science-review.ru
В орошаемом земледелии Узбекистана хлопководство занимает особое место. Несмотря на серьезные достижения в развитии ирригационно-мелиоративных работ, опасность вторичного засоления орошаемых земель не снижается. Почвы из-за накопленных в большом количестве токсичных солей продолжает терять плодородие, а меры по борьбе с засолением оказываются недостаточными. Засоленные почвы на территории Узбекистана занимают огромное пространство, составляя значительную часть земельного фонда в таких важнейших сельскохозяйственных районах, как, например, районы хлопководства. Засоление, проявляющееся на орошаемых землях, обусловлено разными причинами, но независимо от его генезиса, засоление всегда отрицательно сказывается на росте и развитии растение и на свойствах самих почв. Оно разрушает структуру почв, ухудшает водно-физические, физико-химические и биологические свойства, влияет на микробиологическую активность и другие свойства и тем самым вызывает деградацию почв и гибель растений.
Низкие урожаи сельскохозяйственных культур на поливных землях обусловлены их сильным засолением. Установлено, что на слабозасоленных землях урожай хлопчатника по сравнению с незасоленными уменьшается на 20–30 %, на среднезасоленных – на 40–60 %, на сильнозасоленных – на 80 % и больше, а на полях сплошного сильного засоления (солончаках) хлопчатник погибает полностью. Большой ущерб орошаемым землям приносит пятнистое засоление, составляющее на орошаемых землях нередко до 30–40 %, а иногда до 50 % поверхности приходятся на долю солончаковых пятен с выпавшим хлопчатником.
В последние годы во многих хлопкосеющих районах, в частности Центральной Фергане, резко ухудшилось почвенно-мелиоративное и экологическое состояние орошаемых почв, поднялся уровень минерализованных грунтовых вод выше «критической» глубины, усилились процессы соленакопления, опустынивания, снизилось содержание органических веществ (гумуса) и элементов питания растений, плодородие и производительность орошаемых земель. Коренное нарушение природной среды, вызванное орошением, определило изменение гидрогеологических, гидрологических, геохимических и почвенных процессов и создало предпосылки для усиленного проявления вторичного засоления.
Анализ материалов исследований и производственного опыта в мелиорации показал, что причиной нарастающего засоления орошаемых почв является все ещё недостаточная сеть коллекторно-дренажных сооружений. Выход из строя значительной части скважин вертикального и горизонтального дренажа, ненормированное и неконтролируемое водопользование в течение длительного периода практически привело к повсеместному подъему уровня грунтовых вод с различной степенью минерализации на орошаемых почвах.
Успешное решение проблемы в настоящее время зависит от срочного проведения инвентаризации мелиорируемых земель для установления первоочередных объектов реконструкции и разработки соответствующих технологий, агромелиоративных мероприятий. Проблему засоления поливных площадей надо решать комплексно, борьбу с засолением почв надо вести круглый год, так как кроме ритмичной работы дренажа следует наладить правильные вегетационные поливы, от которых во многом зависит уровень залегания грунтовых вод и общее состояние поливных угодий.
Цель исследования: оценка основных свойств, степени засоления, эколого-мелиоративного состояния орошаемых почв Ферганской долины и разработка комплекса мероприятий, направленных на их улучшение.
Материалы и методы исследования
Объектом исследования послужили орошаемые в различной степени засоленные типичные и светлые сероземы верхней части конусов выноса и гидроморфные лугово-сероземные, луговые, луговые аллювиальные и луговые сазовые почвы Ферганской долины, административно входящей в состав Ферганской, Андижанской и Наманганской областей Узбекистана.
Ферганская долина расположена в пределах пустынной зоны и сероземного пояса. От западных её окраин к востоку и от центральной оси долины в сторону горного обрамления развиты почти все типы и разновидности почв, встречающихся в пустынной и полупустынной зонах Средней Азии. В западной пустынной части территории выделяются в основном орошаемые луговые аллювиальные и луговые сазовые почвы, подчиненные распространение имеют пустынно-песчаные и такыровидные почвы [1, 2].
