Роль почвы в жизни человека чрезвычайно важна и незаменима. Почва является биокосным элементом, и она формируется в результате взаимодействия почвообразующих факторов в определенном естественно-географическом пространстве. Её возникновение, распространение и формирование плодородия не случайный процесс, а происходит по природным закономерностям. Изучение данных закономерностей, оптимизация почвенных свойств, определение факторов, лимитирующих плодородие почв, и, в частности, организация рационального и эффективного использования почвенных ресурсов имеют большое значение.
Количество поливной воды в современном орошаемом земледелии, которое влияет на процесс почвообразования и меняет основные свойства почв, в несколько раз превышает количество естественных осадков. В результате происходит поднятие уровня грунтовых вод в районах с затрудненным естественным стоком. По имеющимся данным, в настоящее время на большинстве орошаемых площадей уровень грунтовых вод достигает 2–3 м и оказывает влияние на развитие почв. Что стало причиной перехода почв из автоморфного режима в полугидроморфные и гидроморфные условия и привело к поднятию солей минерализованных грунтовых вод до верхних почвенных горизонтов.
Цель исследования: изучение изменений в свойствах орошаемых сероземно-луговых и луговых почв, протекающих под влиянием орошаемого земледелия, на основе комплексных исследований почв Мирзачульского оазиса.
Материалы и методы исследования
Объектом исследования служили сероземно-луговые и луговые почвы, типичные для области по природным и антропогенно-хозяйственным условиям, культуре земледелия, уровню землепользования, почвенным свойствам и современному состоянию их плодородия, урожайности культур, распространенные на различных геоморфологических районах Мирзачульского оазиса.
Основу методов исследований составили сравнительно-географический анализ данных изученных регионов, лабораторно-аналитические работы выполнены на основе общепринятых методов [1, 2].
Результаты исследования и их обсуждение
Средняя высота Мирзачульской равнины составляет 250–310 м над уровнем моря, а самая высокая ее часть приходится на юго-восток, к головной части оросительных каналов, с высотой 350 м. Самая низкая часть впадин и солончаков данного направления расположена в 230 м над уровнем моря. Мирзачульская равнина снижается на север и северо-запад.
Относительная влажность воздуха сравнительно низкая, самая низкая относительная влажность наблюдается в июне-августе, со среднегодовой влажностью воздуха около 31–48 %. Повышение температуры воздуха в летние месяцы приводит к более интенсивному испарению влаги, что значительно выше среднегодового количества осадков. Данный климат приводит к засолению почв и увеличению потребности сельскохозяйственных культур в воде [3].
Орошаемые сероземно-луговые почвы по своему происхождению образуют ряд промежуточных «переходных» почв. Эти почвы с умеренным влиянием грунтовых вод (2–3 м) наиболее широко распространены в Сырдарьинской области. Они сформированы в результате нарушения баланса и повторного поднятия уровня грунтовых вод на Центральной Мирзачульской равнине пояса светлых сероземов. За счет постоянного поднятия уровня подземных вод, сероземно-луговые почвы капиллярно увлажняются до верхних слоев, а на нижних горизонтах образуются тускло-зеленые пятна с серым оттенком. Подземные воды залегают на глубине 2–3 м и периодически поднимаются до верхних слоев. Эти почвы подвержены быстрому засолению, в различной степени засолены, тип засоления хлоридно-сульфатный и сульфатно-хлоридный, слабо, иногда средне гипсированы. На орошаемых сероземно-луговых почвах южных предгорных массивов наблюдается процесс слабой ирригационной эрозии, юго-восточные территории подвержены ветровой эрозии. Здесь продолжается эволюционное развитие от сероземно-луговых к луговым почвам [4].
