Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Элементы водного режима, свойства и особенности лугово-бурых почв как объекта орошения (на примере Араратской равнины)

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Элементы водного режима, свойства и особенности лугово-бурых почв как объекта орошения (на примере Араратской равнины)"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. В. ЛОМОНОСОВА

¡10-?

На правах рукописи

НОВИКОВ Илья Зиновьевич

ЭЛЕМЕНТЫ ВОДНОГО РЕЖИМА, СВОЙСТВА И ОСОБЕННОСТИ ЛУГОВО-БУРЫХ ПОЧВ КАК ОБЪЕКТА ОРОШЕНИЯ

(НА ПРИМЕРЕ АРАРАТСКОЙ РАВНИНЫ) 03.00.27 — почвоведение

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва —1991

Работа выполнена на кафедре фиаики и мелиорации чоча факультета почвоведения Московского государственного университета имени к В. Ломоносова.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ф. Р. Зайдельман.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор С. А. ПЬба

кандидат биологических наук И. К. Резников

Ведуире учреждение - НИИ водных проблем и гидротехники Республики Армения

Защита состоится "ЛЗ"^Ляу^/Рс/*/ 19^? г. 1522, ауд# ц _ 2 на заседании специализированного совета МГУ им. М. Е Ломоносова. 119899, Москва, ГСП, Лэнгоры, УГУ, ф-т почвоведения, Ученый совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения мгу.

Автореферат разослан " 4т.

Ученый секретарь специализированного совета

Г. Е Мэтувова

{

«< л* л 2

Актуальность проблема Для сельскохозяйственного производства Армении особое значение приобретает проблема повышения производительности интенсивно используемых в орошаемом земледелии дугово-бурых почв Араратской равнины. Эта территория отличается относительно благоприятными природно-климатическими условиями н является основным поставщиком сельскохозяйственной продукции в республике. Несмотря на то, что лугово-бурые почвы являются весьма важной и широко распространенной группой почв в пределах Араратской равнины, их свойства, режимы, диагностика изучены не полно.

Дель исследований заключалась в оценке лугово-бурых почв как объекта орошения в условиях полупустынного климата Араратской равнины.

Эта общая проблема предполагала решение следуюадах частных вадач.

1. Изучить микро- и макромореологические, химические, гидрофизические свойства, состав глинистых минералов лугово-бурых почв и на этой основе оценить закономерности их изменения под влиянием нарастающего (в пространстве) гидроморфизма на фоне длительного орошения.

2. Исследовать основные элементы водного режима подтипов орошаемых лугово-бурых почв (режима влажности, режима грунтовых вод и др.).

3. Установить особенности дугово-бурых почв как объекта ирригации, обусловленные литологическим строением, положением уровня грунтовых вод, их химизмом и другими факторами.

4. Уточнить диагностику рассматриваемых почв для решения задач их ирригационного освоения.

Научная новизна работы. В результате проведенных исследований уточнены представления о свойствах орошаемых лугово-бурых почв, обусловленных разной степенью гидроморфизма и особенностям! диалогического строения; впервые раскрыты черты гидрологического режима рассматриваемых почв; уточнена их диагностика для решения задач ирригационного освоения территории; раскрыты некоторые особенности формирования орошаемых лу-гово-бурых почв Араратской равнины; показана целесообразность

понижения уровня грунтовых вод в контурах орошаемых влажно-лу-гово-бурых почв при их использовании в полевых севооборотах и для размещения многолетних садовых культур; уточнена методика расчета поливных норм при орошении остаточно-лугово-бурых почв; раскрыты особенности их водопроницаемости в связи с мелиорацией; предложены количественные аналитические показатели для диагностики почв при почвенно-мелиоративном и прочих видах картирования.

Практическая ценность. Результаты исследований использованы при разработке "Комплексной схемы улучшения мелиоративного состояния и повышения эффективности использования земельных рессурсов Араратской равнины", составлен™ почвенных карт Республики Армения в масштабах 1:100 ООО и 1:200 ООО и карты агромелиоративной группировки почв Араратской равнины в масштабе 1:60 ООО.

Фактографические данные работы включены в автоматизированную информационную систем/ "Почвы Армении" НИИПА ЫСХ Армении.

В настоящее время эти данные используются в разработке модальных профилей, системы рекомендуемых справочных данных по элементам вещественного состава и свойств генетических подтипов орошаемых лугово-бурьгх почв Араратской равнины.

Апробация. Результаты работы доложены на Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов "Наука - овощеводству" (Ереван, 1990); на заседании отдела генезиса и географии почв НИИ почвоведения и агрохимии ШХ Республики Армения; на заседании кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова

Публикации. Результаты работы опубликованы в 5-и статьях.

Объем работа Диссертационная работа изложена на страницах, включает 24. таблиц, 16. рисунков; состоит из введения, 9. глав, выводов. Список литературы включает 139. наименований.

