CC BY
15Ученый XXI века • 2016 • № 1 (14) Науки о Земле
УДК 631.47; 631.445
ГЕОЭКОЛОГИЯ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЕСЧАНЫХ
ПОЧВ ФЕРГАНСКОЙ ДОЛИНЫ
В.Ю. Исаков1, М.А. Юсупова2, А.Н. Хошимов3
Аннотатция
Освещены некоторые вопросы географии и изменения механического состава и химический свойств песчаных почв Ферганской долины под влиянием ирригационного освоения Дана характеристика микроэлементного состава почв.
Ключевые слова: песчаная почва, орощение, ландщафт, зосоление, механический состав, микроэлементы.
Своеобразие биоклиматических условий и литогенеза покровных толщ Ферганской долины обусловили широкое развитие здесь песков с различными происхождениями. Основными источниками песков в долине являются современные и древние отложения Сырдарьи, выветривающиеся и развеивающиеся песчаники третичных отложений Гумханинской гряды, песчано-галечниковые пролювий конусов выноса р. Соха и Исфары, песчаный материал приносимый ирригационными системами. Пески в узбекской части долины занимают более 80000 гектаров, а всего площадь их по долине превышает 120000 гектаров. Для ландшафта песков Ферганы характерно разбросанные среди равнины песчаные бугры, барханы и гряды и образованные ими крупные массивы с особым видо-вим составом растительности и комплексирующиеся в межгрядовых понижениях с лугово-солончаковыми почвами и солончаками. Однако, площади песков в настоящее время в силу масштабного ирригационного освоения и использования в орошаемом земледелии и в результате применения их для производства строительных материалов (кирпича, бетона, асфальта) сильно сокращены. Типичные для песков ландшафты сохранились не очень большими площадями в западной левобережной Ферганы, на территориях примкнутых к оз. Сарыка-мыш и в районе кишлака Андархан. В Центральной Фергане, в самой сердцевине песчаных массивов, имеется заповедный участок песков с естественным ландшафтом, флорой и фауной, площадью около 2 тыс. гектаров, который является "памятником природы". Также встречаются среди орошаемых земель отдельные разбросанные песчаные бугры, барханы и грядово-барханные полузакрепленные пески. Песчаные массивы повсеместно находится под сильным влиянием антропогена. Освоение и орошение внесли свои коррективы на все процессы протекающие на песках, изменились ландшафты, экологические условия, водно-солевые режимы, геохимические свойства, химический и механический составы почв. Степень выраженности изменений свойств и особенностей песков зависит от давности освоения и принимаемых приемов агротехни-
1Исаков Валиджан Юнусович - доктор биологических наук, профессор, Кокандский государственный педагогический институт, Узбекистан.
2Юсупова Мохидил - преподаватель кафедры естественных наук, Кокадский государственный педагогический институт, Узбекистан.
3Хошимов Азамат Назиралиевич - преподаватель кафедры естественных наук, Кокадский государственный педагогический институт, Узбекистан.
ки. Особенно важное значение имеют источники орошения, мутность оросительных вод. В результате освоенческой планировки рельеф песчаных массивов стал ровной, при этом на поверхности комплексирующих солончаков, лугово-солончаковых и такировидных почв образовался песчаный покров толщиной от нескольких десятков до 150 см и более. По механическому составу пески Ферганской долины по большей части являются мелкозернистыми песчано-пылеватыми (табл.1). Барханно-грядовые пески на 98-99% состоят из песчаных фракции, при этом наибольшим количеством отличается фракция частиц размером 0,25-0,1 мм - до 78%, на втором месте фракция крупного песка и на третьем - мелкий песок. Содержание фракции пылеватых частиц не превышает
1-1,5%. Сумма физической глины не более 2,5-3%. Закрепленные мелкобугристые пески в верхних горизонтах обогащены пылеватыми частицами и илом, чем более глубокие горизонты и барханные пески. Проводимые при использовании песков в орошаемом земледелии агротехнические мероприятия, такие как землевание и внесение местных органических удобрений, особенно орошение мутными водами влияют на механический состав песков. Так, мутность вод Большого Ферганского канала (БФК) в невегетационный период составляет 0,40,7 кг/м3 и в период вегетации 1-1,5 кг/м3. Воды Большого Андижанского канала (БАК), берущий начало с Андижанского водохранилища не имеют взвешенных частиц. Влияние мутности вод настолько велико, что поверхностные горизонты песков в подкомандной зоне БФК за 30-50 лет орошения стали супесчаными. Механический состав песков в подкомандной зоне БАК за такой же срок орошения практический не изменился. Супесчаный горизонт по сравнению с нижними содержат 3-6 раза больше частиц физической глины и крупной пыли,
2-3 раза больше мелкого песка. Количество частиц размером крупнее 0,10 мм соответственно уменьшается.