Орошаемые луговые почвы сформированы в условиях с уровнем залегания подземных вод на глубине 1–2 м. Они широко распространены на II–I террасах Сырдарьи, на низменностях и впадинах, делювиально-пролювиальных, лессовидных и озерно-аллювиальных отложениях Центрального Мирзачула, в основном встречаются в районах с сероземно-луговыми и лугово-сероземными почвами. Эти почвы сформированы в условиях постоянной влажности почвенного профиля, в результате чего автоморфные сероземы, постоянно меняясь, перешли в промежуточные сероземно-луговые и в итоге в гидроморфные луговые почвы. Со временем сформировались внешние морфологические признаки луговых почв и образовалась флора, типичная для данного типа почв. Кроме того, в условиях переувлажнения постоянного гидроморфизма возникли анаэробные условия и образовались оксиды и соединения железа, алюминия, марганца. Нижние участки почвы имеют коричневато-серый тусклый оттенок, близкое залегание подземных вод привело к вторичному засолению. Поэтому для эффективного использования луговых почв необходимо обеспечить должную работу коллекторно-дренажной системы [4].
Пахотный горизонт изученных орошаемых луговых почв имеет светло-бурый цвет, на лугово-аллювиальных почвах бурый, слабо уплотненный, обильно встречаются остатки растительности. Подпахотный горизонт средне и сильно уплотненный и имеет комковатую структуру. Встречаются корни и корешки, иногда солевые пятна.
В верхнем (60–70 см) слое староосвоенных и орошаемых луговых почв вблизи Сырдарьи сформирован агроирригационный слой, они имеют одинаковый цвет и механический состав, нижние слои состоят из слоев с различным механическим составом. Также можно наблюдать накопление большого количества признаков гидроморфизма в нижних слоях – коричневых и бледных пятен, кристаллов солей и гипса.
На староорошаемых луговых почвах мощность гумусового горизонта равна толщине агроирригационного слоя, тогда как на новоорошаемых луговых почвах мощность гумусового горизонта меньше (40–50 см), а на новоосвоенных ограничивается пахотным слоем. В агроирригационном слое почв Мирзачулья темно-коричневые, зернистые, умеренно уплотненные упакованные, в некоторых случаях наблюдается обильное накопление корней растительности.
Общефизические, водно-физические, физико-химические, агрохимические, биологические и другие свойства почвы тесно связаны с ее механическим составом. Кроме того, тепловой режим почвы, ее температурный режим, такие физико-механические свойства, как удельное сопротивление при обработке, сроки зрелости почвы и другие свойства почвы, их агрономическая оценка, технологии обработки почвы, миграция солевых растворов в почвенных горизонтах, накопление солей и виды процессов вторичного засоления, водно-солевые режимы и баланс, влажности почвы и содержание питательных веществ, необходимых для растений, также связаны с механическим составом почв [5, 6].
Механический состав староорошаемых сероземно–луговых почв в основном среднесуглинистый, в некоторых случаях в нижних горизонтах сменяется легкими суглинками. Количество физической глины (размер частиц менее <0,01 мм) составляет 20,0–44,4 %, характерно преобладание крупных частиц пыли (0,05–0,01 мм), в почвенных горизонтах они составляют 36,4–51,3 %, частицы средней пыли (0,01–0,005 мм) составляют 2,3–22,0 %, частицы мелкой пыли (0,005–0,001 мм) – 2,8–17,9 %, частицы мелкого песка (0,1–0,05 мм) составляют 4,8–21,9 %, а количество илистых частиц составляет 8,2–16,6 % (табл. 1).
