CC BY
10УДК 631.4.
М.А. Баламирзоев, И.А. Магомедов
Генетические аспекты почвообразования и состояние плодородия почв Терско-Сулакской низменности
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Прикаспийский институт биологических ресурсов Дагестанского научного центра Российской академии наук; pibrdncran@mail.ru
Рассмотрены вопросы почвообразования n причинно-следственные факторы деградации почв.
Ключевые слова: факторы почвообразования, засоление, деградация, плодородие.
The problems of the soil formation and causal factors of ground degradation are considered.
Keywords: factors of soil formation, soil salinization, degradation, fertility.
Одним из регионов нашей страны, где деградация земель и процессы опустынивания усиливаются с каждым годом, является территория Северо-Западного и Западного Прикаспия, площадь которой составляет около 15 млн га, включая Черные земли и Кизлярские пастбища. Сюда же входит и Терско-Сулакская низменность. Процессы опустынивания, вызванные изменением климата в сторону аридизации, и повышения антропогенных воздействий здесь получили широкое распространение.
В этой связи рациональное использование земель, сохранение и воспроизводство почвенного плодородия являются важными условиями повышения биологической продуктивности почв.
Материалы и методы исследований. Исследования проводились на территории Терско-Сулакской низменности профильно-маршрутным методом с использованием топографических карт масштаба 1 : 50000. В качестве картографической основы были использованы также почвенные и почвенно-мелиоративные карты Тарумовского, Кизляр-ского, Бабаюртовского, Хасавюртовского и Кизилюртовского административных районов масштаба 1 : 50000, составленных почвоведами в разные годы [2, 4, 5, 8, 9, 10, 11].
Для установления основных свойств почв, коррелирующих с урожайностью зерновых культур, на территории вышеуказанных административных районов было отобрано 56 ключевых участков. Прямой учет урожая зерновых культур проводился на делянках 10 кв. м в 5-кратной повторности в течение четырех лет. Одновременно на этих делянках отбирались по генетическим горизонтам почвенные образцы для физико-химических анализов, которые проводились в агрохимических лабораториях Дагестанского НИИСХ и Государственного агрохимического центра «Дагестанский».
Результаты и их обсуждение. Терско-Сулакская низменность, входящая в Западно-Прикаспийскую провинцию Дагестана, относится к региону орошаемого земледелия и мясо-молочного животноводства, где сосредоточены наиболее плодородные почвы. На данной территории, занимающей площадь 1,2 млн га, находятся земли Кизлярского, Хасавюртовского, Бабаюртовского, Кизилюртовского и южной части Тарумовского административных районов.
Территория Терско-Сулакской низменности [6] представляет собой слегка наклонную на восток и северо-восток слабо волнистую равнину, состоящую из мощной толщи аллювиальных отложений рек Терека, Сулака, Акташа, Аксая. Отметки низменности изменяются от -27 м у побережья Каспийского моря до +100-150 м н. у. м. на юго-
западе у подножья предгорий. Климат здесь характеризуется сухим, жарким летом и холодной зимой. Годовое количество осадков возрастает по направлению с севера на юго-запад [1]. Соответственно этому повышается гидротермический коэффициент (табл. 1), что при орошении позволяет в течение года получать до двух урожаев кормовых культур.
В растительном покрове наблюдается пестрота, связанная с характером рельефа, глубиной залегания грунтовых вод и засолением почв. Вдоль русел рек встречаются лоховые, тополевые и тамарисковые заросли. На ровных и повышенных элементах рельефа более заметны комплексы злаково-полынных, солодково-полынных и солянко-вых группировок. По мере приближения к предгорьям появляются степные травы и происходит постепенный переход в сухую степь с преобладанием полыни и гемиксе-рофильных кустарников [5, 8, 9].
