Оргинальная статья

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОРОШАЕМЫХ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ФЕРГАНЫ

А.Т. Турдалиев , К.А. Аскаров, Ф.А. Мирзаев

Адрес: Ферганский государственный университет, ул. Мураббийлар, 19, г. Фергана, Узбекистан

Цель исследования: Изучить морфологические особенности и гранулометрический состав орошаемой луговой сазовой почвы.

Место и время проведения. Центральная Фергана, Узбекистан, 2019 г.

Методология. Морфогенетический и сравнительно-географический методы.

Основные результаты. Охарактеризованы педолитные горизонты с карбонатно-гипсовыми новообразованиями. Эти горизонты имеют неблагоприятные для роста и развития растений водно-физические свойства, которые являются результатом протекающих в почвах пустынной зоны специфичных гидроаккумулятивных процессов в связи с орошением и близким залеганием грунтовых вод.

Ключевые слова: морфология почв; гипс; арзык; шох; педолит; луговые сазовые почвы; аккумуляция; почвенный горизонт; гранулометрический состав

Цитирование: Турдалиев А.Т., Аскаров К.А., Мирзаев Ф.А. Морфологические особенности орошаемых почв Центральной Ферганы // Почвы и окружающая среда. 2019. Том 2. № 3. e71. 10.31251/pos.v2i3.71

В настоящее время во всех странах мира наблюдается тенденция возрастания негативного антропогенного воздействия на почвы, в частности, минерализованных грунтовых вод. В результате такого воздействия происходит изменение экологических свойств почвы, снижение плодородия, а в отдельных случаях почва становится непригодной для сельскохозяйственного использования.

В условиях орошаемого земледелия в пустыне при слабой мутности вод почвенный профиль растет вниз, хотя может наблюдаться отложение наилка незначительной мощности и формирование намытых почв. На орошаемых площадях часто применяют минеральные и органоминеральные соединения для обеспечения растений необходимыми питательными элементами и сохранения плодородия почв.

Генетические горизонты почв характеризуют изменение ее свойств по вертикали и отчасти по горизонтали; эта пространственная дифференциация связана с распространением воздействия почвообразовательных факторов на горную материнскую породу. Обычно переходы между горизонтами имеют относительно постепенный характер (Аysen, 2009). Однако в природе эта закономерность не всегда сохраняется. В Центральной Фергане имеют место резкие переходы между отдельными горизонтами, причиной которых, с одной стороны, является первичная неоднородность почвообразующих пород, а с другой стороны – проявление гидроаккумулятивных процессов под влиянием орошения и близкого залегания грунтовых вод.

Морфология почв является результатом длительного почвообразовательного процесса:  переход горных пород в новое биокосное тело – почву – требует времени (Розанов, 2004; Апарин и др., 2011). В настоящее время изучение морфологических свойств почв является актуальным как для почвоведения в целом, так и для производства сельскохозяйственных культур. На основании морфологических признаков почв можно получить обоснованные представления об их элементном и вещественном составе, почвенных процессах, режимах и особенностях почвообразования в данном регионе.

Морфология орошаемых луговых сазовых почв Центральной Ферганы медленно изменяется, отражая меняющиеся почвенные свойства. Различные агротехнологии, агромелиоративные и агрогеохимические приемы в значительной степени воздействуют на почву, что приводит к изменению её морфологических особенностей.

В свое время на генетико-географические закономерности распространения и морфологические признаки почв Ферганской долины обратил внимание Панков М.А. (1957), который указал, в частности, на наличие карбонатных горизонтов в этих почвах.

Беседин П.Н. (1981), исследуя генетические горизонты орошаемых луговых сазовых почв Ферганской долины, отметил, что в разных генетических горизонтах гидроморфных почв Центральной Ферганы аккумулируются сернокислые соли натрия и кальция, и установил, что широкое распространение в этом регионе имеют арзык-карбонат-гипсовые почвы.

В целом работ, посвящённых исследованиям почв с арзык-шоховыми горизонтами (т.е. горизонтами, обогащенными карбонатно-гипсовыми новообразованиями), мало.

Объектом исследования были новоосвоенные, новоорошаемые, староорошаемые луговые сазовые почвы (Классификация .., 1977) Центральной Ферганы (рис.1), сформированные на аллювиальных, аллювиально-пролювиалных отложениях, засоленные, имеющие на разных глубинах арзык-шоховые, шох-арзыковые и гипсовые горизонты. Согласно мировой базе почвенных ресурсов (IUSS Working Group WRB, 2014) такие почвы относятся к Calcic Gypsisols (Aric, Gleyic, Siltic).

До сих пор традиционное изучение почв начинают с исследования морфологических признаков. Детальное описание морфологии почв в полевых условиях составляет основу почвенных исследований. В качестве основных применяли морфогенетический В.В.Докучаева (Розанов, 2004) и сравнительно-географический методы, а также определение гранулометрического состава почв пипеточным методом по Н.А. Качинскому.