Таблица 1
Механический состав староорошаемых почв
| Номер разреза | Глубина горизонта, см | Размер частиц в мм, количество в процентах | Физическая глина | Название почвы по механическому составу | ||||||
| Песок | Пыль | ил | ||||||||
| >0,25 | 0,25–0,1 | 0,1–0,05 | 0,05–0,01 | 0,01–0,005 | 0,005–0,001 | <0,001 | <0,01 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 
| Орошаемые сероземно–луговые почвы | ||||||||||
| 1 | 0–28 | 4,0 | 0,5 | 17,2 | 44,0 | 6,6 | 15,6 | 12,1 | 34,3 | Средний суглинок | 
| 28–45 | 3,0 | 0,1 | 15,7 | 44,4 | 2,3 | 17,9 | 16,6 | 36,8 | Средний суглинок | |
| 45–80 | 18,0 | 1,5 | 19,2 | 41,3 | 5,3 | 1,9 | 12,8 | 20,0 | Легкий суглинок | |
| 80–130 | 14,0 | 0,5 | 21,9 | 36,4 | 13,1 | 2,8 | 11,3 | 27,2 | Легкий суглинок | |
| 2 | 0–33 | 1,5 | 0,1 | 13,8 | 51,3 | 5,4 | 13,1 | 14,8 | 33,3 | Средний суглинок | 
| 33–48 | 1,0 | 0,1 | 15,1 | 44,5 | 22 | 9,1 | 8,2 | 39,3 | Средний суглинок | |
| 48–87 | 2,5 | 0,1 | 18,7 | 47,4 | 8,3 | 12,8 | 10,2 | 31,3 | Средний суглинок | |
| 87–149 | 12,0 | 1,0 | 4,8 | 46,2 | 10,1 | 14,7 | 11,2 | 36 | Средний суглинок | |
| 3 | 0–35 | 1,5 | 0,1 | 33,5 | 35,3 | 6,6 | 13,5 | 10 | 30,1 | Средний суглинок | 
| 35–53 | 2 | 0,2 | 33,1 | 32,9 | 6 | 13,4 | 12,4 | 31,8 | Средний суглинок | |
| 53–90 | 3 | 0,1 | 31,4 | 21,1 | 14,4 | 15,4 | 14,6 | 44,4 | Средний суглинок | |
| 90–150 | 1,5 | 0,2 | 26 | 35,1 | 7,7 | 14,8 | 15,3 | 37,8 | Средний суглинок | |
| 0–35 | 1,5 | 0,1 | 33,5 | 35,3 | 6,6 | 13,5 | 10 | 30,1 | Средний суглинок | |
| Орошаемые луговые почвы | ||||||||||
| 4 | 0–27 | 2,5 | 1 | 15,9 | 35 | 12,9 | 18,4 | 14,3 | 45,6 | Тяжелый суглинок | 
| 27–42 | 0,1 | 0,1 | 4,2 | 48,3 | 16,7 | 17,3 | 13,3 | 47,3 | Тяжелый суглинок | |
| 42–88 | 0,5 | 0,1 | 0,6 | 18,1 | 33,4 | 30,2 | 17,1 | 80,7 | Средняя глина | |
| 88–125 | 0,1 | 0,1 | 9,2 | 40,9 | 15,7 | 23,7 | 10,3 | 49,7 | Тяжелый суглинок | |
| 5 | 0–29 | 0,5 | 0,2 | 0,1 | 30,5 | 21 | 30,3 | 17,4 | 68,8 | Легкая глина | 
| 29–43 | 0,1 | 0,1 | 0,7 | 22,7 | 19,6 | 36,6 | 20,2 | 76,6 | Средняя глина | |
| 43–70 | 0,1 | 0,1 | 1,6 | 42,1 | 11,3 | 17,9 | 19,9 | 46,1 | Тяжелый суглинок | |
| 70–130 | 0,1 | 0,1 | 1 | 30 | 12,6 | 38,7 | 17,5 | 68,8 | Легкая глина | |
| 6 | 0–28 | 1,5 | 0,1 | 3,2 | 47,9 | 14,6 | 19,5 | 13,2 | 47,3 | Тяжелый суглинок | 
| 28–40 | 0,5 | 0,1 | 0,4 | 48,4 | 11,6 | 17,8 | 21,1 | 50,5 | Тяжелый суглинок | |
| 40–96 | 1 | 0,1 | 0,2 | 30,7 | 14,1 | 31,4 | 22,5 | 68 | Легкая глина | |
| 96–122 | 0,1 | 0,1 | 0,2 | 31,7 | 17,4 | 30,5 | 20 | 67,9 | Легкая глина | |
Орошаемые луговые почвы распространены во всех геоморфологических районах Сырдарьинской области. Согласно механическому составу, в староосвоенных северо–восточных районах региона распространены средние и тяжелые суглинки, а в новоосвоенных юго-западных и западных частях региона преобладают легкосуглинистые почвы.
Механический состав староорошаемых луговых почв исследуемой территории в основном тяжелосуглинистый, а нижние слои – средне и легкосуглинистые, количество частиц физической глины (менее < 0,01 мм) колеблется в пределах 45,6–80,7 %, количество частиц крупной пыли (0,05–0,01 мм) в почвенном профиле составляет 18,1–48,4 %, а частицы средней пыли (0,01–0,0000 мм) варьируют в широких пределах и составляют 11,3–33,4 %, частицы мелкой пыли (0,005–0,001 мм) наблюдаются в диапазоне 17,3–36,6 %, содержание илистых частиц составляет 13,2–17,4 %, а в нижних слоях – 20,0–22,5 %.
