CC BY
23
УДК 631.416:54-38
ДИНАМИКА СОЛЕВОГО РЕЖИМА ПОЧВ РИСОВЫХ ПОЛЕЙ СОВРЕМЕННОЙ ДЕЛЬТЫ КУБАНИ
А.В. Осипов, к.с.-х.н., В.Н. Слюсарев, д.с.-х.н., О.А. Подколзин, д.с.-х.н., Т.В. Швец, к.с.-х.н.
Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина, e-mail: [email protected]
Рассмотрена динамика солевого режима почвогрунтов Азовской рисовой оросительной системы (АРОС). На двух типах рисовых карт закладывали скважины по трем створам и отбирались образцы по стандартным глубинам. Каждый из створов располагался в определенной зоне рисовой карты: в зоне, примыкающей к дренажно-сбросной сети, занимающей 20% площади карты (створ 1); в зоне, примыкающей к каналу - распределителю, занимающей 20% площади карты (створ 2); в центральной зоне, занимающей 60% площади рисовой карты (створ 3). Сравнение со-лесодержания почвогрунтов на осень 2002 г. и осень 2009 г. показало, что на картах Краснодарского типа в толще 0-1 м произошло увеличение солевых запасов на 30% от исходного, а в толще 0-2 м они возросли на 40%. Показатель интенсивности соленакопления составил плюс 0,5, что по соответствующей шкале оценивается как выраженное вторичное засоление. Движение солевых масс в пределах карты было неравномерное. В зонах активного водообмена солевые запасы толщи 0-2 м остались практически неизменными; в центральной застойной части карт солесодержание толщи 0-1 м возросло в 1,6раза, а в двухметровом слое увеличилось более чем в 2 раза.
Ключевые слова: дельта Кубани, рисовая оросительная система, солевой режим, почво-грунты, соленакопление.
SOIL SALT REGIME DYNAMICS AT RICE FIELDS IN DELTA OF KUBAN RIVER
Ph.D. A.V. Osipov, Dr.Sci. V.N. Slyusarev, Dr.Sci. O.A. Podkolzin, Ph.D. Т.В. Shvets
Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilina, e-mail: [email protected]
The dynamics of the solar regime of alluvial meadow-bog soils is considered. Currently, three irrigation tracts have been formed in the delta of the Kuban: Mariano-Cheburgo, with an area of 109.4 thousand hectares; Mezhdurechensky (88.9 thousand hectares) and Zakubansky (53.9 thousand hectares). In the paper, the seasonal and long-term salt regime of the Azov rice irrigation system (AROS) of 10,000 hectares is considered in more detail. To study the seasonal salt dynamics of soil soils on two types of rice maps, wells were laid along three sections and soil samples were taken at standard depths. Each of the alignments was located in a certain area of the rice map: in the zone adjacent to the drainage and drainage network, occupying 20% of the area of the map (target 1); In the zone adjacent to the channel-distributor, occupying 20% of the area of the map (target 2); In the central zone occupying 60% of the area of the rice card (target 3). Comparison of soil content of soils in autumn 2002 and autumn 2009 Showed that on maps of the Krasnodar type in the thickness of 0-1 m there was an increase in salt reserves by 30% from the initial, and in the thickness of 0-2 m they increased by 40%. The indicator of salt accumulation intensity was plus 0.5, which according to the corresponding scale is estimated as expressed secondary salinity. The movement of salt masses within the map was uneven. In zones of active water exchange, salt reserves of 0-2 m thickness remained practically unchanged; In the central stagnant part of the maps, the salt content of the 0-1 m layer increased 1.6 times, and in the two-meter layer it increased more than 2-fold.
Keywords: Delta of the Kuban, rice irrigation system, salt regime, soil-grounds, salt accumulation.
Современное сельскохозяйственное производство вносит определенный вклад в почвообразовательный процесс и состояние плодородия почв. Возникают новые функциональные особенности почвенных систем, приводящие к смещению водного, воздушного и солевого режимов [1-5].