На территории, относящейся к пустынной зоне, выделяются два почвенно-мелиоративных района. Первый район – западный (главным образом Кокандская группа административных районов), с сазовыми лугово-оазисными и болотно-лугово-оазисными почвами, преимущественно со слабо- и среднезасоленными легкорастворимыми солями, легкосуглинистого в основном механического состава. Грунтовые воды здесь залегают на глубине 1–2,5 м и имеют слабую и среднюю степени минерализации. Второй район – территория собственно Центральной Ферганы, которая в прошлом служила приёмником сточных вод и была занята непроходимыми тугаями, болотами и озёрами, а также песчаными массивами, ныне развиты здесь луговые арзыковые и гипсоносные средне- и сильнозасоленные орошаемые и новоосвоенные почвы, относящиеся к категории трудно мелиорируемых. Грунтовые воды средне- и сильноминерализованные, залегают на глубине 1,5–3,0 м [3].
Центральная Фергана, представленная перифериями конусов выноса, межконусными понижениями, озерной пролювиальной равниной и песчаными массивами, характеризуется сложным мелиоративным состоянием земель, что обусловлено природно-историческими факторами – геоморфологическим устройством, литологическим строением, гидрогеологическими и почвенными процессами, а геоморфологические особенности долины заключаются в том, что для неё характерна своеобразная фациально-ландшафтная литохимическая зональность, что отличает её от предгорных и аллювиальных равнин. Литогеохимические зоны отражают регионально-специфические особенности долины [2].
Результаты исследования и их обсуждение
Ферганская долина является почти замкнутой межгорной тектонической впадиной, окруженной тремя кулисами горных возвышенностей, чем и объясняются все её природные особенности в том числе и галогеохимия почвенного покрова. Для неё характерна своеобразная фациально-ландшафтная литогеохимическая зональность, что отличает её от предгорных и аллювиальных равнин. Вся история развития долины представлена единым процессом привноса и отложения твердого стока, миграции и аккумуляции геохимических соединений.
Изучение почв и грунтовых вод Ферганской долины проводилось путем закладки почвенных разрезов, расположенных в линейных створах, пересекающих территории с юга на север и с запада на восток в вертикальном и горизонтальном направлении и охватывающих все основные геоморфологические элементы территории и направленные от предгорий – области питания грунтовых вод к равнине – зоне их выклинивания.
Общая площадь исследования, охваченная солевой съемкой, составляет 22904,7 га, из них Сох-Папском вертикальном направлении 5941,5 га, Вадил-Нанайском – 8292,2 га, и Ханабад-Бешарикском горизонтальном направлении 8671,0 га, протяженность створов составляет 80,2 и 245,0 км соответственно. В 86 опорных (основных) разрезах и около 30 пробах грунтовых вод проводились анализы водной вытяжки с определением в них HCO3, Cl, SO4, Ca, Mg, Na и плотного остатка, подсчитаны запасы легкорастворимых солей в толщах 0–30, 0–50, 0–100, 0–200 см.
Грунтовые воды Ферганской долины залегают на различной глубине, на территории распространения типичных сероземов она отмечается на глубине 10–20 м, светлых сероземов – 4–6 м, а в гидроморфных почвах Центральной Ферганы грунтовые воды обнаруживаются на глубине 0,5–2,0 м (табл. 1).
Таблица 1
Глубина залегания, минерализация и химический состав грунтовых вод гидроморфных почв Ферганской долины
|
№ разреза |
Глубина, см |
Плотный остаток |
HCO3 |
Cl |
SO4 |
Ca |
Mg |
Na |
Засоление |
|
|
г/л |
тип |
степень |
||||||||
|
7 |
150 |
2,395 |
0,317 |
0,224 |
1,107 |
0,460 |
0,036 |
0,199 |
х-с |
слабо |
|
8 |
170 |
3,605 |
0,665 |
0,196 |
1,785 |
0,540 |
0,306 |
0,033 |
с |
средне |
|
13 |
150 |
2,820 |
0,262 |
0,203 |
1,522 |
0,470 |
0,210 |
0,022 |
с |
слабо |
|
19 |
170 |
2,830 |
0,592 |
0,070 |
1,399 |
0,450 |
0,198 |
0,047 |
с |
слабо |
|
20 |
130 |
2,490 |
0,409 |
0,203 |
1,183 |
0,420 |
0,194 |
0,003 |
х-с |
слабо |
|
21 |
170 |
2,870 |
0,268 |
0,056 |
1,769 |
0,500 |
0,210 |
0,013 |
с |
слабо |
|
22 |
154 |
2,995 |
0,354 |
0,063 |
1,761 |
0,630 |
0,138 |
0,033 |
с |
слабо |
|
23 |
106 |
3,160 |
0,317 |
0,070 |
1,921 |
0,500 |
0,264 |
0,011 |
с |
средне |
Анализ данных табл. 1 показывает, что грунтовые воды в луговых почвах Центральной Ферганы залегают на глубине 106–170 см, а минерализация их колеблется в пределах 2,395–3,605 г/л по плотному остатку, при содержании хлора 0,056–0,224 г/л. Грунтовые воды здесь характеризуются в основном сульфатным типом засоления. В качественном составе солей преобладает CaSO4, второе место занимает MgSO4, содержание токсичных солей в них варьирует в пределах 30–44 % от общего количества легкорастворимых солей.