Рисунок 1. Расположение района исследований и почвенного разреза луговой сазовой почвы на снимке с сервиса Google Earth.

Климат Ферганской области, как и всей Ферганской долины близок к аридному. Зима с продолжительностью 59 дней, относительно теплая, со средней температурой от 0 до 7 °С. Однако в отдельные годы температура зимой может понижаться до –25,8 °С. Снежный покров непродолжителен. Для летнего периода характерны высокие температуры и большая сухость воздуха (Климат Ферганы, 1983). Средняя температура июля – +27,4 °C, максимальная – +42,2°C (https://ru.climate-data.org/). Осадки в летний период – явление редкое, их среднемесячное количество в июле-августе составляет 3-5 мм. В среднем за год выпадает около 206 мм осадков (Климат Ферганы, 1983; https://ru.climate-data.org/).

В Центральной Фергане при средней степени минерализации и слабом стоке минерализованных грунтовых вод в пустынных условиях в засоленных почвах с низким содержанием гумуса при соотношении C:N 5,2–7,9 сформировались луговые сазовые почвы. В этих почвах обнаружены плотные сцементированные арзык-шоховые педолитные (Герасимов, 1976)  горизонты на разных глубинах залегания. Глубина расположения педолитных горизонтов с юга на север уменьшается, что связано с формой рельефа. В орошаемых луговых сазовых почвах Куштепинского района эта глубина составляет 93–111 см, а в Язяванском районе – 32–55 см, в Улугнорском – 18–33 см. Распределение педолитных горизонтов имеет мозаичный характер. Гранулометрический состав в основном легко- и среднесуглинистый. Характерная особенность этих почв – низкое содержание гумуса и наличие сцементировованных горизонтов на различной глубине залегания.

В аридных условиях при слабой степени природной дренированности даже малое содержание солей в грунтовых водах приводит к их аккумуляции и последующему засолению почв. Содержащиеся в поливных водах соли в количестве 1–1,5 г/л служат дополнительным источником аккумуляции солей в почвах. При этом нарушается солевое равновесие и соотношение солей. Наличие простых солей (Na₂SO₄) в почвах влияет на энергетику почв и процессы почвообразования, на физические, химические и биогеохимические свойства. Немаловажное значение имеют качественный и количественный состав солей, их геоэнергетическое состояние. Надо помнить, что аккумуляция и расход энергии в почвах во многом связаны с количеством и качеством солей: известно, что каждая молекула кристаллизационной воды вносит в кристаллическую решетку 1542 Дж энергии (Турдалиев, Юлдашев, 2015), повышая энергетическое состояние почв.

Типичный профиль орошаемой луговой сазовой почвы пустынной зоны в Центральной Фергане (Разрез 5А в Куштепинском районе Ферганской области) приведен на рисунке 2. Разрез расположен на ровном поле после уборки хлопчатника (35 м к западу от основной автомобильной дороги, 60 м к югу от дренажа)

Глубина залегания грунтовых вод, горько-соленых на вкус, достигала 175 см.

Морфологическое описание:

А_п 0–28 см. Пахотный горизонт светло-серого цвета; сверху сухой, книзу наблюдается увеличение влажности; слабоплотный, среднесуглинистый, комковатый, имеются непрочно связанные комки, встречаются одиночные корни и корешки прошлых лет, в нижней части горизонта заметны гипсовые и карбонатные пятна, примазки; переход по цвету и плотности.

А_п-п 28–36 см. Подпахотный горизонт, светло-серый, среднесуглинистый, с непрочно связанной мелкокомковатой структурой; встречаются одиночные корешки, включений нет, водорастворимые соли, карбонатно-гипсовых пятен и примазок больше, чем в выше лежащем горизонте; переход к следующему горизонту нечеткий по цвету.

В₁ 36–91 см. Переходный горизонт, белесовато-серый с желто-коричневыми оттенками, плотный, включений нет, новообразований много, средне- и легкосуглинистый, комковатый, имеются непрочно связанные комки, встречаются одиночные корни, наблюдаются гипсовые и карбонатные пятна, примазки в нижней части горизонта; переход по цвету и плотности четкий.

В₂ 91–114 см. Переходный горизонт, белесовато-серый с желтыми оттенками, плотный, цементированный горизонт, включений нет, новообразований много. Этот горизонт служит ярким примером комплексного (механического, физико-химического и др.) геохимического барьера, роль которого в формировании почв и ее плодородии не до конца уточнена переход к следующему горизонту резкий по плотности.

С₁ 114 –132 см. Почвообразующая порода, светло-серого цвета с коричневыми и сизыми пятнами, много сизоватых пятен, мокрый, слабоплотный субстрат режется ножом, легкосуглинистый и суглинистый переход постепенный по цвету и механическому составу.

