science-review.ru
На сегодняшний день «Мировой земельный фонд составляет 13 400 млн гектаров, площадь пустыни 783,3 тыс. км2, пески 7041,5 тыс. км2. Пахотные земли составляют 11 %, что дает 88 % пищевых продуктов. Большая часть пахотных земель (80 %) находится в засушливых районах. Согласно глобальному и региональному анализу состояния почвенных ресурсов Земли, очень высокий уровень деградации обусловлен антропогенным фактором. Около 15 % земель, то есть около 2 млрд гектаров подвержены антропогенной деградации, в результате при значительном снижении плодородия почв около 910 млн га слабо, около 300 млн га сильно, 9 млн га очень сильно деградированы, то есть необратимы». Поэтому в земледелии важное научно-практическое значение имеет эффективное использование и охрана песчаных почв путем сохранения, повышения и предотвращения негативных процессов, протекающих в них.
В мире проводятся научно-исследовательские работы по таким приоритетным направлениям, как определение генезиса, текущего состояния песчаных почв, их изменения под воздействием антропогенного фактора, улучшение эколого-мелиоративного состояния, повышение продуктивности, сохранение и эффективное использование. В этой области особое внимание уделяется научно-исследовательской работе, направленной на выявление морфогенетических признаков, химизма, эрозии, засоленности песчаных почв, их специфических особенностей в формировании плодородия, позитивных и негативных изменений, возникающих под влиянием антропогенных и природных факторов, стабильного повышения продуктивности.
Генезис и свойства, эколого-мелиоративное состояние почв песчаных массивов и их изменения под влиянием антропогенного фактора были изучены республиканскими и зарубежных учеными, такими как А.Н. Розанов [1], М.А. Панков [2], К.М. Мирзажонов [3], Г. Юлдашев, А.Т. Турдалиев [4–6], С.Х. Закирова [7], Ш.Я. Эшпулатов [8], А.Т. Турдалиев, К.А. Аскаров, Ш.А. Джалилова, З.А. Гуломова, И.И. Мусаев [9], Лубомир Личнер, Паул Д. Халлетт, Зузана Дронгова, Хенрйк Cзачор, Лубомир Коваcик, Джорге Матаих-Солера, Мариан Хомолак [10] и др. Однако вопросы, касающиеся эффективного использования песчаных массивов с учетом их специфических агроэкомелиоративных особенностей и изменений плодородия песчаных почв в условиях орошаемого земледелия, слабо изучены.
Целью исследования является изучение генезиса, свойств и особенностей песков и песчаных почв, освоенных в различные периоды в Центральной Фергане, изменения их эколого-мелиоративного состояния под влиянием антропогенного фактора, а также разработка путей рационального использования и повышения плодородия.
Материалы и методы исследования
Исследования проводились стандартными методами, общепринятыми в почвоведении, в полевых, лабораторных и камеральных условиях, использованы сравнительно-географические, генетико-морфологические, естественно-исторические методы исследования.
Результаты исследования и их обсуждение
Основные особенности геологического строения и рельефа территории исследования прежде всего неразрывно связаны с геолого-геоморфологической структурой и историей развития Ферганской долины. Центральная Фергана представляет собой целостную грабен-синклиналь, практически со всех сторон ограниченную тектоническими разрывами и трещинами. Климат Ферганской долины своеобразен, среднегодовое количество осадков составляет от 86 до 205 мм, среднегодовая температура воздуха от 24.8 до 27,6 °С. Количество ветреных дней в году достигает 43 (Коканд) и 27 (Фергана).
Первая и наиболее полная характеристика географии распространения песков в Ферганской долине, форм, строения и формирования барханов, барханно-холмистых гряд и других песчаных образований, а также ценные высказывания о генезисе песков принадлежит В. Наливкину. Происхождение и эволюция песков, формы рельефа песчаных образований, морфогенетические особенности почвообразования и ряд свойств песков анализированы в работах А.Н. Розанова. А.М. Панковым произведен ретроспективный анализ результатов исследований прежних лет и дана обобщающая характеристика песков Ферганской долины.