Таблица 1
Основные климатические показатели по Терско-Сулакской низменности
Климатические показатели Кизляр Бабаюрт Хасавюрт
Среднегодовая температура воздуха (в градусах) 11,1 10,8 10,8
Абсолютный максимум (в градусах) 41 39 40
Абсолютный минимум 32 30 26
Среднегодовая сумма осадков, в мм 307 356 480
Сумма положительных средних температур воздуха выше 10° 3711 3620 3671
Гидротермический коэффициент 0,54 0,67 0,91
Средние даты последних заморозков 11/1У 2/ГУ 7/ГУ
Средние даты первых заморозков 2/Х1 28/1Х 7/ХГ
Продолжительность безморозного периода, дней 204 188 213
Число дней с сильным ветром за год 24 31 13
Почвенный покров Терско-Сулакской низменности формировался в сложных природных условиях на древнеморских, древнеаллювиальных и современных аллювиальных пес-чано-глинистых отложениях в результате разливов и паводков Терека, Сулака, Акташа и других мелких рек, берущих свое начало в горах Дагестана. Следует отметить, что протяженность речной сети Дагестана достигает 24 тыс. км, а величина твердого стока главных рек Терека и Сулака составляет соответственно 25 и 19 млн т в год [6]. Разгрузка значительной части этих взвешенных наносов происходит в дельтовой части, и вместе с подземным стоком все это создает довольно пеструю картину гидролого-геохимических, геоморфологических и биологических условий почвообразования. В силу этого почвы характеризуются исключительно большим разнообразием строения и физико-химических свойств.
На Терско-Сулакской низменности наибольшее распространение получили луговые, аллювиально-луговые, лугово-каштановые и каштановые почвы различного гранулометрического состава. Значительные площади занимают солончаки. Тип засоления сульфатно-хлоридный и хлоридно-сульфатный. Самыми распространенными на Терско-Сулакской низменности являются луговые и лугово-каштановые почвы, занимающие около 60 % площади данной территории (табл. 2).
Таблица 2
Соотношение площадей почв Терско-Сулакской низменности
Почвы Площадь
тыс. га %
Каштановые 50,0 4,1
Луговые и лугово-каштановые 330,0 26,7
Лугово -лесные 30,5 2,5
Лугово-к^тановые и каштановые солонцевато-соломаковые 141,8 11,5
Луговые и лугово-каштановые солончаковые 225,4 18,3
Лугово-болоттге и луговые солончаковые в комплексе с солончаками 121,3 9,8
Солончаки 335,0 27,1
Таблица 3
Физико-химические свойства почв Терско-Сулакской низменности
№ Гумус в 25 см слое, % т! га Объ- Содержание частиц, % Сухой остаток, % Подвижные формы, мг/100 г почвы Емкость поглощения, мг/экв
разрезов Почвы емный вес, г/см3 < 0,01 < 0,001 N Р2О5 К20
14 Луговая карбонатная слабосолончаковатая тяжелосуглинистая на глинках 3,5 108,5 1,24 48,4 10,3 0,30 2,50 2,47 40 27,90
50 Луговая карбонатная
слабо солончакова-тая глинистая на су- 32 102,0 1,27 69,5 25,9 0,32 2,16 2,8 38 27,30
глинках
19 Аллювиально-
луговая среднесу-глинистая на слои- 90,0 1,27 40,8 9,2 0,26 3,10 2,63 35 29,8
стых суглинках
10 Лугово-каштановая
карбонатная средне-суглинистая на тяже- 37 116,5 1,26 33,3 6,8 0,30 2,50 1,22 34 27,8
лых суглинках
41 Лугово-каштановая карбонатная средне -
солончаковатая среднесуглинистая 35 106,7 1,22 42,4 12,1 0,50 1,37 1,3 43 25,45
на аллювиальных
суглинках
12 Каштановая карбо-
натная среднесуглинистая на суглинках, 104,0 1,30 30,3 8,0 0,04 1,70 1,70 22 17,55
подстилаемых галеч-
ником
Луговые почвы формировались при близком залегании грунтовых вод (1,5-2 м). Растительность представлена луговыми сообществами с участием пырея, костра, мятлика, кустарников тамариска и др. Мощность горизонтов А + В составляет 45-50 см, вскипание от 10 % соляной кислоты наблюдается с поверхности почвы. Емкость поглощения почв находится в пределах 18,6-27,2 мг/экв.
Агрохимические показатели луговых почв (табл. 3) характеризуются сравнительно низким содержанием гумуса (3,2-3,5 %), низким - гидролизуемого азота (2,1-2,5 мг на
100 г почвы) и среднем - общего азота (0,3-0,4 %), низким - подвижного (2-2,5) валового фосфора (0,16-0,18 %), высоким - обменного (38-40 мг) и валового калия (0,40,8 %). Реакция почвенной среды pH составляет в пределах от 7,2 до 8. Возделываемые сельскохозяйственные культуры хорошо реагируют на внесение азотно-фосфорных удобрений.