Утяжеление механического состава луговых почв по сравнению с сероземно-луговыми почвами обусловлено накоплением илистых частиц в почвенном профиле в результате длительного орошения.
Орошение оказывает большое влияние на содержание и запасы гумуса и питательных веществ в почве. Этот процесс, с одной стороны, связан с системным удобрением почв гумусом и выращиванием культурных растений, которые оставляют в почве большое количество корневых остатков, что может привести к накоплению органических веществ в почве. Но, с другой стороны, обработка почвы и орошение ускоряют биологические процессы, особенно разложение органических веществ. В первые годы освоения территории сероземного пояса Центрально-Азиатского региона орошение и возделывание в некоторых случаях стали причиной уменьшения гумуса и других органических веществ. Однако в результате последующих применений агромероприятий, с целью повышения плодородия орошаемых почв, начинают увеличиваться запасы гумуса. По мнению ряда исследователей, вспашки и орошение целинных сероземов ускоряют процессы разложения и минерализации органического вещества. В первые 3–4 года освоения целинных почв разлагаются 40–50 % всего органического вещества новоорошаемых сероземов, на вновь орошаемых песчаных почвах, впоследствии этот процесс стабилизируется [7].
Количество гумуса в почвах исследуемых территорий является основным фактором, управляющим рядом свойств почв, в зависимости от условий гумусообразования, механического состава профиля, периода орошения, культуры земледелия, мощности агроирригационного горизонта и степени засоления. Содержание гумуса в верхнем слое пахотного горизонта в количестве 0,80–1,02 %, в подпахотном горизонте – 0,56–1,04 %, а к нижним горизонтам наблюдается снижение его содержания до 0,27–0,48 %. По содержанию гумуса эти почвы относятся к низко (0,5–1 %) и средне (1–1,5 %) гумусированным группам, содержание общего азота составляет 0,052–0,071 %, а в нижних горизонтах его содержание колеблется в пределах 0,024–0,042 %.
Таблица 2
Содержание гумуса и питательных элементов в староорошаемых почвах
| Номер разреза | Глубина горизонта, см | Гумус, % | Общий азот % | C:N | Питательные элементы | |||
| валовые, % | подвижные, мг/кг | |||||||
| фосфор | калий | Р2О5 | К2О | |||||
| Орошаемые сероземно–луговые почвы | ||||||||
| 1 | 0–28 28–45 45–80 80–130 | 1,02 1,04 0,45 0,48 | 0,071 0,075 0,035 0,042 | 8,3 8,0 7,5 6,6 | 0,131 0,137 0,063 0,080 | 0,885 0,845 0,712 0,733 | 7,33 4,67 1,33 2,0 | 155 130 47 15 | 
| 2 | 0–33 33–48 48–87 87–149 | 0,90 0,78 0,36 0,35 | 0,052 0,043 0,029 0,031 | 10,0 10,5 7,2 6,5 | 0,125 0,128 0,115 0,082 | 0,852 0,860 0,639 0,758 | 14,93 6,0 3,33 2,67 | 131 93 15 15 | 
| 3 | 0–35 35–53 53–90 90–150 | 0,80 0,56 0,33 0,27 | 0,058 0,044 0,029 0,024 | 8,0 7,4 6,6 6,5 | 0,145 0,140 0,142 0,125 | 0,850 0,700 0,550 0,420 | 18,93 9,43 3,33 2,00 | 130 131 123 118 | 
| Орошаемые луговые почвы | ||||||||
| 4 | 0–27 27–42 42–88 88–125 | 1,05 0,98 0,68 0,50 | 0,070 0,065 0,050 0,044 | 8,70 8,74 7,89 6,89 | 0,185 0145 0,155 0,106 | 1,04 0,89 0,78 0,99 | 42,0 17,6 8,2 7,9 | 108 95 55 48 | 
| 5 | 0–29 29–43 43–70 70–130 | 1,26 0,91 0,89 0,83 | 0,090 0,750 0,079 0,074 | 8,12 7,04 6,53 6,51 | 0,165 0,182 0,123 0,136 | 1,00 0,89 0,82 0,70 | 18,6 10,8 12,6 8,0 | 130 118 115 100 | 
| 6 | 0–28 28–40 40–96 96–122 | 1,76 1,43 1,08 0,60 | 0,122 0,105 0,086 0,053 | 8,37 7,90 7,28 6,57 | 0,172 0,146 0,150 0,128 | 0,85 0,55 0,68 0,49 | 11,47 9,47 8,0 8,0 | 131 118 88 95 | 
Содержание общих форм фосфора в пахотном и подпахотном горизонтах почв составляет 0,125–0,145 %, а количество подвижного фосфора равно 4,67–18,93 мг/кг, и отмечено снижение его содержания вниз по профилю. Содержание общего калия в верхних слоях почв составляет 0,850–0,855 %, а количество обменного калия в пахотном горизонте составляет 131–155 мг/кг, и наблюдается уменьшение его количества в нижних горизонтах. Исследованные почвы по уровню обеспеченности подвижным фосфором относятся к очень низкообеспеченным, а по содержанию обменного калия – к низкообеспеченным группам (табл. 2).
