CC BY
60
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ПРОДУКЦИЯ
УДК 631.4
Доцент А.П. Сорокин, доцент С.П. Стрелков, профессор A.B. Федотова
(Астраханский гос. ун-т) кафедра ботаники, почвоведения и биологии экосистем, (8512) 52-49-95 E-mail: sor-and@mail.ru
Associate Professor А.P. Sorokin, Associate Professor S.P. Strelkov, Professor A.V. Fedotova
(Astrakhan state University) chair of the botany, soil science and biology ecosystems, tel. (8512) 52-49-95 E-mail: sor-and@mail.ru
Особенности пространственного распределения влаги в постагрогенных почвах дельты Волги
Features of the spatial distribution of moisture in postagrogenic soils Volga delta
Реферат. Основные типы деградации почв и земель, наиболее распространенные в аридных областях, это: технологическая (эксплуатационная) деградация - физическая (земледельческая); засоление -вторичное засоление. Так как первоосновой развития деградационных процессов сельскохозяйственных почв является нарушение/изменение основных факторов почвообразования, в том числе водного режима, особенности миграции и трансформации веществ в почве на ландшафтном уровне и уровне типа почвы должны быть учтены. Цель исследования - оценка и выявление особенностей гидрологического режима постагрогенных почв антропогенно измененных ландшафтов дельты Волги; установление возможности влияния на них нефункционирую гцих мелиоративных систем и обваловки. В настоящей работе за основу взят комплекс методов при полевых исследованиях физических свойств постагрогенных почв. На всех объектах проводили нивелирную съемку, что позволило в дальнейшем построить модели рельефа исследуемых территорий. Для каждого почвенного разреза выполняли точную геоинформационную привязку с помощью GPS-приемника. Для изучения влажности почв и выявления особенностей пространственного варьирования влаги использовали метод равномерной сетки. Влажность определяли традиционным термостатно-весовым методом и на влагомере МХ-50. Обработку и анализ результатов проводили с использованием интегрированных пакетов обработки информации Statistica v.8, Microsoft Excel v. 10, Golden Surfer v.9. С помощью методов математической статистики (корреляционный анализ, метод Краскала-Уолиса и др.) получены взаимозависимости, подтверждающие сделанное
(С) Сорокин А.П., Стрелков С.П., Федотова A.B., 2015
предположение о влиянии нефункционирующих мелиоративных систем на пространственное распределение влаги в постагрогенных почвах антропогенно измененного ландшафта. На перераспределение влаги в почвах оказывают влияние валы и бывшие оросительные каналы, что подтверждено методами математической статистики. Наличие бывших оросительных и дренажных каналов создает условия горизонтально-бокового перераспределения влаги между почвами ландшафтов.
Summary. Main types of degradation of soils and lands, the most widespread in arid regions, it: technological (operational) degradation -physical (agricultural); salinization - secondary salinization. As the degra-datsionnykh of processes of agricultural soils is a development fundamental principle violation/change of major factors of soil formation, including the water mode, features of migration and transformation of substances in the soil at the landscape level and soil level have to be considered. A research objective - an assessment and detection of features of the hydrologi-cal mode of post-agrogene soils of anthropogenically changed landscapes of the delta of Volga; establishment of possibility of influence on them of nonfunctioning meliorative systems and bunding. In the real work the complex of methods at field researches of physical properties of post-agrogene soils is taken as a basis. On all objects carried out leveling shooting that allowed to construct models of a relief of the studied territories further. For each soil section carried out an exact geoinformation binding by means of the GPS receiver. For studying of humidity of soils and detection of features of a spatial variation of moisture used a method of a uniform grid. Humidity was determined by a traditional termostatno-weight method and on MH-50 hydrometer. Processing and the analysis of results were carried out with use of the integrated packages of information processing of Statistica v.8, Microsoft Excel v. 10, Golden Surfer v.9. By means of methods of mathematical statistics (the correlation analysis, Kraskala-Uolis's method, etc.) the interdependence confirming the made assumption of influence of nonfunctioning meliorative systems on spatial distribution of moisture in post-agrogene soils of anthropogenically changed landscape are received. Shaft and the former irrigation canals that is confirmed with methods of mathematical statistics have impact on redistribution of moisture in soils. Existence of the former irrigation and drainage canals is created by conditions of horizontally lateral redistribution of moisture between soils of landscapes.
Ключевые слова: почва, деградация, постагрогенные почвы, мелиорация, вторичное засоление.
Keywords: soil degradation, postagrogenic soil reclamation, salinization.
Основные типы деградации почв и земель, наиболее распространенные в аридных областях, это: технологическая (эксплуатационная) деградация - физическая (земледельческая); засоление - вторичное засоление.