Условия периодического затопления почвы под рисом и последующего его просушивания определяют своеобразие почвообразовательного процесса. Возделывание риса приводит к направленному изменению почв рисовых полей, приобретению ими
особых режимов и свойств [6, 7].
Возделывание риса в дельте Кубани началось в тридцатые годы XX в. Главной целью при этом ставилось рассоление засоленных почв. В шестидесятые годы приоритетность цели изменилась - ею стало производство зерна риса. Пик роста площадей рисовых оросительных систем (РОС) пришелся на 19741980 гг., когда под ними было освоено 100 тыс. га малопродуктивных заболоченных земель. К концу восьмидесятых годов площадь РОС в низовьях Кубани достигла 258 тыс. га - 40% площади дельты [8].
Цель исследований - изучение динамики солевого режима рисовых полей дельты Кубани в сезонном и многолетнем циклах.
Объекты и методы исследования. В дельте Кубани сформированы три массива орошения со своими водохозяйственными комплексами: 1. Марьяно-Чебургольский, площадью 109,4 тыс. га (в т.ч. рисовых полей 85,9 тыс. га), включающий Марьяно-Чебургольскую, Кубанскую и Понуро-Калининскую РОС. 2. Междуреченский, площадью 88,9 тыс. га (в т.ч. рисовых полей 53,2 тыс. га), включающий Азовскую, Петровско-Анастасиевскую, Черноерковскою и Темрюкскую правобережную РОС. 3. Закубан-ский, площадью 53,9 тыс. га (в т.ч. рисовых полей 41,6 тыс. га), включающий Афипскую, Варнавин-скую, Крюковскую, Федоровскую, Чибинскую и Темрюкскую левобережную РОС.
Междуреченский массив расположен в междуречье Кубани и Протоки, и приурочен в геоморфологическом отношении к современной дельте Кубани, которая служит естественным аккумулятором солей бассейна реки. Это предопределило широкое распространение засоленных почв в данном регионе. Считалось аксиомой, что рис является культурой-мелиорантом для засоленных почв. Однако длительная эксплуатация РОС показала, что даже после многолетнего использования почв в рисовых севооборотах значительная часть их оставалась засоленной [2].
Массив Азовской рисовой оросительной системы (АРОС) площадью 10 тыс. га расположен в наиболее молодой, примыкающей к Азовскому морю, части современной дельты; возраст ее поверхности не превышает 2,5-3,0 тыс. лет. Современная дельта Кубани служит зоной аккумуляции солей со всего бассейна реки. Солевые запасы почвогрунтов и грунтовых вод в этой зоне значительно выше, чем в зонах 1 террасы и древней дельты вместе взятых. Преобладающими типами солей являются хлорид-ный и сульфатно-хлоридный. На АРОС эксплуатируются карты Краснодарского и Кубанского типа. Последний тип характеризуется удельной дрениро-ванностью в 2-2,5 раза выше, чем карты Краснодарского типа. Предположительно интенсивность рассоления на картах Кубанского типа должна быть значительно выше, чем на Краснодарских [6].
Для изучения сезонной солевой динамики поч-вогрунтов аллювиальных лугово-болотных почв на двух типах рисовых карт закладывали скважины по трем створам и отбирали образцы почвогрунтов по стандартным глубинам. Каждый из створов располагался в определенной зоне рисовой карты: в зоне, примыкающей к дренажно-сбросной сети, занимающей 20% площади карты (створ 1); в зоне, примыкающей к водопадающему каналу - распределителю, занимающей 20% площади карты (створ 2); в центральной зоне, занимающей 60% площади рисовой карты (створ 3). Для определения химического состава засоленных почв анализировали водную вытяжку и оценивали степень засоления почв по содержанию токсичных ионов.
Результаты исследования. Нестабильность водного режима и мощное антропогенное воздействие, связанное со строительством рисовых систем и крупных гидротехнических сооружений, значительно изменило формирование зон транзита и аккумуляции солей (табл. 1). Только 20,0% площади рисовых оросительных систем представлено незасоленными почвами, а 80,0% - в различной степени засоленности. Наиболее засолен Междуре-ченский сельскохозяйственный массив, а наименее - Марьяно-Чебургольский.