Содержание водорастворимых солей в орошаемых почвах Ферганской долины в зависимости от литолого-геоморфологических, гидрогеологических и почвенно-климатических условий колеблется в очень широких пределах, от незасоленных вплоть до уровня сильнозасоленных почв и солончаков (табл. 2). По мере движения от верхней и средней части конусов выноса к её периферии наблюдается закономерное повышение количества солей и их запасов в толще почвогрунтов. Характер воздействия грунтовых вод на почвообразование (засоление) определяется минерализацией, зависящей от общеклиматических условий, характером водовмещающих пород и подвижности грунтового потока [2, 3].
Таблица 2
Содержание легкорастворимых солей в почвах Ферганской долины
|
№ разреза |
Глубина, см |
Плотный остаток |
HCO3 |
Cl |
SO4 |
Ca |
Mg |
Na |
Засоление |
|
|
% % |
Тип |
Степень |
||||||||
|
Сероземы типичные |
||||||||||
|
30 |
0–31 |
0,135 |
0,036 |
0,007 |
0,054 |
0,015 |
0,006 |
0,016 |
с |
незасоленные |
|
31–49 |
0,255 |
0,039 |
0,007 |
0,140 |
0,020 |
0,012 |
0,039 |
с |
незасоленные |
|
|
49–87 |
0,225 |
0,036 |
0,007 |
0,121 |
0,020 |
0,012 |
0,030 |
с |
незасоленные |
|
|
87–150 |
0,300 |
0,033 |
0,007 |
0,175 |
0,020 |
0,015 |
0,048 |
с |
слабо |
|
|
Сероземы светлые |
||||||||||
|
10 |
0–31 |
0,245 |
0,033 |
0,014 |
0,113 |
0,015 |
0,015 |
0,030 |
с |
незасоленные |
|
31–50 |
0,315 |
0,033 |
0,011 |
0,154 |
0,010 |
0,006 |
0,072 |
с |
слабо |
|
|
50–92 |
0,355 |
0,037 |
0,011 |
0,175 |
0,010 |
– |
0,073 |
с |
слабо |
|
|
92–124 |
0,330 |
0,037 |
0,007 |
0,164 |
0,010 |
0,003 |
0,080 |
с |
слабо |
|
|
124–150 |
0,460 |
0,037 |
0,011 |
0,257 |
0,010 |
0,006 |
0,118 |
с |
слабо |
|
|
Лугово-сероземные |
||||||||||
|
12 |
0–33 |
0,720 |
0,024 |
0,010 |
0,463 |
0,180 |
0,006 |
0,019 |
с |
слабо |
|
33–46 |
0,645 |
0,024 |
0,007 |
0,421 |
0,1710 |
0,006 |
0,008 |
с |
слабо |
|
|
46–75 |
0,650 |
0,024 |
0,007 |
0,421 |
0,160 |
0,009 |
0,014 |
с |
слабо |
|
|
75–105 |
0,900 |
0,021 |
0,007 |
0,586 |
0,203 |
0,015 |
0,028 |
с |
слабо |
|
|
105–155 |
0,920 |
0,018 |
0,007 |
0,607 |
0,240 |
0,006 |
0,014 |
с |
слабо |
|
|
Луговые |
||||||||||
|
42 |
0–30 |
1,270 |
0,027 |
0,017 |
0,749 |
0,280 |
0,012 |
0,035 |
с |
средне |
|
30–60 |
1,350 |
0,024 |
0,021 |
0,802 |
0,320 |
0,003 |
0,033 |
с |
средне |
|
|
60–110 |
1,360 |
0,021 |
0,021 |
0,808 |
0,290 |
0,030 |
0,018 |
с |
средне |
|
|
110–170 |
1,425 |
0,027 |
0,021 |
0,843 |
0,300 |
0,024 |
0,037 |
с |
средне |
|
|
Лугово-аллювиально-солончаковые |
||||||||||
|
21 |
0–27 |
2,905 |
0,021 |
0,374 |
1,275 |
0,205 |
0,177 |
0,029 |
х-с |
солончак |
|
27–48 |
2,460 |
0,018 |
0,290 |
1,080 |
0,195 |
0,101 |
0,296 |
х-с |
солончак |
|
|
48–78 |
1,875 |
0,021 |
0,196 |
0,874 |
0,185 |
0,076 |
0,171 |
х-с |
сильно |
|
|
78–117 |
1,120 |
0,018 |
0,098 |
0,547 |
0,130 |