С₂ 132– 186 см. Почвообразующая порода, темно-коричневый, мокрый среднесуглинистый субстрат, включений нет, много коричневых и сизых пятен, есть конкреции и гипс; очень плотный сцементированный горизонт, ниже идет напорная грунтовая вода.

Из приведенных материалов, а также из описания других разрезов в полевых условиях видно, что в Центральной Фергане на территории распространения орошаемых луговых сазовых засоленных почв имеются почвы с арзык-шоховыми, шох-арзыковыми горизонтами с плохой воздухо- и водопроницаемостью на разных глубинах от поверхности.

Эти педолитные горизонты очень плотные и сцементированные. Глубина расположения в почве уменьшается с юга на север, т.е. горизонты поднимаются вплоть до поверхности. При этом грунтовые воды тоже поднимаются в направлении с юга на север.

К характерным морфологическим признакам этих почв, кроме указанных выше, можно отнести большое содержание гипса, карбонатов кальция, магния, натрия и их сернокислых солей, а также разнообразие гранулометрического состава. Кроме того, имеются пятна вишневой окраски, которые образуются в комбинации с окислами железа и марганца; встречаются налеты, псевдомицелий и другие новообразования, представляющие собой легкорастворимые соли, гипс и карбонат кальция.

Новообразования в так называемых арзык-шоховых горизонтах свидетельствуют о влиянии минерализованных грунтовых вод, залегающих неглубоко от поверхности почвы. В этих горизонтах новообразования аккумулируются в большом количестве. При этом первичный почвенный материал и почвообразующая порода почти не отличаются. Здесь возникает особый цементирующий горизонт.

Рисунок 2. Разрез орошаемой луговой сазовой почвы пустынной зоны в Центральной Фергане (Куштепинский район).

В изученных горизонтах новообразования не являются частями в минералогическом отношении. Вместо углекислых и сернокислых солей кальция и магния часто выявляют полуторные окислы и другие соединения. В этих горизонтах выпадают соединения марганца, фосфора, кремния и др.

Изученные почвы имеют гумусово-карбонатный, или гумусово-арзык-шоховый профиль, представленный сочетанием гумусового горизонта с арзык-шоховым в нижней части.

Соединения железа, кремния, соли органических и минеральных кислот, углекислые и сернокислые соли кальция, магния железа сульфаты и хлориды натрия в зависимости от почвенно-геохимических условий выпадают в осадок и образуют новообразования.

Таким образом, формируются плотные сцементированные гидроаккумулятивные, так называемые педолитные, горизонты на различных глубинах почвенного профиля, гранулометрический состав которых приведен в таблице ниже.

Таблица Гранулометрический состав орошаемой луговой сазовой почвы пустынной зоны в Центральной Фергане (Куштепинский район)

Определено, что исследованная почва пустынной зоны Центральной Ферганы имеет следующее полное название – орошаемая луговая сазовая среднесуглинистая засоленная почва. Наличие так называемых арзык-шоховых и шох-арзыковых горизонтов, являющихся результатом гидроаккумулятивных процессов в почвах Центральной Ферганы, приводит к появлению неблагоприятных водно-физических свойств.

1. Апарин Б.Ф., Касаткина Г.А., Сухачева Е.Ю. Особенности морфологии почв с элювиальным горизонтом // Ресурсный потенциал почв – основа продовольственной и экологической безопасности России: сб. мат. Межд. науч. конф. (Санкт-Петербург, 2011). Санкт-Петербург, 2011. 29-31 с.
2. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв (2-е изд.). М.: изд-во МГУ, 1970. 488 с.
3. Беседин П.Н. Особенности засоления почв Центральной Ферганы // Распределения и движение солей в орошаемых почвах и методы регулирования солевых процессов. М. 1981. С.9-21.
4. Герасимов И.П. Генетические, географические и исторические проблемы современного почвоведения М., 1976. 298 с.
5. Классификация и диагностика почв СССР / Составители: В.В. Егоров, В.М. Фридланд, Е.Н. Иванова, Н.Н. Розова, В.А. Носин, Т.А. Фриев. М.: Колос, 1977. 224 с.Климат Ферганы. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1983. 168 с.
6. Методы агрохимических, агрофизических и микробиологических исследований в поливных хлопковых районах. Ташкент. 1963. 440 с.
7. Панков М.А. Почвы Ферганской области. Ташкент. 1957. C. 23–33.
8. Розанов Б.Г. Морфология почв. М. 2004. 431 с.
9. Турдалиев А.Т., Юлдашев Г. Геохимия педолитных почв. Ташкент: 2015. 200 с.
10. Аysen A. Problem Solving in Soil Mexanics. Netherlands, 2009. 189 p.
11. IUSS Working Group WRB, World Reference Base for Soil Resources International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps, World Soil Resources Reports. № 106. FAO, Rome, 2014. 181 р.
12. Turdaliev A.T., Yuldashev G. Morphological features of pedolytical soils in Central Ferghana //European science review. Austria. 2016. Nos.5-6. P. 14-15.