В 2009 г. проведено сравнение степени засоления в сезонной динамике на разных глубинах луго-во-болотных почв на рисовых картах Краснодарского и Кубанского типов АРОС (табл. 2). До строительства АРОС массив представлял собой типичные приазовские плавни - заболоченные тростниковые заросли. Отметки поверхности варьировали от 0,7-0,8 м в плоских заболоченных депрессиях до 1,0-2,5 м на гривах вдоль угаснувших водотоков. Верхняя 5-10-метровая толщина грунтов представлена аллювиальными, озерно-лиманными и морскими преимущественно среднеглинистыми и тяжелоглинистыми отложениями. Грунты обладают низкими водоотдачей и водопроницаемостью. Высокоминерализованные 20-50 г/л грунтовые воды залегали близко к поверхности (0,3-0,8 м) и обычно смыкались с поверхностными водами. Почвенный покров массива представлен аллювиальными почвами болотного (более 80% площади) и лугово-бо-
1. Распространение засоленности почв в зоне рисосеяния
Водохозяйственный Степень засоления почв, тыс. га/%
массив незасоленные слабозасоленные среднезасоленные сильно- и очень Итого
сильнозасоленные
Марьяно-Чебургольский 26,3 42,5 24,6 16,0 109,4
24,0 39,0 22,6 14,2 100
Междуреченский 17,2 16,7 27,5 27,4 88,8
19,3 18,8 31,0 30,9 100
Закубанский 8,2 21,0 23,2 775 59,9
13,7 35,0 38,7 12,6 100
Итого 51,7 80,2 75,3 50,9 258,1
20,0 31,1 29,2 19,7 100
_
2. Сезонная динамика солесодержания аллювиальных лугово-болотных почв _на рисовых картах Краснодарского и Кубанского типов_
Глубина, см Содержание токсичных солей, %
весна осень весна осень весна осень весна осень
створ 1 створ 2 створ 3 в среднем по карте
Карты К] раснодарского типа
0-25 0,22 0,38 0,14 0,26 0,07 0,14 0,14 0,26
25-50 0,54 0,84 0,41 0,51 0,16 0,16 0,39 0,51
50-75 0,84 1,03 0,82 0,75 0,23 0,19 0,71 0,69
75-100 0,94 1,18 1,04 0,77 0,27 0,23 0,87 0,74
100-150 0,98 1,11 1,03 0,73 0,26 0,25 0,87 0,71
150-200 1,05 1,16 1,08 0,64 0,32 0,29 0,92 0,67
0-100 0,64 0,86 0,60 0,57 0,18 0,18 0,52 0,55
100-200 1,02 1,14 1,06 0,69 0,29 0,27 0,90 0,69
0-200 0,83 1,00 0,83 0,63 0,24 0,23 0,71 0,62
Карты Кубанского типа
0-25 0,05 0,07 0,13 0,16 0,07 0,11 0,10 0,13
25-50 0,11 0,08 0,46 0,48 0,21 0,20 0,34 0,34
50-75 0,14 0,15 0,77 0,75 0,40 0,55 0,57 0,59
75-100 0,23 0,37 0,67 0,74 0,51 0,54 0,56 0,63
100-150 0,31 0,37 0,45 0,59 0,37 0,53 0,41 0,53
150-200 0,25 0,35 0,44 0,56 0,26 0,41 0,37 0,49
0-100 0,15 0,17 0,51 0,53 0,30 0,35 0,40 0,42
100-200 0,28 0,36 0,45 0,58 0,32 0,47 0,39 0,51
0-200 0,22 0,27 0,48 0,56 0,31 0,41 0,40 0,47
лотного типов - преимущественно перегнойно-глеевыми, торфяно-глеевыми, торфянистыми и торфяными. Более 80% площади почв характеризуется тяжелым глинистым гранулометрическим составом. Практически все почвы засолены в средней и сильной степени.