- 3 -

1. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

В границах Араратской равнины особое место принадлежит ортаемым лугово-бурым полупустынным почвам. Они отличаются высоким плодородием, ках правило, незасолены или, реже, слабо осолонцованы. Основные земельные массивы, занятые этими почвами, хорошо дренирована На протяжении ряда тысячелетий эти почвы в условиях орошения играхгг существенную роль в производстве сельскохозяйственной продукции. Пгрвые материальные свидетельства такого рода относятся к эпохе государства Урарту.

Орошаемым лугово-бурым почвам в разные годы были посвящены работы ряда исследователей (Захаров и Акимцев, 1929;Ананян, 1935, 1936, 1941, 1956; Читчян, 1937, 1946; Мириманян, 1954; Погосов, 1943; Овсепян, Мэлконян, 1907; Эдилян и др., 1970; Акопян и др., 1986; Акопян, 1989). Еместе с тем , несмотря на длительную историю изучения этих почв, ряд особенностей раскрыты весьма неполно. Неизвестны важные элементы их водного режима и гидрофизические свойства; неполно раскрыто влияние нарастающего (в пространстве) гидроморфизма на их основные химические параметры; затруднена диагностика во внеполивной период; недостаточно изучены свойства почв кас объекта орошения.

Наши исследования выполнены на почвах средней части долины р. Араке, расположено^ на территории Масисского и Зчмиад-эинского районов. Непосредственным объектом исследования являлись разновидности трех подтипов орошаемых лугово-бурых почв: влажно-лугово-бурая, суглинистая, карбонатная; лугово-бурая, суглинистая, карбонатная; остаточно-лугово-бурая, тяжедосугли-нистая, бескарбонатная. Почвы сформированы на относительно однородном, мощном (>3,0 м) тяжелом аллювии (влажно-лугово-бурш и собственно лугово-бурые) и на тяжелом аллювии, подстилаемым с глубины 0,8 - 1,0 м грубым валунно-галечниковым аллювием (остаточно-лугово-бурые). ГЬчвы орошаются водами р. Араке (влажно-лугово-бурыэ и лугово-бурь», соответственно разрезы 1 и 4) и р. Касах (остаточно-лугово-бурь», разрез Б).

Воды реки, иа которой производят аабор на орошение, отно-

сятся к типу магнезиальной группы гидрокарбонатного класса (Бсаян, 1S68). Несмотря на то, что в оросительных водах присутствует ион СОз2-, натрий-адсорбционное отношение (SAR) составило 0,3 - 0,4, т.е. потенциальная опасность осолонцевания почв мала.

Пэчвы всех трех подтипов приурочены к зонам распространения пресных грунтовых вод (Дасоян, 1986).

Содержание токсичных солей во влажно-лугово-бурых почвах не превышает 0,202, в лугово-бурых - варьирует в интервале 0,20-0.24*, а в остаточно-лугово-бурых - 0,07-0,112. Во всех трех подтипах нормальная сода отсутствует по всему почвенному профилю. Влажно-лугово-бурые почвы слабо солонцеватые.

В условиях орошения они используются для получения широкого набора овощных культур (перца, баклажан, помидор, капусты и др.), аерновых и зерновых пропашных.

Для оценки вариабельности основных свойств лугово-бурых почв в пределах каждого подтипа исследовалось репрезентативная выборка из 10-80 разрезов. Статистическая обработка аналитических данных показала, что по содержанию гумуса, гипса, составу поглощенных оснований, значениям pH и другим параметрам рассматриваемые генетические подтипы достоверно различаются при доверительной вероятности Р - 90 - 96 X .

2. УСЛОВИЯ ООРЫИРОВАНИЯ ПОЧВ

Шверхность Араратской равнины сложена четвертичными аллювиальными и аллювиально-пролювиальными отложениями.

Равнина занимает пониженную часть водосборного бассейна среднего течения р. Араке. Она является областью разгрузки вод, стекающих в котловину. Процессы перераспределения и накопления подземных вод протекают с различной интенсивностью. Здесь формируются напорные, слабонапорные водоносные горизонты, имеющие неодинаковую минерализацию и химический состав.

Континентальные особенности полупустунного климата (сухое и жаркое лето, незначительное среднегодовое количество осадков.

- Б -

- 200 - 235 мм, малоснежные холодные эиш) определяют необходимость обязательного орошения почв Араратской равнины. Орошение возникло в эпоху государства Урарту. Значительная часть почв равнины несет признаки активной агро-ирригационной деятельности.

Тип полупустынных орошаемых лугово-бурых почв по современной классификации включает три подтипа, которые отличаются, главным образом, положением уровня грунтовых вод (ГВ). Подтип орошаемых влаяно-лугово-бурых почв характеризуется з&пеганием ГВ на глубине <1.5, собственно лугово-бурых - 1,5-о,0 и оста-точно-лугово-бурых - >3,0 м. Эти почвы полигенетичны. Их основная мелкоземистая толза возникла в процессе формирования пойменной террасы в реаультате многовекового отложения аллювия на ее поверхности. Наилок обогащался органическим веществом, щелочноземельными и другими металлами. Он включался в состав горизонта А1 и затем погребался каилком следующих повод.сов. В дальнейшем, в связи с земледельческим освоением равнины, на повышенных элементах рельефа началось орошение.