Турдалиев Авазбек Турдалиевич – доктор биологических наук, заведующий кафедрой зоотехнии и агрономии Ферганского государственного университета (Фергана, Узбекистан); avazbek1002@mail.ru

Аскаров Камолиддин Абдуганиевич – зам. декана факультета естественных наук Ферганского государственного университета (Фергана, Узбекистан)

Мирзаев Файёз Алимджан угли – магистрант 2 курса по направлению «Почвоведение» Ферганского государственного университета(Фергана, Узбекистан)

Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи

Статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 License

MORPHOLOGICAL PECULIARITIES OF THE IRRIGATED SOILS IN THE CENTRAL FERGANA, UZBEKISTAN

A.T. Turdaliev, K.A. Askarov, F.A. Mirzaev

Address: Fergana State University, Fergana, Uzbekistan

The aim of the study. To describe the morphology of the irrigated meadow saz soils (Calcic Gypsisols (Aric, Gleyic, Siltic).

Location and place of the study. Central Fergana, Uzbekistan, 2019 year.

Materials and methods. Morphogenetic comparative method developed by V.V. Dokuchaev.

Result. The pedolithic horizons with carbonate-gypsum accumulation were described. The hydrophysical properties of the horizons, formed due to the specific hydrological processes due to irrigation, do not favour plant growth and development.

Key words: soil morphology; gypsum; arzyk; shokh; pedolith; accumulation; soil horizon; granulometric composition

How to cite: Turdaliev A.T., Askarov K.A., Mirzaev F.A. Morphological features of the irrigated soils in Central Fergana // The Journal of Soil and Environment. 2019. 2(3). e71. 10.31251/pos.v2i3.71 (in Russian with English abstract).

References

1. Aparin B.F., Kasatkina G.A., Suxacheva E.Yu. Morphological features of soils with eluvial horizons. In book: Resource potential of souls as a basis for food and environmental safety of Russia: Proc. Int. Conf. (Saint-Petersburg, 2011). Saint-Petersburg, 2011, 29-31 p. (in Russian)
2. Arinushkina E.V. Soil chemical analyses manual. Moscow, Moscow State University Publ., 1970, 488 p.(in Russian)
3. Besedin P.N. Peculiarities of soil salinization in Central Fergana. In book: Distribution and movement of salts in irrigated soils and the methods to regulate salinization processess. Moscow: Nauka, 1981, p.9-21. (in Russian)
4. Gerasimov I.P. Genetic, geographical and historical problems of modern soil science M., 1976. 298 p. (in Russian)
5. Classification and diagnostics of Soils of the USSR / Compiled by: V.V. Egorov, V.M. Friedland, E.N. Ivanova, N.N. Rozova, V.A. Nosin, T.A. Friev. Moscow: Kolos Publ., 1977. 224 p. (in Russian)
6. The climate of Fergana. Leningrad: Hydrometeoizdat, 1983, 168 p. (in Russian)
7. Methods of agrochemical, agrophysical and microbiological studies in watering cotton areas. 1963, 440 p. (in Russian)
8. Pankov M.A. Soils of the Fergana region. Tashkent, 1957, p. 23–33. (in Russian)
9. Rozanov B.G.. Morphology of Soils. Moscow, 2004, 431 p. (in Russian)
10. Turdaliev A.T., Yuldashev G. Geochemistry of pedolithic soils. Tashkent, 2015, 200 p. (in Russian)
11. Аysen A. Problem Solving in soil Mexanics. Netherlands, 2009. 189 p.
12. IUSS Working Group WRB, World Reference Base for Soil Resources International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps, World Soil Resources Reports. № 106. FAO, Rome, 2014, 181 р.
13. Turdaliev A.T., Yuldashev G. Morphological features of pedolytical soils in Central Ferghana, European science review, Austria, 2016, nos.5-6, p. 14-15.

Received 29 May 2019; accepted 08 December 2019; published 24 December 2019

About the authors:

Turdaliev Avazbek T. – Doctor of Biological Sciences, the Head of the Zootechnology and Agronomy Chair, Fergana State University, Uzbekistan; avazbek1002@mail.ru

Askarov Kamoliddin A. – Deputy Dean of the Faculty of Natural Sciences, Fergana State University, Uzbekistan

Mirzaev Faioz A. – Master Student, Fergana State University, Uzbekistan.

The authors read and approved the final manuscript

 

The article is available under Creative Commons Attribution 4.0 License