Аллювиально-луговые почвы формировались в прирусловых низовьях рек Терека, Сулака, Акташа, Аксая под разнотравно-злаково-луговыми сообществами при сравнительно близком залегании слабоминерализованных грунтовых вод (1,5-2 м). Величина легкорастворимых солей по сухому остатку не превышает 0,5 %. Морфологический профиль почв характеризуется четко выраженной слоистостью наносов, чередованием разных по гранулометрическому составу прослоек от песков и супесей до суглинков. Мощность гумусовых горизонтов А + В составляет 45-50 см с содержанием гумуса в горизонте А в пределах 2,0-2,5 %. Емкость поглощения составляет 1826 мг/экв на 100 г почвы, с преобладанием в почвенно-поглощающем комплексе кальция и магния. По содержанию подвижных форм питательных веществ (табл. 3) почвы низко обеспечены гидролизуемым азотом (2,5-3,1 мг/100 г) и подвижным фосфором (1,8-2,6 мг/100 г). Обменным калием обеспечены средне (22-30 мг/100 г). pH составляет 7,0-7,8.
Лугово-каштановые почвы развиваются по повышенным элементам рельефа при глубине залегания грунтовых вод 2,5-3 м. Растительность представлена разнотравьем -злаковыми, злаково-полынными сообществами. Почвы в той или иной степени засолены (0,3-0,5 %). Легкорастворимые соли могут прослеживаться на различной глубине почвенного профиля. Тип засоления хлоридно-сульфатный и сульфатно-хлоридный. Емкость поглощения почв составляет, в зависимости от содержания гумуса и гранулометрического состава, от 15,7 до 27,8 мг/экв. Мощность гумусовых горизонтов А + В составляет 50-55 см. По гранулометрическому составу преобладают суглинистые разновидности. Почвы характеризуются низким содержанием азота, фосфора и средним -обменного калия (табл. 3). pH среды составляет 7,2-8.
Каштановые почвы сформировались под злаково-полынными группировками с участием кустарника держи-дерево. Характеризуется низким содержанием гумуса от 2,5 до 3,2 % (табл. 3). Мощность гумусовых горизонтов А + В составляет 35-50 см запасы гумуса - 180-200 т/га. Емкость поглощения почв находится в пределах от 10,4 до 22 мг/экв в зависимости от гранулометрического состава. Содержание подвижных форм азота и фосфора низкое. pH среды составляет от 7,5 до 8.
Для выявления основных свойств почв, влияющих на урожайность ведущей зерновой культуры, озимой пшеницы, на предварительно отобранных ключевых участках в течение 4 лет проводился учет урожайности [4]. Была установлена тесная коррелятивная связь между урожайностью озимой пшеницы и мощностью гумусовых горизонтов А + В, запасов гумуса т/га, емкостью поглощения, гранулометрическим составом почв (табл. 4). Несмотря на значение питательных элементов (N, Р, К) тесных коррелятивных связей их с урожайностью не отмечено ввиду их нестабильности по сезонам года. На степень засоления почв отмечено их отрицательное влияние.
Таблица 4
Зависимость урожая озимой пшеницы от свойств почв
Гранулометрический Вариация признаков по свойствам почв и урожайности
состав
Урожай Мощ- Коэф. Запасы Коэф. Емкость Коэф.
озимои пшеницы, ц/га ность гор. А + В, см корр. гумуса, т/га корр. поглощ., мг/экв корр.
Луговые
Глинистый 25,4-36,5 35-40 0,80 85-170 0,84 17,5-27,2 0,68
Тяжелосуглинистый 29,5-40,5 30-44 0,80 90-245 0,87 16,7-25,8 0,98
Среднесуглинистый 31,3-42,5 33-42 0,85 72-205 0,82 13,6-23,5 0,96
Легкосуглинистый 28,3-35,3 33-36 0,60 60-196 0,76 13,0-21,9 0,85
Лугово-каштановые
Глинистый 28,6-37,7 30-40 0,84 90-180 0,92 15,6-27,8 0,75
Тяжелосуглинистый 31,0-38,3 33-45 0,87 100-153 0,95 15,7-23,2 0,86
Среднесуглинистый 32,6-40,2 33-46 0,78 80-178 0,80 14,6-21,6 0,88
Легкосуглинистый 29,1-35,3 30-40 0,89 75-120 0,70 13,7-20,5 0,85
Каштановые
Глинистый 33,8 35-40 0,95 150-200 0,90 13,5 0,86
Тяжелосуглинистый 28,9-45,6 36-45 0,94 104-157 0,97 12,9-20,4 0,83
Среднесуглинистый 26,5-32,6 40-44 0,98 120-150 0,95 12,1-22,0 0,99
Легкосуглинистый 27,1-28,4 32-39 0,96 90-100 0,93 10,4-19,0 0,90
Аллювиально-луговые
Глинистый 46,1 40 0,9 160 0,9 25 0,90
Тяжелосуглинистый 42,4-49,7 38-43 0,9 143-185 0,9 13,6-18,9 0,80
Среднесуглинистый 44,5-51,8 36-45 0,9 120-150 0,8 9,5-15,4 0,80
Легкосуглинистый 43,7-48,2 32-38 0,9 119-159 0,8 10,1-26,9 0,80
Засоление сильно влияет на продуктивность почв и урожайность сельскохозяйственных культур (табл. 5). Урожайность озимой пшеницы напрямую зависит от содержания вредных легкорастворимых солей в корнеобитаемой толще почвы. Наибольший урожай получен на почвах при содержании легкорастворимых хлористых солей не более 1,3 мг/экв и вредных нейтральных сернокислых солей - не более 6 мг/экв на 100 г сухой почвы.