За поливной сезон с оросительными водами на поля равнины поступает около 280 тыс. тонн взвешенных наносов, что является мощным фактором почвообразования (Есаян, 1968). Формируются культурно-ирригационные почва Как в первом, так и во втором случаях профиль "растет" вверх по мере аккумуляции наилка на поверхности почв. Общий подъем гипсометрического уровня, наряду с разработкой речной долины, привели к отрыву мелкоземистой толщи от грунтовых вод. Это отчетливо проявилось там, где лу-гово-бурью почвы изначально формировались на галечниковом аллювии.

Для орошаемых лугово-бурых почв определяющей является бурая окраска поверхности, а в горизонте Л пах. - коричнево-бурая. Как для гуыусо-аккуыулятивного, тач и для переходного горизонтов характерным является наличие глянцеватости на поверхности структурных отдельностей, отсутствие или слабая выраякн-ность перехода неаду горизонтами. Гумусовые горизонты обладают крупно-комковато-глыбистым строением и слабой скелетпостыо,

значительно переработаны корнями. В верхней части переходного горизонта, а иногда и ниже, наблюдаются гумусово-железистые ржаво-бурые новообразования.

3. ЭЛЕМЕНТЫ ВОДНОГО РЕЖИМА

Элементы водного режима изучены нами в годы, близкие по увлажнению к средним (1988-1989). Сумма осадков за вегетационный период (апрель - октябрь) составила соответственно 212 -230 мм. В овощном севообороте на опытных полях при поливе по бороздам возделывались томата Ежегодно производилось 8 поливов: 7 - под возделываемую культуру нормой 500 куб. м/га, 1 -влагозарядковый.

Рассмотренные три подтипа орошаемых лугово-бурых почв резко отличаются по режиму влажности, режиму ГВ, динамике воздухоносной порозности (рис.1. ). На протяжении всего вегетационного периода во влажно-лугово-бурой почве ГВ находится на глубине 30 - 60 см. Изменения уровня ГВ связаны только с поливами. При этом в пахотном и подпахотном слоях сохранялись благоприятные значения воздухоносной порозности. В этих условиях при неглубоком уровне ГВ были получены максимальные урожаи (по данным хозяйств) ряда основных овощных культуп (помидоры, баклажаны) .

Вместе q тем водно-воздушный режим этих почв нельзя признать благоприятным для всех культур. Здесь наблюдаются угнетение и вымокание озимых зерновых, невозможно вовделывание садов.

Существенно отличен режим собственно лугово-бурых почв. Уровни ГВ в период полива и в межполивной период находятся на глубине более 150 см. Их колебания в теплый период также определяются режимом орошения. При поливах происходит подъем уровня на 30 - 50 см, т.е. практически амплитуда колебания ГВ в период орошения на влажно-лугово-бурых и лугово-бурых почвах тождественна

Остаточно-лугово-бурые почвы формируются в условиях ин-

I Ш

Ш 6

» « ^

Рис, I. Хроноизоплетн влажности орошзешх лугоБО-^урах почв

Араратской равнины I - вдохшосгь почвы; 2 -<ВЗ; 3 - ВЗ-ВРК; 4 - ВРК-ППВ; 5- ШПЗ-0,9ПВ; 6 - О.ЭПВ-ПЕ. 7 ->П&»ГВ.

тенсивного естественного дренажа, поскольку их мелкоземистый профиль залегает на многометровой юлщз необводненного галеч-никового аллювия.

При этом воздухоносная порозность в лугово-бурых и оста-точно-лугово-бурых почвах благоприятна в пахотном и подпахотном горизонтах для нормального развития растений. Наблюдения показывают, что эти почвы при орошении могут быгь использованы для размещения всех культур полевых и овощных севооборотов без дополнительного дренажа. Вместе с тем, на лугово-бурых почвах, из-за неглубокого залегания ГВ, складываются неблагоприятные гидрологические условия для многолетних садовых культур (абрикоса, персика, яблони и т. д.), исключением в этом отношении является виноград.

Таким образом, рассматриваемые почвы характеризуется различными эколого-гвдрологическими условиями. Они определяются прежде всего положением и режимом ГВ. Существует, однако, и епэ один фактор, который заслуживает рассмотрения. Подтип ос-таточно-лугово-бурых почв обладает мелкоземистым профилем (0,8 - 1,0 м), залегающим на крупнопористом галечнике. На контакте этих двух различных по особенностям порового пространства слоев мелкозем-галечник, 8а счет менисковых явлений, при поливах может накапливатся и устойчиво удерживатся определенный объем влаги выше наименьшей влагоемкости этих слоев. Поэтому в горизонтах таких почв, несмотря на интесивный естественный дренаж, образуется и сохраняется дополнительный резерв доступной влаги.

4. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

Гранулометрический состав рассматриваемых подтипов орошаемых лугово-бурых почв подвержен закономерным изменениям (табл.1.). Относительно молодые орошаемые почвы (влажно-луго-во-бурые и собственно лугово-бурые) отличаются заметными колебаниями содержания ила и физической глины. В верхней метровой

Таблица 1.

Гранулометрический (1) и микроагрегатный (2) состав орошаемых лугово-бурых почв

Араратской равнины

1 1 1 1 1 Гигро- 1 | Размер, мм; содержание, X 1 1 I Ф А К Т 0 Р |

| Подтип, пункт, | Слой,| скопи-

1 1 1

| разрез 1 см | ческая 1 1 2 !дис - |стук- |

1 1 влага. |тур - I

1 1 1 1 1 1 1 1пере-

I 1 I 1 X 10,05-0,01 <0,0011 1 <0,01 |<0,001| 1 1 <0,01 гости |ности 1

| Орошаемая влажно- 1 ! 1 О-Б | 5,8 1 49,3 1 8,5 | 28,0 1 1 1 3,1 1 20,5 1 36,4 | 58,1 |

| лугово-бурая; 1 Б-21 | 4,2 1 47,2 9,8 | 37,7 1 2,1 1 25,6 | 20,9 I 79,1 |

| с. Саят-Яова, 121-38 | 5,1 1 44,1 12,9 | 45,9 1 1,2 | 23,3 1 9,1 1. 90,9 |

| Масисский р-н, 138-62 | 6,0 1 40,4 15,9 | 54,6 1 1,1 I 17,6 1 6,9 1 93,2 |

| (раз. 1.) 162-80 | 4,1 | 47,2 19,9 | 48,6 1 1,0 | 22,4 1 5,1 1 94,9 |

180-1301 4.3 1 39,7 19,2 | 41,9 1 1.0 | 28,2 I 4.9 1 95.1 |

| Орошаемая лугово- 1 О-Б | 3,0 | 37,3 10,0 | 40,3 ! 2,6 | 8,6 1 24,5 1 75,5 |

| бурая; с. Низами, | 5-20 | 2,9 1 40,9 7,8 | 33,3 1 2,3 | 17,8 1 29,5 1 70,5 |

| Ыасисский р-н. 120-53 | 2,8 1 46,5 7.7 | 32,6 1 2,2 | 17,3 1 28,7 1 71.3 |

, (раз. 4.) ¡53-76 | 2,1 1 42,6 10,3 | 38,0 1 2,6 I 16,6 | 25,6 1 74.4 |

176-93 | 4,5 1 43,1 4,7 | 23,4 1 3,0 | 19,8 | 63,9 1 36,1 |

| Орошаемая остато- 1 0-19 | 4,5 ■ | 29,0 22,0 | 51,1 1 2,6 | 19,4 I И.8 1 74,5 |

| чно-лугово-бурая; (19-40 | ' 4,6 1 22,6 23,3 | 53,8 I 2,9 | 19,2 1 12.3 1 87,7 |

| с. Овташч, Эчыиа- 140-60 | 7,6 1 14,1 29,2 | 62,3 1 3,5 | 15,9 1 12,1 I 87,9 |

| "зикский р-н, 160-84 | 5,0 1 20,4 27,6 | 56,9 1 3,3 | 19,9 1 И.9 1 88,1 |

| (раз. 5.) 1 |84-123| ' > 4.3 1 21,2 ' | 17,1 1 | 44,2 1 2,8 | 1......1. 19,0 I 16,3 1 83,7 | 1 1

толщэ профиля влажно-лугово-бурых и лугово-бурых почв доминирует крупнопылеватая лессовидная фракция (43-49Х). В их профиле содержатся значительные аккумуляции СаСОз. В отличии от них остаточно-лугово-бурые почвы обладают относительно более тяжелым и более однородным механическим составом. Км свойственно высокое содержание ила в верхней метровой тола®, существенное (примерно в два раза) уменьшение крупнопылеватой (лессовидной) фракции и практически полное выщелачивание карбонатов.

Полученные данные свидетельствуют о высокой микроагреги-рованности всех трех подтипов орошаемых лугово-бурых почв (табл.1.)- Максимальная агрегированность свойственна подпахотным горизонтам влажно-лугово-бурых почв (91-952). Ц>и этом фактор сруктурности не находится в прямой зависимости от гранулометрического состава.

Содержание неагрегированного ила во всех трех подтипах варьирует в пределах' 1,0-3,5*, что свидетельствует о высокой потенциальной способности этих почв к агрегированию. Максимальные значения фактора дисперсности установлены в горизонтах с высоким содержанием извести.