Таблица 1
Механический состав почв
Содержание (%) фракций размером (мм):
глубина, 1,0- 0,25- 0,10- 0,05- 0,01- 0,005- 0,001> 0,01>
см 0,25 0,10 0,05 0,01 0,005 0,001
Барханные пески
51 0-20 17,7 77,2 4,6 0,1 0,05 0,05 0,3 0,4
30-40 16,5 78,0 4,8 0,3 0,01 0 0,4 0,41
Равнинные пески
53 0-20 13,8 74,9 8,3 0,9 0,3 0,5 1,3 2,1
20-40 18,4 74,1 4,5 0,8 0,3 0,7 1,2 2,2
40-60 15,8 71,1 10,4 0,6 0,5 0,6 1,0 2,1
60-80 15,1 72,1 9,5 0,8 0,5 0,5 1,5 2,5
80-100 12,2 72,5 11,5 0,6 1,0 0,6 1,6 3,2
Солончак
0-3 20,0 34,3 36,5 2,9 2,9 1,8 1,6 6,3
10-30 8,6 13,0 19,0 40,2 7,5 9,4 2,3 19,2
30-45 4,3 10,1 32,3 30,2 11,1 10,7 1,3 23,1
3 45-70 3,8 5,8 48,2 28,5 6,9 6,8 0,1 13,8
70-100 0,8 13,5 57,3 20,3 4,6 2,0 1,5 8,1
100-180 1,8 4,8 20,1 30,4 14,4 20,0 8,8 43,2
180-220 4,4 3,6 5,2 12,9 23,4 33,5 16,5 73,4
Ново освоенная песчаная почва
0-40 19,6 57,0 16,8 0,6 1,1 0,9 4 6,0
5 40-73 17,2 73,7 2,2 1,6 0,7 1,8 2,8 5,3
73-86 32,9 43,0 19,7 0,3 0,4 1,9 1,8 4,1
86-115 10,0 12,8 7,4 20,1 20,4 21,6 7,7 49,7
115-170 9,9 13,9 8,4 21,1 19,4 20,6 6,7 46,7
Пески в верхних частях гряд и барханов, обычно не засолены (0,1-0,3%). Но в условиях близкого залегания грунтовых вод подножия песчаных бугров, гряд, барханов и котловины выдувания, низины засолены. Количество легкорастворимых солей в профиле орошаемых песчаных почв изменяется в пределах 0,4-1,0%, в равнинных не освоенных - до 1,5%, а в почвах меж грядовых понижений от 2-3 до 20-30%. Химизм засоления сульфатный, кальциевый (табл. 2).
Ученый XXI века • 2016 • № 1 (14)
Таблица 2
Содержание легкорастворимых солей
Глубина, см В %-х к сухой почве
Разрез Сухой остаток HCOз- а- SO42- Ca2+ Mg2+
Барханные пески
51 0-20 0,240 0,013 0,010 0,124 0,060 Отс. 0,002
30-40 0,138 0,015 0,007 0,074 0,028 - 0,014
Равнинные пески
53 0-20 0,810 0,013 0,007 0,502 0,196 Отс. 0,025
20-40 0,932 0,013 0,007 0,611 0,248 - 0,017
40-60 1,044 0,013 0,007 0,652 0,270 - 0,012
60-80 1,040 0,012 0,010 0,683 0,280 - 0,017
80-100 1,036 0,011 0,010 0,636 0,266 - 0,010
Солончак
3 0-3 8,459 0,010 3,981 1,411 0,118 0,206 2,732
3-10 4,220 0,014 0,612 2,016 0,152 0,070 1,752
10-30 1,534 0,006 0,320 0,709 0,150 0,051 0,281
30-45 2,140 0,010 0,412 1,037 0,236 0,054 0,391
45-70 1,016 0,007 0,156 0,532 0,136 0,029 0,148
70-100 0,562 0,011 0,114 0,248 0,056 0,019 0,106
100-180 0,940 0,011 0,102 0,480 0,181 0,025 0,083
180-220 1,573 0,007 0,220 0,873 0,238 0,054 0,188
Новоосвоенная песчаная почва
0-40 0,048 0,017 0,007 0,009 0,020 0,001 0,002
5 40-73 0,052 0,016 0,007 0,016 0,012 0,001 0,004
73-86 0,920 0,012 0,010 0,610 0,260 0,004 0,005
86-115 0,914 0,020 0,007 0,569 0,238 0,004 0,004
115-170 1,033 0,012 0,010 0,671 0,282 0,006 0,009
В условиях орошения произошли значительные изменения и в солевом профиле почв. Резко снизились запасы солей бывших солончаков и солончаковых почв при сравнительно рыхлом сложении и однородном легком механическом составе. Почвы освоенные 40-50 лет тому назад обессолены или стали сла-бозасоленными (0,2-0,4%). А в почвах, профиль которых характеризуется наличием плотных очень низко водопроницаемых гипсоносных и шоховых горизонтов, содержание легко растворимых солей все еще высокое (1,5-2,0% и более). Пески и песчаные почвы очень бедны гумусом и питательными элементами. В условиях орошения наблюдается обогащение почв ими.
