science-review.ru
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
|
Глубина, см |
Физ. глина (<0,01), % |
Илистые |
Гумус, % |
Азот, % |
C:N |
Фосфор |
Калий |
Плотный остаток, % |
Состав карбонатов |
Сум. погл. оснований, мг-экв./100 гр. почвы |
||||
|
% |
мг/кг |
% |
мг/кг |
CO22- |
Ca2+ |
Mg2+ |
||||||||
|
Орошаемая болотно-луговая почва |
||||||||||||||
|
0–10 |
56,6 |
26,8 |
5,02 |
0,284 |
10,0 |
0,322 |
18,4 |
1,69 |
449 |
0,082 |
7,26 |
6,0 |
0,73 |
13,95 |
|
10–30 |
56,2 |
23,2 |
4,16 |
0,238 |
10,0 |
0,294 |
63,8 |
1,69 |
372 |
0,080 |
7,56 |
7,0 |
0,48 |
14,42 |
|
30–42 |
57,3 |
25,9 |
4,27 |
0,28 |
10,0 |
0,230 |
46,0 |
1,56 |
301 |
0,088 |
7,56 |
7,1 |
0,18 |
14,87 |
|
42–60 |
57,3 |
26,9 |
4,21 |
0,254 |
10,4 |
0,230 |
21,5 |
1,45 |
163 |
0,82 |
7,74 |
7,3 |
0,12 |
15,20 |
|
60–90 |
53,0 |
26,1 |
1,80 |
0,115 |
9,1 |
0,200 |
7,3 |
1,40 |
149 |
0,76 |
6,12 |
5,5 |
0,18 |
14,24 |
|
90–110 |
44,8 |
20,2 |
1,21 |
0,89 |
7,9 |
не определялись |
0,168 |
6,51 |
6,1 |
0,18 |
11,89 |
|||
|
Орошаемая луговая почва |
||||||||||||||
|
0–10 |
59,2 |
23,4 |
1,51 |
0,090 |
9,7 |
0,196 |
29,5 |
2,41 |
482 |
0,078 |
2,97 |
2,2 |
0,24 |
16,03 |
|
10–28 |
59,3 |
23,9 |
1,41 |
0,082 |
10,0 |
0,178 |
16,8 |
2,01 |
227 |
0,072 |
2,87 |
2,3 |
0,18 |
16,06 |
|
28–40 |
60,0 |
26,0 |
0,78 |
0,048 |
9,4 |
0,152 |
16,0 |
2,01 |
227 |
0,070 |
2,97 |
1,6 |
0,85 |
16,25 |
|
40–60 |
54,6 |
21,8 |
0,64 |
0,040 |
9,3 |
0,140 |
7,0 |
1,81 |
147 |
0,064 |
5,72 |
4,8 |
0,30 |
14,95 |
|
60–82 |
42,2 |
19,2 |
0,43 |
0,034 |
7,3 |
0,140 |
6,2 |
1,61 |
120 |
0,074 |
5,97 |
4,8 |
0,32 |
13,54 |
|
82–96 |
34,0 |
13,6 |
0,41 |
0,028 |
8,5 |
0,126 |
5,6 |
1,61 |
133 |
0,074 |
6,97 |
5,2 |
0,06 |
10,70 |
|
96–126 |
25,9 |
9,9 |
не опр. |
не опр. |
не опр. |
0,120 |
не опр. |
1,61 |
не опр. |
0,078 |
6,37 |
4,7 |
0,18 |
8,68 |
|
Орошаемая лугово-оазисная почва |
||||||||||||||
|
0–30 |
53,0 |
23,3 |
1,11 |
0,092 |
7,0 |
0,244 |
31,0 |
2,21 |
252 |
0,130 |
8,86 |
6,1 |
0,46 |
14,83 |
|
30–44 |
53,7 |
23,2 |
0,98 |
0,080 |
7,1 |
0,150 |
13,5 |
2,21 |
213 |
0,116 |
8,47 |
6,1 |
0,47 |
14,93 |
|
44–73 |
41,9 |
16,2 |
0,88 |
0,060 |
8,5 |
0,132 |
12,1 |
2,14 |
213 |
0,140 |
8,46 |
7,1 |
0,36 |
13,12 |
|
73–91 |
40,2 |
17,8 |
1,28 |
0,091 |
8,2 |
0,132 |
13,4 |
2,67 |
222 |
0,080 |
10,05 |
8,2 |
0,28 |
13,34 |
|
91–116 |
41,2 |
17,8 |
0,90 |
0,071 |
7,8 |
0,137 |
6,5 |
2,00 |
220 |
0,102 |
10,05 |
8,0 |
0,16 |
10,59 |
|
116–136 |
13,0 |
30,5 |
0,56 |
0,060 |
5,5 |
0,124 |
6,5 |
1,94 |
165 |
0,060 |
10,23 |
8,9 |
0,31 |
9,80 |
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.
Библиографическая ссылка
Кузиев Р.К., Халилова Н.Ж. ХАРАКТЕРИСТИКА ОРОШАЕМЫХ ГИДРОМОРФНЫХ ПОЧВ ДОЛИНЫ РЕКИ ГИДЖИГЕН // Научное обозрение. Биологические науки. – 2019. – № 3. – С. 27-31;URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1157 (дата обращения: 23.11.2024).