Scientific journal

Scientific Review. Biological science

ISSN 2500-3399

ПИ №ФС77-57454

Введение

В последние годы рост засоленности орошаемых земель в Узбекистане и в Бухарской области в частности приобрел практически повсеместный характер. Как старые, так и новые оросительные системы несут тяжелые потери из-за растущей засоленности почв, с каждым годом наблюдается усиление процесса вторичного засоления, снижение содержания органических веществ и элементов питания, падает плодородие и производительность почв, ухудшается мелиоративное качество земель.

В последнее время засоление активизируется, вторичное засоление охватило большую часть оазисных почв дельты, высокая опасность засоления сохраняется и в настоящее время [1, с. 187; 2, с. 415; 3, с. 57]. Тем не менее научные исследования по изучению почвенного покрова и эколого-мелиоративного состояния орошаемых почв дельты проводились нерегулярно. В работах некоторых авторов [4, с. 62; 5, с. 44; 6, с. 140] также отмечается, что почвенный покров и эколого-мелиоративное состояние региона изучены не в достаточной мере.

Резко изменившаяся ирригационно-мелиоративная обстановка региона создала необходимость тщательного и комплексного обследования орошаемых почв и почвенного покрова территории, что позволило по-новому отнестись к их оценке, особенно в вопросах плодородия, засоления, экологии и мелиорации, а также охраны и рационального использования орошаемых земель. В связи с вышесказанным на сегодняшний день борьба с засолением почв, улучшение почвенно-мелиоративного состояния орошаемых почв и разработка научно обоснованных мероприятий по устойчивому развитию сельского хозяйства является одной из важнейших задач.

Цель исследования – изучение в сравнительном порядке почвенных свойств и почвенно-мелиоративных особенностей почв, развитых в луговых условиях, оценка интенсивности и направленности солончакового процесса и разработка комплекса мероприятий, требующихся для каждых конкретных условий хозяйств (массивов), находит оптимальное решение, заключающееся в изменении их водно-солевого режима.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования служили орошаемые луговые аллювиальные и луговые пустынные почвы пустынной зоны Узбекистана, расположенные в Каракульском и Каганском районах Бухарской области. Полевые исследования и лабораторно-аналитические работы проводились по общепринятым методикам [7, с. 260; 8, с. 48]. В полевых условиях было заложено 20 основных почвенных разрезов глубиной до 2,0 м. Из каждого разреза отобраны образцы почвы по каждому генетическому горизонту (всего 100 образцов) для проведения химических анализов, а также пробы грунтовых вод. В пробах грунтовых вод определялись степень их минерализации и состав солей.

Результаты исследования и их обсуждение

По нашим данным, в верхнем полутораметровом слое почв содержание частиц крупной пыли составляет 33–50 % от общего гранулометрического состава (табл. 1). Также отмечается заметная опесчаненность почв (фракции 0,1–0,05 мм) на уровне 15–38 %.

По данным метеорологических станций «Каган» и «Каракуль» среднегодовая температура воздуха составляет 16,5–16,7 ºС, а сумма осадков колеблется в пределах 119,7–133,3 мм. Из общего годового количества осадков примерно 40–45 % приходится на весну, 25–35 % на зиму и 15–20 % на осень, в летние месяцы осадков почти не бывает [9, с. 44]. Снежный покров очень неустойчивый, его толщина обычно не превышает 3–5 см. Относительная влажность воздуха в годовом цикле составляет 49–50 %, при 70–74 % в зимние и 26–32 % в летние периоды.

Среднегодовая скорость ветра в области 2,1–3,3 м/с, в июле – августе составляет 4,1–4,5 м/с, в отдельные дни года скорость ветра может быть от 20–25 до 40–45 м/с. Высокая температура, сухость воздуха и интенсивность солнечной радиации вызывают сильное испарение. Среднегодовое количество испарения на территории области составляет 2040–2117 мм. Продолжительность безморозного периода в среднем 218–234 дней, среднегодовая сумма температур воздуха за этот период выше 10ºС составляет 4680,7–4794,5 ºС.