Определяющим фактором прогноза изменения почвенного покрова Терско-Сулакской низменности является оценка последствий мелиорации тяжелых по гранулометрическому составу засоленных почв [11].
Таблица 5
Состояние и урожайность озимой пшеницы Безостоя I в зависимости от содержания солей в корнеобитаемой толще почвы
Состояние Максимальное содержание солей, Урожай
мг/экв на 100 г почвы
сумма сумма по
хлористых вредных суммарному %
солеи нейтральных сернокислых солей «эффекту токсичных ионов» ц/га снижения
Нормальное < 1,3 < 6 <3,4 > 30 -
Слабоугнетенное 1,5-3 6-9 4-6 18-27 30-40
Среднеугнетенное 3-4 9-13 6-8 12-21 45-60
Сильноугнетенное 4-5 13-17 8-10 7-10 70-77
Очень сильноугнетенное > 5 > 17 > 10 < 1,5-3 > 95
Коэффициент корреляции г = 0,92 г = 0,91 г = 0,96 - -
Таблица 6
Распределение засоленных земель в разрезе административных районов Терско-
г^ , тыс.га л Сулакскои низменности (-)
%
Районы Пло- В том числе по степени засоления
щадь не засо- слабо средне сильно очень всего
района леные сильно засолено
тыс. га
Тарумовский 312,5 22,8 37,56 84,67 52,63 114,88 289,7
7,3 12,0 27,1 16,8 36,8 92,7
Кизлярский 304,7 18,7 53,32 64,62 75,08 93,01 286,0
6,1 17,5 21,2 24,7 30,5 93,9
Бабаюртовский 324,3 - 124,96 41,64 70,67 87,02 324,3
38,53 12,8 21,8 26,8 100
Хасавюртовский 142,8 38 106,02 16,55 10,58 6,50 139,0
0,3 74,2 11,6 7,4 4,5 97,7
Кизилюртовский 149,9 28,5 48,91 11,12 27,76 33,66 121,4
19,0 32,6 7,4 18,5 22,5 81,0
ИТОГО 1234 73,8 370,77 218,60 236,72 335,07 1161,2
5,98 30,05 17,71 19,18 27,15 94,09
Нерациональное использование земель, ошибки в мелиорации почв, неправильные поливы привели к вторичному засолению почв. Почти все земли (94 %) Терско-Сулакской низменности засолены в различной степени (табл. 6). Площади сильнозасо-ленных почв и солончаков составляют 572 тыс. га.
До недавнего времени на прикутанных землях Терско-Сулакской низменности существовало очаговое использование земель под рис, овощи и бахчевые вне коллектор-но-дренажной сети. Поливы при этом приводили к вторичному засолению почв, участки забрасывались через 2-3 года их эксплуатации. Такое использование земель приво-
дило к появлению все новых и новых площадей засоленных почв. Таким образом, локальное, очаговое использование земель под орошаемые культуры без сооружения кол-лекторно-дренажной сети привело к формированию пятнистого засоления и увеличению площадей засоленных почв.
В результате негативных антропогенных воздействий на почвенный покров идут процессы деградации почв и опустынивания. Эволюция почв идет от лугово-болотной, луговой и лугово-степной стадий к полупустынной солонцово-солончаковой стадии почвообразования [5, 7, 8].