Под физической деградацией почв понимается устойчивое ухудшение их физических свойств, в первую очередь, структурного состояния и сложения, приводящее к ухудшению водного, воздушного, пищевого режимов и в конечном итоге -к снижению плодородия (Шпедт, 2010). Последствия физической деградации проявляются в виде обеднения биоты, дегумификации, слитизации и физической засухи.
Так как первоосновой развития деградационных процессов сельскохозяйственных почв является нарушение/изменение основных факторов почвообразования, в том числе водного режима, особенности миграции и трансформации веществ в почве на ландшафтном уровне и уровне типа почвы должны быть учтены. При таком подходе, прежде всего, необходима фундаментальная оценка водного
режима почв сельскохозяйственных земель. Водный режим почвы может быть оценен по величине влажности почвы в конкретный момент времени.
Цель исследования - оценка и выявление особенностей гидрологического режима постагрогенных почв антропогенно измененных ландшафтов дельты Волги; установление возможности влияния на них нефункционирующих мелиоративных систем и обваловки.
В качестве объекта исследования выбраны постагрогенные почвы антропогенно измененного дельтового ландшафта в Икрянинском районе Астраханской области (рис. 1), расположенного на юго-западе Астраханской области.
Г '
Ui.l V • 1А V
*
\\
Рис. 1. Космический снимок объекта исследования: а - участок, используемый под овощеводство; б - участок, используемый под рисоводство (рисовый чек)
Почвенный покров исследуемых участков представлен аллювиальной агрогу-мусовой карбонатной засоленной среднеглинистой почвой на аллювии - равнинная территория у основания шлейфа бугра Бэра (ПР № 1), обвалована, ранее использовалась под выращивание пасленовых культур (рис. 2, а); и аллювиальной агрогуму-совой легкоглинистой на аллювии - равнинная территория околобугрового пространства (ПР № 2), осложнена оросительными и дренажными каналами, использовалась ранее под выращивание риса (бывшие рисовые чеки) (рис. 2,6). Почвы исследуемой территории не используются в сельском хозяйстве около 30 лет.
Растительный покров участка у основания бугра Бэра достаточно скудный -анабазис безлистный, качим метельчатый, лебеда татарская, мартук восточный, мартук пшеничный, полынь белая, солянка древовидная, солянка русская, солянка южная, терескен серый, шведка, иногда совсем отсутствует.
На почве рисовника растительность также представлена ассоциациями пустынной флоры - верблюжья колючка, лебеда, мартуки восточный и пшеничный, солянка древовидная, тростник южный.
В настоящем исследовании за основу взят комплекс методов при полевых исследованиях физических свойств постагрогенных почв (Сорокин, Стрелков, 2013; Сорокин 2013). На всех объектах исследования проводили нивелирную съемку, что позволило в дальнейшем построить модели рельефа исследуемых территорий (рис. 2). Для каждого почвенного разреза выполняли точную геоинформационную привязку с помощью ОРЭ-приемника.
Для изучения влажности почв и выявления особенностей пространственного варьирования влаги использовали метод равномерной сетки (Сорокин, Стрелков, 2013).
а
б
Рис. 2. Рельеф и схема расположения почвенных прикопок в исследуемых ландшафтах: а- у подножия бугра Бэра; б-на бывших рисовых чеках
Влажность определяли традиционным термостатно-весовым методом и на влагомере МХ-50. Почвенные пробы для проведения лабораторных анализов отбирались с глубин 0-5, 10-15, 20-25, 30-35 и 40-45 см без учета генетических горизонтов. Однако затем из полученных числовых показателей для первых 3 слоев вычисляли среднее для пахотного слоя (0 - 25 см), а значения для слоев 30-35 и 40-45 см интерпретировали на подпахотный горизонт.
Обработку и анализ результатов проводили с использованием интегрированных пакетов обработки информации Statistica v.8, Microsoft Excel v. 10, Golden Surfer v.9.
Влажность почвы - достаточно динамичный показатель, и значение его в пахотных слоях агропочв зависит от многочисленных факторов и условий. Однако пространственное распределение влаги в ландшафте в определенный момент времени дает возможность оценить гидрологический режим исследуемой территории, выявить закономерности изменчивости влаги с глубиной и в пространстве, а также предположить направления переноса растворенных в воде веществ, в том числе и легкорастворимых солей.
На участке, включающем 2 заброшенных сельскохозяйственных поля, в пределах исследованного ландшафта в период низкого стояния воды в водотоках дельты Волги было проведено детальное исследование влажности почвы в узлах прямоугольной равномерной сетки по пахотному (0-25 см) и подпахотному (30-45 см) слоям.
На рис. 3 представлены топоизоплеты влажности почвы пахотного слоя исследованных участков и нивелирной съемки профиля, проходящего через середину участков.