Сложная морфогенетическая обстановка, гидрогеологические условия и хозяйственная деятельность человека обуславливают развитие многочисленных почвенных образований, и природные особенности определили характер почвенного покрова Бухарской области. В пределах области выделяются орошаемые автоморфные, переходные (полугидроморфные) и гидроморфные почвы пустынной зоны. Среди орошаемых почв наибольшие площади (до 92 %) приходятся на старо-и новоорошаемые, а среди генетических групп доминируют луговые почвы, формирующиеся в различных генезисах и возрастных отложениях, при сравнительно близких к поверхности грунтовых водах порядка 1–2 м, что создает предпосылки для развития солончакового процесса [10, с. 251].

По механическому составу описываемые орошаемые луговые аллювиальные и луговые пустынные почвы относятся в основном к группе среднесуглинистых и легкосуглинистых, но иногда встречаются по профилю почв тяжелые суглинки (разр. 8), подстилаемые слоистыми отложениями (табл. 1). Содержание фракции физической глины (< 0,01 мм) в этих почвах варьирует от 26,4–29,8 % в легких суглинках до 40,6–40,9 % в средних. Механический состав этих почв отличается повышенным содержанием крупнопылеватых частиц (размером 0,05–0,01 мм). За исключением некоторых горизонтов разреза № 8, их доля в верхнем полутораметровом слое варьирует от 33–36 до 44–50 % (табл. 1). Также отмечается заметная опесчаненность почв (фракции 0,1–0,05 мм), достигающая 15,9–37,7 %.

Во всех слоях – независимо от их текстурного типа (супесь или суглинок) – преобладают частицы крупной пыли, составляющие 40–70 % от общего состава. На втором месте находятся мелкопылеватые фракции с содержанием 15–40 %, а на третьем – глинистые компоненты, доля которых варьирует от 5 до 20 %. Количество илистых частиц (< 0,001 мм) по почвенному профилю изменяется от 0,8–0,9 до 8,0–10,2 % (табл. 1).

Емкость поглощения луговых аллювиальных и луговых пустынных почв колеблется в довольно широких пределах и всецело связана с механическим составом, содержанием гумуса и наличием илистой фракции (меньше 0,001 мм). Выявлено, что между описываемыми луговыми аллювиальными и луговыми пустынными почвами существенных отличий в величине емкости поглощения нет. В обоих случаях емкость остается почти одинаковой и колеблется от 9–11 до 14–15 мг-экв / 100 г почвы (табл. 2).

Таблица 1

Механический состав почв

Таблица 2

Емкость поглощения и состав поглощенных оснований в луговых аллювиальных и луговых пустынных почвах

Таблица 3

Содержание гумуса и питательных элементов в луговых аллювиальных и луговых пустынных почвах Бухарской области

Емкость поглощения в верхнем пахотном слое не превышает 10–13 мг-экв /100 г почвы, а в составе поглощенных оснований на долю кальция приходится 38,4–43,7 %, магния – 41,6–43,2 %, калия – 0,56–1,0 %. Содержание поглощенного натрия в пахотном горизонте (0–30 см) составляет 13,5–17,7 %, следовательно, описываемые почвы относятся к среднесолонцеватым (погл. Na 10–20 %, табл. 2).

Описываемые луговые аллювиальные и луговые пустынные почвы бедны органическим веществом, то есть характеризуются низким содержанием гумуса. Распределение содержания гумуса по профилю определяется механическим составом, давностью орошения и характером засоления почв. В верхних пахотных слоях содержание гумуса не превышает 1,0 %. В луговых аллювиальных почвах его уровень составляет около 0,836 %, а в луговых пустынных – около 0,898 %. Отмечается постепенное снижение содержания гумуса по мере углубления горизонтов. Общее содержание азота в этих почвах также крайне низкое и варьируется от 0,052 до 0,059 % в пределах верхних горизонтов почвенного профиля (табл. 3).

Таблица 4

Состав водной вытяжки, степень и типы засоления почв

Почвы хорошо обеспечены валовым фосфором, и в верхних горизонтах содержание его колеблется в пределах 0,36–0,42 %, а содержание валового калия сравнительно низкое – 0,504–0,662 %. По содержанию подвижного фосфора и обменного калия почвы относятся к низко- и среднеобеспеченным.