Отмечено, что содержание гумуса в пахотном горизонте луговых почв составляет 1,05–1,76 %, в подпахотном горизонте – 0,91–1,43 % и уменьшается до 0,50–1,08 % в нижних слоях почвенного профиля. Содержание общего азота в пахотном горизонте составляет 0,070–0,122 %, а в подпахотном и нижних горизонтах его содержание равно 0,044–0,105 %.
Общее содержание фосфора в пахотном и подпахотном горизонтах почв составляет 0,155–0,182 %, а количество подвижного фосфора составляет 9,47–42,0 мг/кг, и его содержание снижается вниз по профилю. В верхних слоях почвенного покрова общее содержание калия составляет 0,550–1,040 %, а количество обменного калия в пахотном горизонте исследованных почв составляет 95–131 мг/кг, и наблюдается уменьшение его содержания в нижних слоях почв. По уровню обеспеченности подвижным фосфором почвы относятся к очень низко и средне обеспеченным группам, а по содержанию калия – к очень низко и низко обеспеченным группам (табл. 2). Установлено, что на староорошаемых луговых почвах эти показатели выше, по сравнению с сероземно-луговыми.
До освоения Мирзачульской степи почвы преимущественно были незасоленными и слабозасоленными и характеризовались глубиной залегания грунтовых вод на уровне 15–20 м. Освоение этих территорий велось без дренажных сооружений. В результате под влиянием орошения поднялся «критический» уровень грунтовых вод. В процессе формирования почвы начали переходить в гидроморфную форму и активировалась миграция первичных солей, что в результате привело к различной степени засоления почв.
Согласно анализу водной вытяжки староорошаемых сероземно-луговых почв, содержание сухого остатка в пахотном горизонте составляет 0,174–0,461 %, в подпахотном горизонте – 0,186–0,440 % и 0,372–1,019 % в нижних слоях почвенного профиля (табл. 3).