Влажно-лугово-бурые почвы отличаются повышенной водопроч-ностью макроагрегатов. При сухом просеивании выход фракции <0,25 мм не превышает 61. После просеивания р . воде преобладают фракции размером 0,25-2,00 и <0,25 мм. При этом во владно-лу-гоьо-бурых почвах доминируют агрегаты 1-2 мм; в собственно лу-гово-бурых - агрегаты 2-1; 1-0,5; 0,5-0,25 мм распределены равномерно или с преобладанием фракции 1-0,5 и 0,50-0,25 мм; в остаточно-лугоьо-бурых почвах из этих трех фракций всегда преобладает фракция 0,5-0,25 мм. Орошение и интенсивное использование проявляются, в частности, в том, что всегда максимальный выход агрегатов менее 0,25 мм наблюдается в пахотном горизонте.

Влажно-лугово-бурые, собственно лугово-бурые и остаточно-лугово-бурмэ почвы, развитые соответственно на несколько отли-чаюпрмся по составу аллювии рек Араке и Касах, различаются по плотности сложения и характеру порового пространства (табл.2).

Таблица 2.

Обпяя порозность и плотность сложения орошаемых лугово-бурых почв Араратской равнины

I.............. | Почва, разрез ......... Слой, см 1 | Плотность |твердой фазы, | г/смЗ Общая порозность, % ■ 11 1 Плотность 1 сложения, | г/смЗ |

|Влажно-лугово- 0-10 | 2,52 56,7 1,09 |

|бурые. 10-20 | 2,Бб 52,0 1,23 |

|(раа. 1.) 20-30 1 г.бГ 53,3 1.22 |

30-40 1 2,61 53,3 1.24 I

40-50 1 2,61 51,3 1,30 |

(Лугово-бурые. 0-10 | 2,50 66,4 0,84 |

|(раз. 4.) 10-20 | 2,55 63,9 0,92 |

20-30 | 2,55 60,7 0,97 |

30-40 | 2,62 60,7 1.17 |

40-БО | 2,62 60,7 1.03 |

50-60 1 2,64 51,5 1,28 |

60-70 1 2,64 51,6 1,19 |

70-80 1 2,63 52,9 1.23 |

80-90 | 2,63 62,9 1.24 |

|Остаточно-лу- 0-10 | 2,69 50,2 1,27 |

|гово-бурые, 10-20 | 2,69 50,2 1,40 |

|( раз. Б.) 20-30' | 2,68 44,4 1.47 |

| • 30-40 1 2,68 44,4 1.61 |

40-50 1 2,72 44,4 1.49 |

50-60 1 2,72 45,6 1,46 |

60-70 1 2.61- 43,0 1,61 |

70-80 1 2.61 42.9 1.52 |

< 80-90 | 2,67 1___________________-1. 43,0 ........................1 1.Б0 " | ________1

- 12 -

В остаточно-лугово-бурых почвах происходит ко только резкое уменьшение общей пороаности, увеличение плотности сложения, но и существенное уменьшение межагрегатной пороэности.

Отличительной чертой влажно-лугово-бурых и собственно лу-гово-Оурых почв в толще 0-80 см являются невысокие величины плотности сложения (1,0-1,3 г/смЗ) и значительные - общей пороаности - 61-661. Такие значения, как известно, свойственны пойменным зернистым или аналогичным по характеру формирования почвам, например, ирригационным антропогенным образованиям. Обработка оказывает существенное влияние на суммарную агрегатную порозность. Б почвах всех трех подтипов ; она оказывается минимальной в пахотном горизонте. ;

Для оценки рассматриваемых почв как объекта мелиорации особое значение имеет их водопроницаемость. Исследования коэффициента фильтрации влажно-лугово-бурых и собственно-лугово-бурых почв методом Напиэ'а еЬ а1. (1965) позволили установить их отчетливый аниаотропизм по этому признаку. Кф в горизонтальном направлении на порядок выше, чем в вертикальном. В уплотненных остаточно-лугово-бурых почвах эти различия существенно сглаживайся. Максимальные значения Кф в горизонтальном напралении, установленные методом Доната-Эркина по восстановлению уровня воды в скважине после откачки в метровой тол-газ, составили 0,6-5,0 м/сутки. Наиболее высокие значения Кф в этом случае подучены для лугово-бурых почв, что обусловлено их максимальной пороаностью (примерно 60Х) и низкой плотностью сложения (примерно 1,0 г/скб). По классификации Евге1нтаппа (1980) эти почвы характеризуются высокой и очень высокой латеральной фильтрацией в пределах первого метра, а остаточно-лу-гово-бурые - относятся к средней водопроницаемости (Кф 0,1-0,4 ц/сутки).

Остановлено существенное различна значений удельной поверхности почв ч зависимости от степени гидроморфизма и юс гранулометрического состава (табл.3.). Максимальные значения общмй и внутренней удельной поверхности обнаружены у влажна -лугово-бурых и собственно лугово-бурых почв суглинистого

Таблица 3.