Строительство и последующая эксплуатация АРОС привели к коренному изменению природной обстановки. Торф и тростник были выжжены как мешающие планировочным работам. Строительные планировки, срезки и насыпки почвогрунтов выровняли рельеф и изменили морфологический облик почв. Естественный болотный режим почв был заменен на искусственный лугово-болотный режим рисового поля, регулируемый открытым горизонтальным дренажем глубиной 2-3 м. В солевом балансе грунтовых вод и почвогрунтов появились мощная расходная статья - дренажные и сбросные воды стали ежегодно выносить с территории АРОС громадные массы солей.
На ключевых участках засоление охватывает всю площадь исследуемых карт. Тип засоления преимущественные хлоридно-сульфатный и сульфатно-хлоридный, редко хлоридный и сульфатный. Слой почвы 0-25 см преимущественно не имеет засоления или слабозасолен. С глубины 25-50 см преобладают сильная, очень сильная, реже средняя степень засоления по токсичным солям. Несмотря на высокое солесодержание почвогрунтов, урожайность риса составила на картах Краснодарского типа 4,04-4,54 т/га и на картах Кубанского типа 5,15-6,16 т/га. Этому способствовали благоприятные погодные усло-
вия периода вегетации. Обеспеченность поливной водой была достаточной, но уровень воды в чеках поддерживался выше обычного на 10-15 см. Рекомендованная технология возделывания риса в основных положениях была выдержана.
По результатам изучения многолетней солевой динамики проводили статистическую обработку данных о послойном содержании токсичных солей. Сопоставление данных и расчет по прогнозной формуле Волобуева [9] показывает направление и интенсивность содовой динамики в многолетнем плане по двум типам рисовых карт. Сравнение со-лесодержания почвогрунтов показало, что в многолетнем плане при периодической смене посевов риса произошли определенные изменения (табл. 3).
На картах Краснодарского типа в толще 0-1 м произошло увеличение солевых запасов на 30% от исходного, а в толще 0-2 м они возросли на 40%. Показатель интенсивности соленакопления составил плюс 0,5, что по соответствующей шкале оценивается как выраженое вторичное засоление. Движение солевых масс в пределах карты было неравномерное. В зонах активного водообмена солевые запасы толщи 0-2 м остались практически неизменными; в центральной застойной части карт 60% площади солесодержание толщи 0-1 м возросло в 1,6 раза, а в двухметровом слое увеличилось более чем в 2 раза.
На картах Кубанского типа, дренировнность которых более чем в 2 раза выше, чем на картах Краснодарского типа, в толще 0-1 м солесодержание уменьшилось на 30%. В то же время в толще 1-
3. Многолетний солевой режим аллювиальных лугово-болотных почв _на рисовых картах Краснодарского и Кубанского типов_
Глубина, см Содержание токсичных солей, %
осень 2002 г. осень 2009 г. в среднем по картам
створ 1 створ 2 створ 3 створ 1 створ 2 створ 3 осень 2002 г. осень 2009 г.