Сложность геологического и литолого-геоморфологического строения описываемых территорий вызвала чрезвычайное разнообразие ее гидрогеологических условий. Грунтовые воды различных по давности освоения и строению почв имеют разные источники питания, глубину залегания, минерализацию, химизм засоления и т.д.

Отрицательно сказывается на почвенно-мелиоративном состоянии и недостаточная сеть дренажных сооружений в преобладающей части орошаемой площади. В связи с этим солевой баланс слабодренированных (бездренажных) оросительных систем меняется в неблагоприятную сторону соленакопления, так как испарение близко залегающих минерализованных вод приносит сотни тонн воднорастворимых солей в почву, а с каждым кубометром поливной воды даже хорошего качества в систему поступают десятки тонн солей [11, с. 331–350].

Общие условия формирования грунтовых вод в значительной части территории, почти застойный их характер, питание за счет инфильтрации из оросительной сети и с орошаемых полей и потеря главным образом путем испарения и транспирации определяют в изученных районах направление солевого баланса. Пестрота засоления в почвах наблюдается как по профилю почвогрунтов, так и в пространстве, проявляется чередованием незасоленных (промытых) и слабозасоленных почв со средне-, а иногда сильнозасоленными. Среди обследованных почв можно выделить все возможные варианты как по степени и типу засоления, так и по положению солевого горизонта. Большое разнообразие представляют изученные почвы по качественному составу солей. С повышением засоления сульфатный тип засоления переходит в хлоридно-сульфатные и сульфатно-хлоридные, соответственно в составе солей преобладают хлористый натрий и магний [12, с. 3–21; 13, с. 58; 14, с. 2540].

Представленные в табл. 4 данные показывают, что содержание воднорастворимых солей в профиле почв колеблется в довольно широких пределах от слабозасоленных с содержанием солей 0,321–0,951 % до среднезасоленных с содержанием солей 1,036–1,156 % при сульфатном типе засоления, из них в верхнем пахотном слое содержатся 0,377–0,702 % соответственно, нередко достигает степени сильно засоленных при сульфатно-хлоридном типе засоления. Характерные иногда для орошаемых засоленных почв «Профильное засоление» с равномерным содержанием солей и распределением по всему почвенному профилю вплоть до уровня грунтовых вод [15, с. 254], характерно и для рассматриваемых луговых аллювиальных и луговых пустынных почв (табл. 4, разр. 1, 3, 45 и 50). По химизму засоления сульфатный и хлоридно-сульфатный.

Заключение

Рассматриваемая аллювиально-дельтовая равнина в нижнем течении реки Зарафшан расположена в пустынной зоне с резко континентальным климатом. Высокие температуры в сочетании с постоянными ветрами, особенно в дневное время, способствуют активному испарению влаги из почвы, в первую очередь из ее верхних слоев. Это, в свою очередь, усиливает проявление солончаковых процессов и повышает уязвимость почв к воздействию ветровой эрозии.

Неоднородность литолого-геоморфологических и гидрогеологических условий территории обусловила формирование здесь весьма разнообразного почвенного покрова. В условиях аридного климата и высокого содержания солей в почвогрунтах и грунтовых водах процессы почвообразования протекают по солончаковому типу. Изучение агрохимических и химических свойств почв низовьев Зарафшана с учетом их геоморфологических особенностей выявило, что в изученных луговых аллювиальных и луговых пустынных почвах гумуса мало, не превышает 1 %, процессы минерализации азота протекают чрезвычайно интенсивно.

В целом по агрохимическим и химическим свойствам почвы Зарафшанской долины отличаются относительно низким содержанием общего гумуса, азота, фосфора и особенно калия и их запасов, высокой карбонатностью. Все изученные почвы склонны к засолению. Для повышения продуктивности этих почв требуются мероприятия, направленные на улучшение их гумусности, мелиоративного состояния и агрохимических свойств. К таким мероприятиям следует отнести широкое введение севооборотов, применение органических и минеральных удобрений с учетом почвенно-мелиоративных условий, а также организация робот, направленных на улучшение физических свойств и водно-воздушного режима почв региона.