Подходы к песчаным территориям, а также к песчаным почвам, их генетико-географическому статусу, развитию, определению их места в классификации почв различны. Пески расматривались как неживые субстраты, лишенные каких-либо жизненных процессов, как своеобразная среда для жизни растений и развития процессов почвообразования, как относительно бесплодные почвы, в которых замечаются ясные признаки влияния атмосферных и биологических агентов. А.Н. Розанов, анализируя условия почвообразования в песчаных пустынях Средней Азии и данные о песчаных почвах, показывает, что процесс почвообразования в этом регионе развивается по типу сероземов почв, одобряет впервые предложенную Н.А. Димо идею называть почвы среднеазиатских песчаных пустынь «рыхлопесчаными светлоземамы» и описывает их как «рыхлопесчаные и песчаные сероземы». М.А. Панков рассматривает пески и песчаные почвы как отдельные группы пустынных почв – «рыхлые песчаные почвы пустынь». В классификации почв Узбекистана они получили название «песчаные пустынные почвы». Это название было признано и другими учеными.
Непрерывные песчаные массивы Ферганской долины начинаются возле г. Ходженд. Небольшая часть их ныне находится под Кайраккумским водохранилищем. Южная граница массивов через кишлак Махрам проходит далее по северной части кишлаков Саид-мазар, Шарварда, Кора-куйли, Кияли, Дултали, Дехкантуда, Ён, Каламыш, Полвонташ, Турт Айгир, Таргова, Даучар, Алтыкуш, Кашкар, Коракурпа, Чанкент, Бойвучча, Султан Боязид, Бегават, затем восточнее кишлаков Ханабад, Каримбобо, Каровултепа и Багдад (к северу от пустыни Каракалпак), а отсюда по ломаной, частью по кривой линии граница обходит деревню Такали, и далее у Северного Такали граница поворачивается на Язъяван, а отсюда, описывая неправильно изогнутую дугу, она направляется к Мингбулаку, а затем мимо деревень Гуртепа, Дамкул, Мазгил, Гаузак, Куштепа, Кундук, Абу Самад идет на Чил-Махрам. Здесь граница песков переходит на правый берег р. Сирдарья и идет сначала на Камыш Курган, гору Супа-тау и Мазар, Ходжа ягана, а далее почти по прямой линии, вдоль подножия Ак-Бель до пересечения с рекой несколько восточнее меридиана кишлака Катаган.
Для песчаных массивов характерны барханные, барханно-холмистые, холмисто-увалистые грядовые формы рельефа. Между грядами имеются песчаные равнины, долинноподобные и озеровидные понижения, где развиты пустынно-песчаные, луговые, лугово-болотные и др. почвы. Передвижные пески не имеют следов почвообразования. На закрепленных песках наблюдается слабое окрашивание гумусом, относительно большое количество корешков, обогащение механического состава пылеватыми частицами.
Большая часть долинных песков считается мелкозернистой песчано-пылеватой. Содержание фракции песка в механическом составе барханных и барханно-грядовых песков достигает 99 %. Эта величина в песках с растительным покрытием составляет 95–96 %, в песчаных пустынных почвах – 96–97 %. Количество физической глины колеблется от 0,4 % до 4,7 %.
В фракциях песка абсолютный приоритет принадлежит частицам среднего песка – размером 0,25–0,1 мм (до 78–80 %). На втором месте – крупные пески (1,0–0,25), а на третьем – мелкие (0,1–0,05) фракции песка. Количество фракций частиц пыли не превышает 1–1,5 %. Сумма физической глины не более 2,5–3 %.
Арзыковые пустынно-песчаные почвы, сформированные в северо-западной части периферии Шахимарданского конуса выноса, отличаются тяжелым механическим составом средней и нижней частей профиля. Эти же горизонты содержат гипс и карбонаты, общее количество которых в арзыконосных горизонтах составляет 50–70 %. Эти же почвы засолены легкорастворимыми солями. Им характерно очень низкое содержание гумуса и питательных элементов (табл. 1).