Общая по КЭТ, внешняя по Сарреру, внутренняя эффективная удельная поверхность орошаемых лу-гово-бурых почв Араратской равнины

1 1 ¡Почва, разрез 1 1 1 1 1 1 1 РтгЛьшп ли 1 1 Удельная поверхность, м2/г |

] 1 луишш, им 1 1 общая | 1 внешняя 1 внутренняя|

1 |Влажно-луго- I 1 1 0-21 | 1 206 | 132 74 |

|во-бурая, | 38-62 | 199 | 136 63 |

|(раз. 1.) ■ | 62-80 | 1 | 163 | 1 111 , Б2 |

1 )Дугово-бурая, 1 1 | 0-20 | 1 217 | • 156 611 |

|(раз. 4.) | 63-76 | 203 | 134 69 |

1 | 75-93 | 1 1 224 | 126 98 |

1 |0статочно-ду- | 0-19 | 1 156 ! 109 47 [

бово- бурая. | 40-60 | 156 | 111 45 |

К раз. 5.) | 84-123 | 163 | 114 49 |

• • • .. ... ,..)

состава, соответственно по горизонтам профиля 119-206; 132-136 и 203-224; 132-130 м2/г. Минимальные величины внешней и внутренней удельной поверхности свойственны глинистым сстаточ-но-лугово-бурым почвам 1Б6-163 и 109-114 м2/г. Мэжно предполагать, что эта аномалия обусловлена присутствием крупнопылева-тых частиц туфогенной тонкопористой природы в профиле влажно- лугово-бурых и собственно лутово-бурых почв. Последнее подтверждают результаты микроморфологических исследований.

5. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

Профиль орошаемых лугово-бурых почв на ирригационных наносах характеризуется относительно равномерным распределением

- и -

органического вещества на глубину до 1,6-1,8 м или непосредственно до галечника (остаточно-лугово-бурые почвы) (табл.6.). Его абсолютное содержание как в поверхностном пахотном слое, так и в более глубоких подпахотных горизонтах не велико (1,8-2,6 и 0,6-1,6Х соответственно). Абсолютное содержание гумуса в пахотном горизонте находится в обратной зависимости от глубины залегания ГВ (минимум - в остаточка-лугово-бурых почвах).

Положение карбонатного горизонта в значительной мере маркирует максимальный уровень подъема ГВ. В . собственно лугово-бурых почвах аапас карбонатов щелочноземельных металлов в слоях О-50 и 60-100 см в три раза меньше, чем во влажно-луго-ео-бурых почвах. В составе далочнозомэльных карбонатов преобладает СаСОз (табл. 4.). Содержание М? примерно в 3-4 рава ниже, чем Са. Выщелачивание профиля лугово-бурых почв вызывает определенное уменьшение рД В слое 0-80 см влажно-лугово-бурых почв рН 8,2-8,4; лугово-бурых - 7,8-7,9.

Важное значение в классификационном и диагностическом отношениях имеет состав поглоцэнньк оснований. Полученные данные (табл.6.) позволяют признать, что каждый ив рассматриваемых подтипов почв обладает своими индивидуальными особенностями по этому признаку. Так, влажно-лугово-бурые почвы отличаются тем, что в их пахотном горизонте соотношение Са: И? (2 от суммы поглотанных катионов) близко к 1, а . в подпахотных - 1:2. Количество поглоданного На в таких почвах колеблется в интервале 6-102 от суммы поглощения. Иным оказалось соотношние С&М? в собственно лугово-бурых почвах - 2:1 при содержании поглощенного На не более 4-бХ. В остаточно-лугово-бурых почвах соотношение Са: Ме по профилю равно 2:1, содержание поглощенного Ка -2,6-3,0. Несомненно, эти различия определяются степенью гидро-морфпзиа.

Таблица 4.

Содержание гумуса, карбонатов и гипса (X) в орошаемых лугово-бурых почвах Араратской равнины и их рН

Г...... |Н ряз-|реэа 1 ----- Глубина, см 1 рН вод. вытяжки 1 |С02 1 Гумус г |СаСОз Мгсоэ Запас СаСОз т/га 1 СаЯ54 I

1 1- 0-5 8,2 |5,2 2,1 1 8,0 2.9 64 не опр|

5-21 8,2 14.8 2,2 1 7,0 3.0 194 0,3 |

21-38 8,3 |6,2 2,0 1 8,6 4.3 297 0,3 |

38-62 8,4 17.9 1.9 |10,6 4.2 559 0,2 |

62-80 8,4 17,0 1.0 |12,4 4.5 419 0,4 |

80-130 8,5 17,9 0,8 |13,6 3.3 1164 О.З |

0-50 834

50-100 1163

! 4. 0-5 7.7 |2.6 1,8 1 4,6 1.2 25 не опр|

5-20 7,8 |2,б 1.9 1 4,4 1.0 79 0,2 |

20-53 7,9 |2,6 1.7 | 4,3 1.0 210 0,3 |

53-76 7,9 12,2 1.6 1 3,8 1.3 167 0.2 |

76-93 7,9 ¡3,5 1.2 1 5,8 2.1 134 0.3 |

93-200 8,2 ¡6,2 1.0 1 9,8 2,1 1848 0.1 |

0-50 295

50-100 441

1 5. 0-19 7,6 • |нет 1.8 | нет нет нет 0.3 |

19-40 7,7 1 1.4 1 -"- 0,2 |

40-60 7.9 1 «_ 1.1 1 — 0,4 |

60-84 7.8 [ _ 1.2 1 _ _ *4 0.4 |

• 84-123 7,9 > 1 • 0,6 1 > , 1 0,4 | ..... 1

Таблица 5.