В условиях аридизации климата и возросших антропогенных нагрузок на почвенный покров заметно снизилось содержание гумуса в обрабатываемых почвах - на 3040% от его исходного содержания [3, 5]. На пахотных почвах потери органического вещества происходят не только из-за ее минерализации и отчуждения биомассой растительности, но и из-за значительных потерь от ветровой и водной эрозии, в среднем 1,1 т/га ежегодно. Из-за отсутствия научно обоснованных норм внесения в почву минеральных удобрений наблюдается отрицательное сальдо по азоту и фосфору. Недостаточное внесение калийных удобрений компенсируется пока из запасов в почве. В настоящее время на обрабатываемых почвах сложился отрицательный баланс гумуса -от-0,23 до -0,55 т/га [3].
Для воспроизводства плодородия почв необходимо соблюдать севообороты и совершенствовать структуру размещения с/х культур в севооборотах с насыщением их на 30 % бобовыми культурами и многолетними травами, применением в достаточном количестве органических и минеральных удобрений, компостов, сидератов и др. Для того чтобы восстановить положительный баланс гумуса и питательных веществ в обрабатываемых почвах необходимо ежегодно вносить в условиях орошения под вспашку не менее 10 т/га органики. Под урожай сельхозкультур на гектар пашни ежегодно надо вносить в действующем веществе азота 80-90 кг, фосфора - 90 кг, калия - 20 кг. Только при таком сочетании применения органоминеральных удобрений можно достигнуть положительного баланса их в почвах и получения гарантированных урожаев сельскохозяйственных культур.
Выводы
1. Процессы почвообразования в Терско-Сулакской низменности протекают в условиях аридизации климата и возрастания антропогенных воздействий на почвенный покров, что сопровождается повышением вторичного засоления и деградации почв.
2. Эволюция почв идет от лугово-болотной, луговой и лугово-степной стадий к полупустынной солонцово-солончаковой стадии почвообразования.
3. Нерациональное использование земель приводит к снижению плодородия почв. Земледелие ведется на низком уровне с отрицательным балансом в почвах гумуса и питательных элементов.
Литература
1. Агроклиматические ресурсы Дагестанской АССР. - Л., 1975. - 112 с.
2. Аболин Р.И., Зонн C.B., Банасевич H.H. Почвенный и мелиоративный очерк бассейна реки Терек // Труды ЛОВИУА. Вып. 19. - Л., 1933. - 290 с.
3. Абасов М.М., Гасанов Г.Н., Абдурахманов Г.М., Баламирзоев М.А., Гасанга-джиева А.Г. Экологическое состояние почвенного покрова Дагестана. - Махачкала: Юпитер, 2007. - 131 с.
4. Баламирзоев М.А. Качественная оценка почв Прикаспийской низменности Дагестана // Труды ПИБР ДНЦ РАН «Экологические проблемы Прикаспийской низменности». Вып. 2. - Махачкала: изд. ДНЦ РАН, 1997. - С. 35-48.
5. Баламирзоев М.А., Мирзоев Э.М.-Р., Аджиев A.M., Муфараджиев КГ. Почвы Дагестана. Экологические аспекты их рационального использования. - Махачкала: Даг. кн. изд., 2008. - 336 с.
6. Гюлъ К.К., Власова C.B. Физическая география Дагестанской АССР. - Махачкала: Даг. кн. изд., 1959. - 369 с.
7. Добровольский Г.В., Федоров КН., Стасюк Н.В. Мелиоративное воздействие на природные ресурсы дельты Терека // Земледелие. - 1982. - № 10. - С. 17-18.
8. Залибеков З.Г. Опыт экологического анализа почвенного покрова Дагестана. -Махачкала, изд. ДНЦ РАН, 1995.- 146 с.
9. Керимханов С. У., Баламирзоев М.А., Мирзоев Э.М-Р., Залибеков З.Г. Почвы равнинной зоны Дагестана // Земельные и растительные ресурсы Дагестана. Т. 2. - Махачкала: Даг. кн. изд., 1975. - С. 3-21.
10. Мирзоев Э.М.-Р. Почвенно-мелиоративное районирование Северо-Дагестан-ской низменности // Почвенно-мелиоративные процессы в районах нового орошения. Научные труды почвенного института им. В.В. Докучаева. - М., 1975. - С. 63-73.
11. Солдатов А. С. Перспективы рассоления почв Терско-Сулакской низменности. - Махачкала: Даг. кн. изд., 1964. - 124 с.
Поступила в редакцию 14.05.2012 г.