Таблица 1
Количество гумуса и питательных элементов в почвах песчаных массивов, %
|
№ разреза |
Глубина, см |
Гумус, % |
Общий азот, % |
Валовый калий, % |
Валовый фосфор, % |
|
13 |
0–7 |
0,88 |
0,034 |
1,42 |
0,118 |
|
7–28 |
0,64 |
0,032 |
1,51 |
0,105 |
|
|
28–52 |
0,86 |
0,032 |
1,34 |
0,112 |
|
|
52–80 |
0,58 |
0,030 |
0,74 |
0,062 |
|
|
32 |
0–1 |
0,62 |
- |
1,21 |
0,104 |
|
1–3 |
0,50 |
0,023 |
1,28 |
0,092 |
|
|
4–15 |
0,44 |
0,020 |
1,21 |
0,092 |
|
|
15–36 |
0,29 |
0,011 |
0,90 |
0,074 |
|
|
36 |
0–68 |
0,54 |
0,022 |
1,42 |
0,105 |
|
69–84 |
0,49 |
0,027 |
0,96 |
0,078 |
Довольно большая часть песчаных массивов освоена под орошаемое земледелие. При этом сильно изменено естественное состояние песков. При освоенческо-планировочных работах выпуклые элементы рельефа песчаных массивов были срезаны, а пониженные части заполнены срезанными грунтами – преимущественно песками. Почвы их остались погребенными. Толщина насыпного песка достигает 1–1,5 м, иногда еще толще.
Почвенно-грунтовая толща понижений часто засолена легкорастворимыми солями. Эти засоленные слои, при тяжелом механическом составе, после погребения могут стать водоупором для фильтрационных вод. Значительно большие запасы солей в них могут стать источником вторичного засоления.
Под влиянием антропогенного фактора на месте специфических природных песчаных ландшафтов образованы высокочувствительные к внешним воздействиям агроландшафты. В результате выравнивающих работ природные почвы песчаных месторождений были захоронены под заваленными песками толщиной от 0,3–0,5 до 1,5–2 м. Их дальнейшее развитие связано с орошением и применяемыми агромелиоративными мероприятиями.
Механический состав новоосвоенного песка (земель песчаного массива), прошедшего мелиоративную подготовку, практически не изменен. Наблюдалось увеличение количества физической глины в пахотных и подпахотных горизонтах. В механическом составе песков пятилетней давности освоения наблюдается обогащение пылеватыми и илистыми частицами. С увеличением периода использования песчаных земель в орошаемом земледелии произошли довольно серьёзные изменения в их экомелиоративном состоянии. Так, в профиле орошаемых песков (песчаных почв), которые поливаются более 15 лет, наблюдается увеличение содержания пыли и ила. А в песчаных почвах, орошаемых более 30 лет, песчаный механический состав преобразовался в супеси. Песчаные почвы, освоенные более 50 лет назад, перешли в категорию легкого суглинка.
За прошедшие годы количество гумуса увеличилось в пахотных и подпахотных слоях. Было также обнаружено увеличение количеств валовой и подвижных форм фосфора и калия.
Изменение механического состава орошаемых песчаных почв неразрывно связано с мутностью источников поливных вод. Земли песчаных массивов, и вообще основная часть земель Центральной Ферганы, орошаются водами Большого Ферганского (БФК) и Большого Андижанского (БАК) каналов, воды которых резко различаются по степени мутности (рисунок). Так, мутность вод БФК зимой составляет 0,4–0,7 кг/м3, в вегетационный период повышается до 1–1,5 кг/м3 (табл. 2). И пески, орошаемые мутными водами БФК, в течение 30–50 лет стали супесчаными и легкосуглинистыми. Воды же БАК, который берет своё начало от Андижанского водохранилища, содержат ничтожное количество твердых сточных веществ.
Уровень мутности поливных вод Большого Ферганского и Большого Андижанского каналов, г/л (2014–2018 гг.)
