 0,706 %, что соответствует группе низко обеспеченных, то в сильно размытых площадях на поверхности открывшегося грунта их содержание вообще составляет 0,0565 %, что позволяет их причислять к группе очень низко обеспеченных, и этот факт был зафиксирован и отмечен в научных наблюдениях. Наблюдения за процессами в почвах зоны бедствия показывают, что общая картина после наводнения весьма неутешительная, если взять к сведению тот факт, что на формирование одного сантиметрового слоя гумуса уходят многие годы.

Реакция среды почвенного раствора определяется соотношением в нем ионов водорода к гидроксильным ионам. Реакция среды почвенного раствора исчисляется в значениях pH – который равен обратному логарифму содержания в ней иона водорода. рH почвы зоны, не подверженной бедствию, соответствует к 7,59, а pH подпахотного и ниже расположенных слоёв колеблется в количестве 7,25–7,54, что соответствует к слабощелочным показателям. В пахотных горизонтах, слабо отложенных и слабо сильно эродированных почв значение pH колеблется от 7,40 до 7,78, что соответствует слабому щелочному показателю. Значение рН в подпахотном горизонте соответствуют показателям 7,43–7,66 и в последующих нижних слоях 7,34–7,75, которые также соответствуют слабощелочной среде. В нижнем слое разреза 2 (130–171 см) значение pH соответствует щелочной среде 8,29. Результаты химического анализа показывают, что во всех слоях почвенного профиля и всех разрезов образовалась слабощелочная среда.

Большая часть фосфора содержится в почве, в форме органических и минеральных соединении, не растворимых в воде. Органический фосфор тоже важен, так как он служит запасом для питания растений из почвы. Основная часть фосфора в почве находится в виде минеральных соединений. Органический фосфор составляет 10–25 % от общего фосфора в почве. Питание растений фосфором определяется количеством легко усваиваемого, подвижного фосфора. Фосфор в почве больше усваивается растениями в виде ортофосфорной кислоты, который выделяется в результате гидролиза органических веществ. Определение количества подвижного фосфора в почве играет важную роль при расчёте внесения норм фосфорных удобрений культурным растениям. Количество подвижного фосфора в верхних слоях почв зоны, не подверженных стихийному бедствию, составляет 9,9 мг/кг, в подпахотном горизонте составляет 9,6 мг/кг, а в нижних слоях – 3,0–4,8 мг/кг, и они входят в группу очень низко обеспеченных. Количество подвижного фосфора в пахотных слоях слабо эродированных и осаженных почв в результате стихийного бедствия составляет 18,9 мг/кг, в подпахотном и последующих горизонтах 1,2–2,6 мг/кг, что причисляется к группе очень низко обеспеченных (до 15 мг/кг). Содержание подвижного фосфора в пахотном слое почв, подверженных наводнению, составляет 7,68 мг/кг, что соответствует показателю низкой обеспеченности (16–30 мг/кг). В подпахотном слое этих почв содержание подвижного фосфора было зафиксировано в количестве 3,2 мг/кг, они входят в группу очень мало обеспеченных (до 15 мг/кг).

Калий играет важную роль в развитии растений. Содержание калия выше в почвах с тяжёлыми механическими составами. Обменные и водорастворимые соли калия, содержащиеся в почве, являются его основным источником для растений [13]. Количество обменного калия в пахотных слоях почв не претерпевшие стихийных бедствий составляет 352 мг/кг, они входят в группу высоко обеспеченных (301–400 мг/кг), в подпахотном и последующем горизонте его содержание колеблется в пределах 115–177 мг/кг и входят в группу средне обеспеченных (101–200 мг/кг), а в следующих двух слоях 88–93 мг/кг и соответствует очень низкому показателю (менее 100 мг/кг). Количество обменного калия в пахотных слоях почв слабо осаженных эродированных территорий в последствия стихийного бедствия, составляет 369 мг/кг, что соответствует группе высоко обеспеченных (301–400 мг/кг). В подпахотном и последующем слоях количество обменного калия составляет 112–127 мг/кг и соответствует низко обеспеченному показателю (101–200 мг/кг) и следующих двух слоях 74–76 мг/кг, что соответствует очень низкому показателю (менее 100 мг/кг). Количество обменного калия в пахотных слоях почв мало эродированной зоны составляет 208 мг/кг, что соответствует группе средней обеспеченности (201–300 мг/кг), в подпахотном и в последующих нижележащих слоях его содержание колеблется в пределах 69–84 мг/кг и соответствует очень низкому показателю (менее 100 мг/кг). Количество обменного калия в верхнем и подповерхностных слоях почв территорий, сильно пострадавших и эродированных от стихийных бедствий, очень низкое (менее 100 мг/кг) и составляет 53–72 мг/кг.

Среди водорастворимых солей орошаемых почв встречается и гипс. В особенности гипс содержится в солонцовых и солонцеватых почвах. Определение количества гипса и глубины залегания гипсового слоя играет важную роль при определении способов мелиорации солонцовых почв. В пахотных и подпахотных слоях почв зон, не пострадавших от стихийных бедствий, содержится 0,342–6,450 % гипса, и по действующим классификациям соответствуют группе не гипсоносных (< 10 %). В том же горизонте почв, подверженных наводнению, слабо осаженных и сильно эродированных территорий он составляет 10,33 %, что соответствует показателю слабо гипсованных (10–20 %). В подпахотном и последующих слоях составляет 1,165–9,202 %, что также соответствовало не гипсоносному показателю (< 10 %). В верхнем пахотном и подпахотном слоях почв, подверженных в процессе затопления сильной эрозии, содержатся 2,922–3,598 % гипса и входят в группу негипсоносных.

В соответствии с почвообразующими факторами и по сроку использования почв в орошаемом земледелии количество карбонатов в профиле содержится в разном количестве. В целинных и новоосвоенных почвах количество карбонатов распределено равномерно, сверху вниз, в то время как на староорошаемых землях карбонаты смывались из верхних горизонтов и накапливались в горизонтах, расположенных за метрового слоя, образуя иллювиальный карбонатный слой. Результаты показывают, что содержания карбонатов в пахотном, подпахотном горизонтах и последующих слоях изученных почв почти одинаковы и колеблются в пределах 4,54–6,23 %. На таких почвах будут благоприятные условия для прорастания технических культур (хлопчатник, пшеница, кукуруза и др.) (таблица).

Заключение

В ходе исследования были проведены закладки почвенных разрезов с участков территорий, которые не пострадали от стихийных бедствий и которые были затоплены и в той или иной степени подверглись процессу эрозии, и было проведено сравнение содержания в них органических веществ и агрохимических свойств. Было определено, что количество гумуса в почвенных пробах оказалось низким и очень низким. По сравнению количества гумуса и по толщине гумусового слоя в незатопленных и в затопленных слабо и сильно подверженных процессу эрозии почвах существенно различается (0,706–0,0565 %) и имеют значительную разницу. На самом деле количество гумуса в орошаемых светлых сероземах почвах не так велико. Количество подвижного фосфора в пахотных слоях слабо эродированных, вследствие стихийного бедствия почв составило 18,9 мг/кг, что соответствует низкому показателю (16–30 мг/кг), содержание обменного калия составляет 369 мг/кг, более высокий показатель чем у других (301–400) почв. В частности, резкая разница в количестве гумуса отмечена в почвах региона, где было и не было стихийных бедствий, наводнений и сильной эрозии. Исследования показывают, что исследуемые орошаемые сероземно-луговые почвы имеют незначительные изменения своих агрохимических свойств.