В бугристо-грядовых песках содержание гумуса меньше 0,1-0,2%, в орошаемых песках в зависимости от давности орошения равно 0,3-0,6%, иногда доходит до 1%. Валовое содержание Р2О5 в песках Каракалпакской степи изменяется от 0,04 до 0,19%, К2О от 0,40 до 0,80%. Количество подвижного фосфора колеблется в пределах 5-25 мг/кг, а содержание обменного калия 50-80 мг/кг. Почвам песчаных массивов Ферганы свойственен своеобразный микроэлементный состав. Верхние горизонти песчаных почв, а также бутристо-грядовые и барханные пески содержат крайне мало элементов биогенной аккумуляции, таких как Си, Zn, Мп. А максимум их приурочен к глубине 30-50 см, что связано с внутрипочвенным выветриванием. Здесь в силу особенностей гидротермических условий пустыни наиболее активно совершаются гипергенные процессы. Этот горизонт обогащен мелкоземистым материалом, достаточно увлажнен и изобилует корнями растений. В подвижных песках распределение микроэлементов не изменяется с глубиной. Пустынные песчаные почвы беднее цинком и богаче медью, чем незакрепленные пески. Содержание лития в них приближается к почвенному кларку (30 мг/кг) и составляет в среднем 29,3 мг/кг. Эти почвы обогащены стронцием. Корковый и подкорковый горизонты солончаковых почв, образованные тонким слоем навеянного песка, отличаются наименьшим (за исключением лития и стронция) содержанием микроэлементов. Количество микроэлементов в них близко к таковому бугристо-грядовых песков. Содержание микроэлементов, как правило, возрастает в горизонтах, обогащенных глинистыми частицами, за счет их большей емкости поглощения. Максимум накопления малоподвижных элементов (медь, цинк, железо) в солончако-
вых почвах и в солончаке наблюдается в гипсоносных горизонтах, что связано с выпадением их из раствора вместе с гипсом. Горизонты, расположенные над уровнем грунтовых вод, также обогащены этими элементами по сравнению с поверхностными. В распределении марганца по профилю почв наблюдается отчетливая корреляция с медью и цинком, так как они в слабощелочной среде имеют близкую подвижность. Содержание марганца в солончаках колеблется в пределах 420-880 мг/кг, с максимумом в гипсоносном горизонте. Корреляция в распределении элементов группы железа по почвенным горизонтам более наглядно выражена между никелем и железом. В горизонтах с множеством пятен окислов железа содержится больше никеля. Среднее содержание лития составляет 40 мг/кг. Распределение лития по почвенному профилю носит, в основном, равномерный характер. Среднее содержание стронция составляет 762 мг/кг. В условиях восходящего капиллярного тока грунтовых вод, при глубине залегания которых 1-2 м, стронций накапливается в верхних горизонтах. Распределение его в нижних горизонтах носит более равномерный характер. Сравнение полученных результатов со средним содержанием микроэлементов в почвах разных зон (Виноградов А. П., 1952) показывает, что почвы Центральной Ферганы обеднены медью и железом в 2,5 раза, цинком и марганцем в 2 раза, никелем в 3 раза. Содержание марганца и цинка в солончаковых почвах в 2 раза ниже, а количество кобальта выше, чем в оазисных почвах Ферганской долины. Таким образом, результаты исследования по определению содержания микроэлементов в почвах позволяют охарактеризовать песчаные массивы Центральной Ферганы как биогеохимическую провинцию, обогащенную стронцием и бедную медью и цинком.
© В.Ю. Исаков, М.А. Юсупова, А.Н. Хошимов, 2016
UDC 631.47; 631.445
GEOECOLOGY AND CHEMICAL PROPERTIES OF SANDY SOIL FERGHANA VALLEY
V.Yu.Isakov, M.A.Yusupova, A.N.Hoshimov
Abstract. Highlights some of the issues of geography and changes to the mechanical shutter and the chemical properties of the sandy soils of the Fergana Valley under the influence of irrigation-tional development The characteristics of trace-element composition of soils. Keywords: sandy soil, oroschenie, landschaft, zosolenie, texture, trace elements.
© V.Yu. Isakov, M.A. Yusupova, A.N. Hashimov 2016