Состав гоглое^иных оснований орошаемых лугово-бурых почв Араратской равнины. Метод Пфеффера.

К разреза 1 Глубина, | ы/экв на 100 г 1 1 1 Сумма ■ С " 1 1 X от суммы ■

см 1 Са2+ ! «?2+ » 1 1 1 1 яа+ | 1 1 |Са2+ 1 1 1 1 I 1 к+

1. О-Б | 13,6 1 1 11.5 И.4 1.7 | 28,2 1 148.2 1 1 40,6 15,0 6.2

6-21 I 13.7 1 11.2 11.5 1.7 ! 28,2 148.6 | 39.8 15.5 6.2

21-38 1 .8.9 1 13.0 11.3 2.7 1 25,9 134,1 1 50.2 |5,3 10.4

38-62 I 6.0 1 14.1 11.1 1.7 1 22,9 |2б,3 1 61.2 14,9 7.6

62-80 | 6.8 1 14.3 11.2 1.7 1 24,0 |28,2 1 59.4 15,2 7.2

80-130 | 10.1 1 16,9 1 |1.1 1.7 | 1 28,7 135,1 I 1 55.3 1 13,7 6,1

4. 0-5 1 15,7 1 1 9.2 !1.5 1 1.8 I 28,2 1 155,7 1 1 32.6 ]5,2 6,5

5-20 | 17,6 1 8.6 !1.4 1,5 | 29,0 160,5 | 29.5 14.8 5,2

20-53 | 17.2 1 8.7 11.3 1.5 1 28,8 159.8 1 30.3 14.6 5,3

53-76 | 18.9 I 8.5 11.0 1.2 | 29.7 163.8 1 28.7 13.4 4,0

76-93 | 17.4 1 8,8 1 11.0 1.Б I 1 28,7 -160,6 1 1 30,7 1 13,4 5,3

6. 0-19 | 12,7 1 1 6.1 (0,9 I 0.5 | 20,2 1 162,9 1 | 29.9 14.6 2,6

19-40 | 11.8 1 6.1 10,7 0.5 | 19,1 161,9 1 31.8 |3,9 2,5

40-60 ! 13,9 1 6,9 |0,6 0,5 | £2,1 163,3 1 31,5 12,9 2,4

60-84 | 15,7 1 6.9 Ю,5 0.7 1 23,7 160,1 | 29,0 12.1 2,7

1 . _ .1 84-123 ! 1 1-4,7 1 6.8 №.3 » 1 0,0 | 21.3 169,0 • ! 26,6 _1 .. .._ 11,5 .1. 2,9

I

и

<71 »

- 17 -

6. НИНЕР/ШГИЧЕСКИЙ СОСТАВ почв

Рентгендифракгометрические исследования позволили установить определенные различия минералогического состава илистой Фракции в почвах разных подтипов.

Орошаемая влажно-лугово-бурая почва в целом представлена мо н т мор ил то ч иг - каолш ит-хлорит- гидроелюдистой ассоциацией индивидуальных глинистых минералов. В этих почвах монтмориллонит в верхнем слое присутствует в качестве незначительной примеси. Однако в более глубоких слоях (80-130 см) его количество резко возрастает и по содержанию он уступает липь гидрослюдам.

Шдтип орошаемой лугово-бурой почвы отличается от более гидроморфного подтипа тем, что ил образует каолинит-хлорит-гидрослюдистая ассоциация глинистых минералов. В их составе абсолютно преобладает гидрослюда при полном отсутствии смектитового компонента

Орошаемая остаточно-лугово-бурая некарбонатная почва (раз. 5.) имеет иной, более сложный состав минералов. В верхних слоях доминирует монтмориллонит-гидрослюдистая ассоциация. К низу глинистый материал представлен каолинит-хлорит-гидрослюдистой ассоциацией.

Таким образом, в иле (<0,001 мм) верхних горизонтов гидрослюды доминируют во влажно-лугово-бурых и лугово-бурых почвах. Максимум 1« содержания прослежен в почвах с застойно-промывным режимом и относительно неглубоким залеганием ГВ (1,5-3,0 м). В остаточно-лугово-бурых почвах возрастает содержание монтмориллонита (до 15-17Х) и заметно снижается содержание гидрослюды. Из этого следует, что состав глинистых минералов заметно отличается в разных подтипах орошаемых лугово-бу-рых почв, что создает дополнительную возможность для их аналитической диагностики. В этой связи следует подчеркнуть, что современная диагностика подтипов орошаемых лугово-бурых почв строится, преимущественно, на оценке положения ГВ. Предпринятые исследования подтверждают надежность такого критерия в вегетационный поливной период. Однако в межень уровни ГВ суцйст-