Карты Краснодарского типа
0-25 0,49 0,16 0,12 0,38 0,26 0,14 0,22 0,26
25-50 0,37 0,33 0,19 0,84 0,51 0,16 0,31 0,51
50-75 1,13 0,65 0,16 1,03 0,75 0,19 0,65 0,69
75-100 1,23 0,31 0,25 1,18 0,77 0,23 0,18 0,74
100-150 1,12 0,35 0,18 1,11 1,73 0,25 0,35 0,71
150-200 1,12 0,35 0,18 1,16 0,64 0,29 0,35 0,67
0-100 0,81 0,36 0,18 0,86 0,57 0,18 0,42 0,55
100-200 1,12 0,35 0,18 1,14 0,69 0,27 0,47 0,70
0-200 0,96 0,35 0,18 1,00 0,63 0,22 0,4 0,63
Карты Кубанского типа
0-25 0,09 0,28 0,15 0,07 0,16 0,11 0,22 0,13
25-50 0,82 0,75 0,51 0,08 0,48 0,20 0,72 0,34
50-75 0,17 0,97 0,90 0,15 0,75 0,53 0,80 0,59
75-100 0,42 0,61 1,09 0,37 0,74 0,54 0,67 0,63
100-150 0,18 0,25 0,27 0,37 0,59 0,53 0,24 0,53
150-200 0,18 0,25 0,27 0,35 0,56 0,41 0,24 0,49
0-100 0,38 0,65 0,66 0,17 0,53 0,35 0,60 0,42
100-200 0,18 0,25 0,27 0,36 0,58 0,47 0,24 0,51
0-200 0,28 0,45 0,47 0,27 0,55 0,41 0,42 0,47
2 м солесодержание возросло на 112%. В целом на толщу 0-2 м содержание возросло (на 12%). В данном случае имеет место перераспределение солей из верхней метровой толщи почвогрунтов в нижнюю толщу без существенных изменений солевых запасов толщи 0-2 м (было 0,42% и стало 0,47%).
Сезонная солевая динамика почв рисовых севооборотов выражается в следующем: в начале вегетации риса при затоплении рисовых чеков происходит снижение солесодержания верхних горизонтов почв и вымыв солей в подпахотные горизонты; в течении всего вегетационного периода уровни воды в рисовых чеках и сбросных каналах практически одинаковы в подпертом состоянии системы, оттока грунтовых и промывочных вод практически нет. В почве наблюдается перенос части солей из почвы в поверхностные воды. При применении во-досмен наблюдается некоторое снижение солесо-держания поверхностного горизонта почв; в конце вегетации после сброса поливной воды с чеков начинается отвод грунтовых вод за пределы системы и снижение их уровня. Этот период определяет интенсивность опреснения почв. В то же время в условиях слабой дренированности и неглубокого залегания минерализованных грунтовых вод наблюдается реставрация засоления верхних горизонтов почв, а в зимний-ранневесенний период под влиянием осадков происходит их опреснение. Соли в почве перемещаются из верхних горизонтов в нижние без существенного снижения их запасов в почвенно-грунтовой толще в весенний период до первой половины мая, в связи с увеличением испа-
ряемости происходит подтяжка солей к поверхности. С началом вегетационного периода описанный цикл повторяется.
Таким образом, многолетний солевой режим почв рисовых севооборотов обусловлен сезонными изменениями в их солесодержании. При этом часто наблюдаемое нарушение рекомендованной ротации полей приводит в многолетнем плане к различным результатам при одинаковых поч-венно-мелиоративных условиях. В конечном итоге главная задача эксплуатации рисовых систем состоит в рассолении почв, что будет способствовать получению высоких урожаев сельскохозяйственных культур.
Литература
1. Николаева С. А. Андреев Н.П., Дерюжинская В. Д. Мелиорация плавневых почв дельты Кубани и орошение почв равнинной зоны Кавказа. - М.: Наука, 1986. - С. 174-181.
2. Осипов А.В. Изменение свойств и солевого режима почв Современной дельты реки Кубани: монография; под общ. ред. В.Н. Слюсарева. - Краснодар: КубГАУ, 2016. - 131 с.
3. Цховребов В.С., Грищенко Ю.В., Никифорова А.М. Подтопление и засоление почв в АПК «Крымгире-евское» / Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Северо-Кавказском федеральном округе, 2016. - С. 188-189.
4. Цховребов В.С., Новиков А.А., Калугин Д.В. Основные экологические проблемы почв Ставропольского края // Наука. Инновации. Технологии, 2014, № 4. - С. 167-177.
ЮБИЛЕЙ КАФЕДРЫ ПОЧВОВЕДЕНИЯ
_
5. Фаизова В.И., Никифорова А.М., Лысенко В.Я. Влияние антропогенного фактора на изменение агрохимических показателей черноземов Центрального Предкавказья // Вестник АПК Ставрополья, 2015, № 2 (18). -С. 178-181.