^— а «
а 6
Рис. 3. Топоизоплеты пространственного распределения влажности в пахотном слое (0 - 25 см) почв исследуемых ландшафтов: а - у подножия бугра Бэра; б - на бывших рисовых чеках
Влажность пахотного слоя почв исследуемой территории у подножия бугра Бэра изменяется в пределах от 7 до 13 %. Наиболее иссушенные участки приурочены к подножию бугра, а наиболее влажные - к середине участка, где проходит оросительный канал. Отмечена тенденция увеличения величин влажности с приближением к дренажному каналу.
В пахотном слое почв на бывших рисовых чеках величина влажности, приуроченная к выбранному участку, ниже (7,0 - 11,5 %), чем для почв пахотного слоя предыдущего объекта. Однако также наблюдается тенденция к увеличению влажности по слою в направлении дренажного канала.
С глубиной величины влажность почвы увеличивается. Верхняя граница интервала варьирования влагосодержания почвы у подножия бугра Бэра в слое 3045 см составила 20 %, а нижняя поднялась до 10 %. Наибольшая величина влажности в указанном слое была зафиксирована в восточной части участка, приуроченной к дренажному каналу. Тенденция к увеличению влаги по подпахотному слою почв на бывших рисовых чеках в сторону дренажного канала сохраняется.
В целом влажность почв в пределах исследуемых территорий невелика и соответствует влажности почв автоморфных участков. По положению в рельефе выбранные территории находятся выше окружающего пространства с учетом обва-ловки поступление влаги в почвы восходящими токами из грунтовых вод осложнено. После вывода данных почв из сельскохозяйственного оборота и прекращения проведения оросительных мероприятий единственным источником влаги для них являются немногочисленные атмосферные осадки. Однако влияние оросительных систем на пространственное распределение влаги по пахотному и подпахотному слоям исследуемых почв и, как следствие, гидрологический режим ландшафтов имеет место быть.
С помощью методов математической статистики (корреляционный анализ, метод Краскала-Уолиса и др.) получены взаимозависимости, подтверждающие сделанное предположение о влиянии нефункционирующих мелиоративных систем на пространственное распределение влаги в постагрогенных почвах антропогенно измененного ландшафта. Были выявлены корреляционные зависимости между пространственным распределением влаги с расположением почв в ландшафте: коэффициенты корреляции с влажностью (г = -0,54) в пахотном слое почв у подножия бугра Бэра. Таким образом, с понижением в рельефе ландшафта содержание влаги в почвах увеличивается.
Также был проведен корреляционный анализ с целью выявления зависимостей между рельефом территории и пространственным распределением свойств и режимов постагрогенной почвы на равнинной территории. Таким образом, были
выявлены корреляционные зависимости между пространственным распределением влаги с расположением почв в исследуемом ландшафте: коэффициенты корреляции с влажностью (г = -0,69) в пахотном слое постагрогенных почв на равнинной территории. Таким образом, с понижением в рельефе ландшафта содержание влаги в исследуемых почвах увеличивается.
Анализируя распределение влаги в почвах антропогенно преобразованных ландшафтов, следует отметить, что на перераспределение влаги в почвах оказывают влияние валы и бывшие оросительные каналы, что подтверждено методами математической статистики. Наличие бывших оросительных и дренажных каналов создаёт условия горизонтально-бокового перераспределения влаги между почвами ландшафтов. Новые данные о путях перераспределения влаги между почвами ландшафта позволяют по-иному подойти к почвенно-мелиоративной оценке комплексных земель. При почвенно-мелиоративном районировании подобных территорий необходимо учитывать не только различия в уровне грунтовых вод, как это делалось раньше, но и микрорельеф, и связанную с ним комплексность почвенного покрова.
Установлено, что изменение водного режима территории (обваловка, вывод из эксплуатации оросительных систем) - один из основных факторов, влияющих на эволюционные изменения свойств и режимов сельскохозяйственных почв.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сорокин, А.П. Оценка степени деградации почвенного покрова сельскохозяйственных земель [Текст] / А.П. Сорокин, С.П. Стрелков. - Астрахань, 2013.
- 32 с.
2. Сорокин, А.П. Программа проведения экспериментов по выявлению деградированных почв [Текст] / А.П. Сорокин. - Астрахань, 2013. - 25 с.
3. Шпедт, А.А. Мониторинг плодородия почв и охрана земель [Текст] : учеб. пособие / А.А. Шпедт. - Красноярск, 2010. - 128 с.
REFERENCES
1. Sorokin А.Р. Assessment of extent of degradation of a soil cover of farmlands [text]: methodical recommendations [Text] / A.P. Sorokin, S. P. Strelkov. - Astrakhan, 2013. - 32 p.
2. Sorokin, A.P. Programma of carrying out experiments on identification of the degraded soils: methodical recommendations [Text] / A.P. Sorokin. - Astrakhan, 2013.
- 25 p.
3. Shpedt, A.A. Monitoring of fertility of soils and protection of lands [Text] : studies. grant / A.A. Shpedt. - Krasnoyarsk, 2010. - 128 p.