0,052 |
0,084 |
х-с |
сильно |
|
|
117–157 |
0,870 |
0,021 |
0,063 |
0,439 |
0,140 |
0,033 |
0,064 |
с |
слабо |
|
|
Лугово-сазово-солончаковые |
||||||||||
|
15 |
0–38 |
3,205 |
0,024 |
0,273 |
1,691 |
– |
– |
– |
х-с |
солончак |
|
38–54 |
2,090 |
0,018 |
0,133 |
1,111 |
– |
– |
– |
х-с |
солончак |
|
|
54–76 |
1,885 |
0,021 |
0,192 |
0,905 |
– |
– |
– |
х-с |
сильно |
|
|
76–100 |
1,690 |
0,021 |
0,175 |
0,812 |
– |
– |
– |
х-с |
сильно |
|
|
100–150 |
2,705 |
0,018 |
0,175 |
1,492 |
– |
– |
– |
х-с |
солончак |
|
Типичные сероземы, развитие в верхней и средней частях конусов выноса, где грунтовые воды залегают довольно глубоко (10–20 м) освобождены от заметных количеств легкорастворимых солей и лишь в местах контакта со светлыми сероземами представлены глубоко солончаковатыми и глубоко засоленными разностями. Эти почвы до глубины 100–120 см. практически не засолены, сумма солей не превышает 0,225–0,255 %, ниже этой глубины соли обнаруживаются в количестве 0,300–0,450 %. Тип засоления сульфатный (табл. 2).
Ниже пояса типичных сероземов развиты светлые сероземы, где грунтовые воды залегают 4–6 и более метров, засолены в различной степени и представлены глубоко солончаковатыми, солончаковатыми, редко солончаковыми разностями с содержанием солей от 0,300–0,330 до 0,460–0,650 %, при очень незначительном содержании хлора. Тип засоления сульфатный.
Лугово-сероземные (переходные) почвы отличаются более повышенным грунтовым увлажнением по сравнению с ранее описанными серозёмами, грунтовые воды залегают здесь на глубине 3–5 м. Для этих почв характерно преобладание засоления как слабой, так и средней вплоть до сильной степени с равномерным распределением засоления до глубины 1,5–2,0 м в данном примере (раз. 12) содержание солей составляет 0,645–0,920 %. Тип засоления сульфатный.
Вся территория Центральной Ферганы находится в гидроморфных условиях. Это группа почв (луговые, луговые аллювиальные и луговые сазовые почвы), где уровень грунтовых вод поднят выше критического (0,5–2 м от поверхности), развивается в условиях повышенного грунтового увлажнения, характеризуются средней, сильной и очень сильной степенями засоления вплоть до степени солончаков и довольно равномерным распределением солей всего 1,5–2,0-метрового слоя.
Содержание легкорастворимых солей по плотному остатку в верхних пахотных горизонтах группы луговых почв составляет от 1,270–1,350 до 2,905–3,205 %, т.е. максимальное количество солей сосредоточено в верхнем корнеобитаемом (0–50 см) слое. Описываемые почвы различаются не только глубиной залегания солевого горизонта, но и солевым профилем, у них часто встречаются два-три солевых горизонтов, характерных только для этих почв. Химизм засоления в луговых почвах сульфатный, а в лугово-аллювиальных и лугово-сазово солончаковых – хлоридно-сульфатный (табл. 2).