Таблица 2
Мутность воды Большого Ферганского и Большого Андижанского каналов, г/л (2014–2018 гг.)
|
Месяцы Годы |
Большой Ферганский канал |
Большой Андижанский канал |
||||||||
|
2014 |
2 |
2016 |
2017 |
2018 |
2014 |
2015 |
2016 |
2017 |
2018 |
|
|
Январь |
2,28 |
3,8 |
4,4 |
3,4 |
3,1 |
0,160 |
0,286 |
0,320 |
0,280 |
0,240 |
|
Февраль |
4,3 |
5,3 |
5,1 |
3,5 |
4,3 |
0,400 |
0,268 |
0,368 |
0,350 |
0,250 |
|
Март |
4,9 |
8,1 |
5,6 |
5,9 |
13,7 |
0,300 |
0,300 |
0,390 |
0,400 |
0,300 |
|
Апрель |
6,2 |
8,8 |
5,2 |
7,6 |
11,0 |
0,480 |
0,344 |
0,415 |
0,440 |
0,380 |
|
Май |
6,4 |
7,0 |
6,0 |
6,2 |
11,4 |
0,520 |
0,448 |
0,480 |
0,410 |
0,618 |
|
Июнь |
6,6 |
4,1 |
5,1 |
5,7 |
10,2 |
0,540 |
0,220 |
,0384 |
0,400 |
0,450 |
|
Июль |
4,6 |
2,7 |
4,0 |
2,6 |
3,4 |
0,300 |
0,200 |
0,356 |
0,208 |
0,280 |
|
Август |
3,6 |
2,64 |
2,2 |
1,9 |
2,3 |
0,232 |
0,240 |
0,180 |
0,140 |
0,210 |
|
Сентябрь |
2,4 |
2,24 |
2,1 |
1,5 |
1,4 |
0,170 |
0,184 |
0,175 |
0,102 |
0,106 |
|
Октябрь |
2,5 |
3,28 |
2,6 |
1,7 |
1,1 |
0,200 |
0,216 |
0,212 |
0,120 |
0,090 |
|
Ноябрь |
2,06 |
2,92 |
2,1 |
1,1 |
1,1 |
0,180 |
0,248 |
0,170 |
0,080 |
0,094 |
|
Декабрь |
1,6 |
2,24 |
1,8 |
1,1 |
0,8 |
0,152 |
0,224 |
0,165 |
0,075 |
0,074 |
|
Средн. |
3,95 |
4,58 |
3,85 |
3,51 |
3,31 |
0,302 |
0,264 |
0,301 |
0,250 |
0,257 |
Соответственно, механический состав песчаных почв, находящихся в зоне влияния БАК с низким уровнем мутности, за вышеуказанное время практически не изменился. А в зоне влияния Большого Ферганского канала верхние слои песка превратились в песок в течение такого периода полива под воздействием мутной воды. Песчаный слой имеет в 3-6 раз больше физической глины и крупных частиц пыли по сравнению с нижними песчаными слоями разреза. Объем мелкого песка также увеличился. А количество частиц размером более 0,10 мм соответственно уменьшилось. Литологическая структура разреза грунта характеризуется тем, что слои с различным механическим составом имеют разную толщину и разную последовательность.
Механический состав легкосуглинистых почв отличается большим количеством мелкопесчанистых фракций (размерами 0,10–0,05 мм). Их содержание достигает 44 %, а крупной пыли (0,05–0,01 мм, 43–47 %). Среднесуглинистым почвам характерно большое количество крупной пыли (24–55 %). В механическом составе тяжелосуглинистых почв все фракции пыли, особенно средней и крупной пыли, занимают ведущее место. В то же время в механическом составе глин преобладают фракции средней и мелкой пыли (25 %).
Ландшафты, а также составляющие их компоненты неразрывно связаны и находятся в состоянии общего экологического равновесия. Однако естественное экологическое равновесие песчаных массивов Ферганской долины находится под серьезной угрозой: площади природных ландшафтов песчаных массивов сильно сокрашаются, на их месте появляются крайне чувствительные к различным внешным воздействиям агроценозы с низкой эффективностью, резко снижается биоразнообразие, усиливаются процессы деградации. Все это требует расширения и углубления сферы исследования природных компонентов и орошаемых почв песчаных массивов, а также изменения их свойств и влияния их на соседние комплексы.
Библиографическая ссылка
Исаков В.Ю., Юсупова М.А. ГЕНЕТИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПЕСЧАНЫХ МАССИВОВ ФЕРГАНСКОЙ ДОЛИНЫ // Научное обозрение. Биологические науки. – 2021. – № 3. – С. 16-20;URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1232 (дата обращения: 26.04.2024).