6. Слюсарев В.Н. Онищенко Л.М., Осипов А.В. Современное состояние почв Северо-Западного Кавказа // Труды Кубанского ГАУ, 2013, № 3 (42). - С. 92-94.
7. Вальков В.Ф., Штомпель Ю.А., Трубилин И.Т. Почвы Краснодарского края, их использование и охрана. - Ростов на Дону: СКНЦ ВШ, 1996. - 192 с.
8. Ковда В.А., Розанов Б.Г., Николаева С.А. Разработка системы мероприятий по длительному поддержанию благоприятной почвенно-мелиоративной обстановки в условиях Нижней дельты Кубани. - М.: МГУ, 1981. - 341 с.
9. Черниченко И.Д., Осипов А.В. Изменение минерализации грунтовых вод и засоления почв за 20-летний период эксплуатации рисовых оросительных систем современной дельты Кубани // Почвоведение, 2001, № 5. -С. 623-627.
УДК 631.837:631.415.1:630*272 (470.638)
ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КАРБОНАТОВ И РН ПОЧВ КИСЛОВОДСКИХ ПАРКОВ ПРИ СМЕНЕ РАСТИТЕЛЬНОСТИ
В.С. Цховребов, д.с.-х.н., Л.Ю. Деркачева, к.с.-х.н., А.М. Никифорова, к.с.-х.н.
Ставропольский государственный аграрный университет, e-mail: [email protected]
Исследовано содержание карбонатов и кислотно-щелочного потенциала почв целинных участков и почв искусственных насаждений Кисловодских парков на различных материнских породах: элювий известковых пород, делювий песчаников, элювий плотных карбонатных пород, с преобладанием доломита и кальцита. Установлено, что произрастание древесной растительности более чем за 100-120-летний период приводит к разрушению карбонатного материала и выносу его в нижнюю часть профиля. Наиболее активно эти процессы происходят под хвойными породами. Вовлечение почвы в сельскохозяйственное производство также приводит к обеднению верхней части профиля карбонатным материалом и его иллювиированием вниз лежащий горизонт. Как чистые, так и смешанные сосновые насаждения приводят к подкислению верхней части профиля. Некоторые лиственные породы - ясень и клен также вызывают подкисление в верхней части почвенного профиля, а такие как береза и дуб хотя и снижают значения рН, но менее значительно, чем остальные изучаемые породы.
Ключевые слова: Кисловодский парк, карбонаты, рН, целина, пашня, древесные насаждения.
CHANGES OF CARBONATES CONCENTRATION AND PH IN SOILS OF KISLOVODSK PARKS UNDER VARIATION OF VEGETATION
Dr.Sci. V.S. Tshovrebov, Ph.D. L.Yu. Dergacheva, Ph.D. A.M. Nikiforovа
Stavropol State Agrarian University, e-mail: [email protected]
The content of carbonates and acid-base potential of soils of virgin lands and soils of artificial plantings of Kislovodsk parks on various parent rocks has been studied: eluvium of calcareous rocks, deluvium of sandstones, eluvium of dense calcareous rocks, dominated by dolomite and calcite. It is established that the growth of woody vegetation in more than 100-120-year period leads to the destruction of carbonate material and its removal to the lower part of the profile. Most actively, these processes occur under coniferous species. The involvement of soil in agricultural production also leads to a depletion of the upper part of the profile by carbonate material and its illuviation into the lower lying horizon. Both pure and mixed pine plantations lead to acidification of the upper part of the profile. Some deciduous species such as ash and maple also cause acidification in the upper part of the soil profile, and such as birch and oak, although they lower the pH values, but less significantly than the rest Studied rocks.
Keywords: Kislovodsk parks, carbonates, pH, virgin soil, arable land, tree plantations.
Скорость и направленность почвообразовательного процесса во многом обусловливается типом произрастающей растительности. Корневая система
высших растений и сопутствующая ей микрофлора производят выветривание минеральной основы почв, накапливают продукты выветривания и орга-