Особенности литолого-геоморфологического строения и гидрогеологические условия определили перераспределения по территории Ферганской долины солевых запасов и обусловили выделение районов с разным засолением, определяемым как реликтовыми, так и современными процессами соленакопления. Очень слабая сточность основной части территории и её горное обрамление способствовали формированию здесь постоянных геохимических потоков, выносящих и складирующих легкорастворимые соли в замкнутых бессточных депрессиях в зонах длительной аккумуляции солей. Аридной климат, определяющий современные биоклиматические особенности территории, способствует сохранению солевых запасов в элювиально-аккумулятивных ландшафтах (Центральная Фергана), особенно в гидроморфных условиях [4, 5].
Общие запасы легкорастворимых солей в изученных почвах долины колеблются в очень широких пределах и в двухметровом слое почвогрунтов содержатся от 72–103 до 417–710 т/га солей. Как видно из данных табл. 3, с продвижением с юга на север, от верхней и средней частей конусов выноса к периферии запасы легкорастворимых солей закономерно увеличивается и в 0–2-метровом слое в зоне распространения луговых почв достигают 700– 750 т/га, из них в верхнем корнеобитаемом слое (0–1 м) 330–360 т/га (табл. 3).
Таблица 3
Запасы легкорастворимых солей в орошаемых почвах Ферганской долины
|
Почва |
№ разреза |
Слой, см |
|||
|
0–30 |
0–50 |
0–100 |
0–200 |
||
|
Серозём типичный |
30 |
5,59 |
12,63 |
20,50 |
72,10 |
|
Серозём светлый |
10 |
10,14 |
18,84 |
43,06 |
103,95 |
|
Лугово-сероземные |
12 |
29,81 |
47,95 |
101,43 |
228,25 |
|
Луговые |
42 |
52,58 |
89,84 |
183,54 |
384,97 |
|
Лугово-аллювиально-солончаковые |
21 |
118,42 |
184,71 |
291,16 |
417,09 |
|
Лугово-сазово-солончаковые |
15 |
134,61 |
205,62 |
332,16 |
710,86 |
В географическом распространении почв и в их профиле ныне ясно прослеживаются результаты прошлых и современных перемещений и пространственной миграции геохимически активных соединений, как в зависимости от их растворимости, так и источников их поступления. Основными причинами широкого развития засоления территории являются: аридный климат, строение рельефа и гидрогеологические условия, а также история развития Ферганской долины и его горного обрамления.
Освоение слабо дренированных и сильно- засоленных равнин, а также высоких подгорных равнин вызвало подтопление нижележащих земель, всё это привело к нарушению природных геохимических потоков, изменению баланса солей в геохимических ландшафтах в сторону активизации процессов засоления и вовлечению в оборот реликтовых запасов солей. Кроме того, низкий технический уровень мелиоративных систем привел к большим нерациональным потерям оросительной воды, что также способствовало повышению уровня минерализованных вод на орошаемых массивах.
Господство монокультуры хлопчатника, увеличение площадей рисосеяния в течение длительного периода высокие оросительные нормы с учетом промывных поливов – все это также способствовало усилению вторичного гидроморфизма и вторичного засоления, на фоне вымывания питательных веществ из почв, их истощения, потеря плодородия, т.е. общей деградации орошаемых почв.
Заключение
Для улучшения мелиоративной и экологической обстановки в регионе необходимо осуществить комплекс мероприятий, включающий: реконструкцию мелиоративных систем с целью повышения коэффициента использования воды и эффективности работы дренажа, исключение или сведение к минимуму сброса коллекторно-дренажных вод в реки, уменьшение оросительных норм, улучшение качества оросительной воды, снижение уровня грунтовых вод, ликвидацию причин засоления почв.
Комплексная мелиорация должна быть направлена на сохранение и улучшение природного плодородия почв и экологических условий на орошаемых массивах и геохимически сопряженных ландшафтах с елью улучшения среды обитания человека
Библиографическая ссылка
Турдалиев Ж.М., Мансуров Ш.С., Ахмедов А.У., Абдурахмонов Н.Ю. ЗАСОЛЕННОСТЬ ПОЧВОГРУНТОВ И ГРУНТОВЫХ ВОД ФЕРГАНСКОЙ ДОЛИНЫ // Научное обозрение. Биологические науки. – 2019. – № 2. – С. 10-15;URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1139 (дата обращения: 23.11.2024).