Таблица 3
Состав водной вытяжки, содержание гипса и СО2 карбонатов староорошаемых почв (в % относительно абс. сухой почве)
| Номер разреза | Мощность горизонта, см | Сухой остаток | НСО3- | CI- | SO42- | Ca2+ | Mg2+ | Na+ | СО2 карбонаты | SO4 гипс | 
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 
| Орошаемые сероземно–луговые почвы | ||||||||||
| 1 | 0–28 28–45 45–80 80–130 | 0,174 0,190 0,966 0,872 | 0,025 0,023 0,013 0,014 | 0,007 0,004 0,007 0,008 | 0,044 0,057 0,515 0,475 | 0,018 0,024 0,186 0,168 | 0,004 0,005 0,019 0,019 | 0,007 0,001 0,006 0,009 | 8,8 9,2 10,1 8,7 | 0,518 0,317 0,689 0,765 | 
| 2 | 0–33 33–48 48–87 87–149 | 0,124 0,186 0,372 0,714 | 0,025 0,023 0,019 0,014 | 0,013 0,020 0,029 0,014 | 0,038 0,052 0,166 0,385 | 0,016 0,018 0,042 0,110 | 0,004 0,006 0,016 0,024 | 0,01 0,014 0,027 0,027 | 8,2 8,9 9,5 10,3 | 0,662 0,518 0,346 0,490 | 
| 3 | 0–35 35–53 53–90 90–150 | 0,461 0,440 0,816 1,019 | 0,021 0,027 0,024 0,027 | 0,039 0,035 0,035 0,067 | 0,202 0,218 0,473 0,576 | 0,036 0,036 0,080 0,106 | 0,035 0,045 0,049 0,084 | 5,633 5,978 11,24 14,32 | 8,12 8,14 10,15 9,01 | 0,195 0,260 0,332 3,665 | 
| Орошаемые луговые почвы | ||||||||||
| 4 | 0–27 27–42 42–88 88–125 | 0,484 0,122 0,242 0,056 | 0,017 0,025 0,024 0,018 | 0,027 0,008 0,014 0,006 | 0,239 0,042 0,126 0,020 | 0,056 0,012 0,022 0,006 | 0,017 0,002 0,007 0,001 | 6,01 1,50 3,40 0,88 | 6,38 9,72 9,89 10,53 | 0,58 0,62 4,21 1,07 | 
| 5 | 0–29 29–43 43–70 70–130 | 0,348 0,148 0,168 0,256 | 0,031 0,021 0,027 0,031 | 0,052 0,024 0,017 0,024 | 0,106 0,042 0,029 0,082 | 0,052 0,007 0,068 0,009 | 0,005 0,006 0,007 0,007 | 4,190 1,914 1,543 2,904 | 9,64 10,10 10,10 9,64 | 0,16 0,21 3,76 1,11 | 
| 6 | 0–28 28–40 40–96 96–90 | 0,260 0,166 0,204 0,166 | 0,027 0,027 0,024 0,030 | 0,042 0,014 0,025 0,017 | 0,082 0,062 0,070 0,063 | 0,009 0,006 0,007 0,006 | 0,007 0,007 0,005 0,006 | 3,57 2,124 2,821 2,313 | 7,96 8,68 9,62 10,85 | 0,16 0,21 0,76 1,02 | 
В этих почвах тип засоления в основном хлоридно-сульфатный и сульфатный, по степени засоления верхние слои (0–50 см) почв незасоленные, слабозасоленные.
Общее количество солей в пахотном горизонте луговых почв, по сухому остатку, составляет 0,260–0,484 %, а на подпахотном и нижних горизонтах – 0,056–0,256 %, тип засоления в основном хлоридно-сульфатный и сульфатный, по степени засоления данные почвы в большинстве случаев относятся к незасоленным, слабозасоленным, а в некоторых случаях к среднезасоленным группам. Содержание гипса в этих почвах не превышает 0,8–1,0 %, но в отдельных горизонтах почвенного профиля достигает 3–4 % (табл. 3). Содержание SO2 карбонатов в профиле сероземно-луговых и луговых почв распространено практически равномерно и колеблется в пределах от 7 до 9 %, а в нижних слоях его содержание достигает 10–12 %.
Заключение
Механический состав изученных почв, в зависимости от характера материнской породы, состоит в основном из средних, легких и тяжелых суглинков. Во всех случаях превалируют частицы крупной пыли (0,05–0,01 мм).
1. Количество гумуса в пахотном слое колеблется в пределах 0,80–1,76 %, по содержанию подвижного фосфора в профиле почвы относятся к очень низко и низко обеспеченным, а по содержанию обменного калия – к низко и средне обеспеченным группам.
2. Небольшое увеличение количества CO2 карбонатов в нижних горизонтах почвенного профиля свидетельствует о вымывании и накоплении карбонатов в нижних горизонтах в результате длительного орошения.
Библиографическая ссылка
Кузиев Р.К., Собитов У.Т., Абдурахмонов Н.Ю., Мирсодиков М.М. ИЗМЕНЕНИЕ ПОЧВЕННЫХ СВОЙСТВ В ОРОШАЕМОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ // Научное обозрение. Биологические науки. 2020. № 3. С. 49-55;URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1195 (дата обращения: 30.10.2025).
DOI: https://doi.org/10.17513/srbs.1195


 science-review.ru
science-review.ru