венно опускаются и их различия на определенной отрезке времени могут оказаться недостоверными (особенно в подтипах влажно-лу-гово-бурых и собственно лугово-бурых почв), что вызывает определенные затруднения при выполнении почвенно-мелиоративных и других изысканий в постирригационный период. Излученные нами данные подтверждают возможность и целесообразность использования ряда других объективных аналитических критериев для их диагностики. Наиболее достоверными в этом отношении являются сведения о составе поглощенных оснований, особенно, соотношение Са: Мг; содержание Ма; распределение и содержание карбонатов ПО ПрофИЛЮ ПОЧВ И Др. ;

I

в ы в о л ы

Предпринятые исследования позволяют сделать следующие выводы в отношении орошаемых лугово-бурых почв Араратской равнины:

1. Дифференциация лугово-бурых почв на подтиповом уровне отражает их принципиальные гидрологические особенности:

1а. Влажно-лугово-бурые почвы в поливной период характеризуются неглубоким залеганием грунтовых вод - 30-60 см и сравнительно ограниченной возможностью использования, преимущественно, в овощном севообороте;.

16. Собственно дугово-бурые почвы в период поливов характеризуется залеганием грунтовых вод на глубинах 150-180 см. Они могут быть использованы для размещения овощных, аерновцк и некоторых многолетних без применения дополнительного дренажа;

1в. Остаточно-лугово-бурыэ почвы характеризуются интенсивной естественной дренированностью и при ирригации могут быть использованы для возделывания г.оех районированных культур.

2. Режим влажности и верховодки влажно-лугово-бурых почи позволяют признать целесообразность дренажа в случае их использования для размещения озимых зерновых и многолетних куль-

тур.

3. При разработке режима орошения следует учитывать, что в подтипах влажно-лугово-бурых и собственно лугово-бурых почв значения предельной полевой влягоемкости (ППВ) и максимальной капиллярно-сорбционной влагоемкости (МКСВ) в равной мере могут быть использованы для расчета поливных норм. В остаточно-луго-во-бурых почвах реальная влагоемкость превышает значения МКСВ в результате дополнительного накопления влаги на контакте мелкозем-галечник. Шэтому здесь расчет поливных норм и элементов поливного режима должен быть основан на значениях ППВ.

4. Влажно-лугово-бурые и собственно лугово-бурые почвы отличаются четко выраженным аничотропизшм по характеру водопроницаемости в вертикальном и латеральном направлениях (соотношение Кф соответственно 1:10), абсолютно высокими значениями боковой фильтрации (особенно - в собственно лугово-бурых почвах - до 5 и/сутки). Это позволяет предполагать высокую эффективность дренажа в рассматриваемых почвах.

б. Установлено определенное различие состава поглощенных оснований орошаемых лугово-бурых почв на подтиповом уровне: влажно-лугово-бурне почвы в пахотном горизонте характеризуются соотношением Са* Мг 1:1, в подпахотных - 1:2. Собственно лугово-бурые - соотношением Са: 2:1 по всему профилю, при содержании На около 5Х. В остаточно-лугово-бурых почвах поглощенный На не превышает 37., а соотношение Са: Мг 2:1.

6. Орошаемые лугово-бурые почвы резко отличаются по кар-бонатности. Максимальная карбонатность свойственна влажно-лу-гово-бурым почвам. Собственно лугово-бурые почвы характеризуются слабой карбонатностью и появлением макро- и микрожелезисто-марганцовистых конкреций. Остаточно-лугово-бурые почвы отличаются полным элювиированием карбонатов.

7. Химические, гидрофизические и другие особенности орошаемых лугово-бурых почв, их мелиоративная оценка при близком или тождественном гранулометрическом составе определяются, главным образом, степенью гидроморфизма и возрастом.

8. Ш составу поглощенных оснований, карбонатности, а

- го -

также другим исследованным параметрам показана возможность использования ряда признаков лугово-бурых почв для их количественной аналитической диагностики на подтиповом уровне при выполнении почвенно-мелиоративных, почвенно-агрономических и др. картографических изысканий в условиях иэжени.

ГЪ материалам диссертации опубликованы и сданы в печать следующие работы:

1. Об информационно-справочных данных состава и свойств орошаемых лугово-бурых почв Араратской равнины. - Тр. ШИПА VOX АрмССР, 1986, вып. 21. !

2. Диагностика лугово-бурых почв по физическим свойствам. - Вестник МГУ, сер. 17, Почвоведение, 1990, N4.

3. Диагностика орошаемых лугово-бурых почв Араратской равнины по их химическим свойствам. - Вестник МГУ, сер. 17, Почвоведение, 1991, N1.

4. Активность окислительно-восстановительных ферментов орошаемых лугово-бурых почв Араратской равнины. - Тр. НИША МСХ Республики Армения, 1991, вып. 25. ,

С. О минералогической составе орошаемых лугово-бурых почв Араратской равнины. - Вэстник МГУ, сер. 17, Пэчвоведение (в печати).

Поди, з поч. 15.10.91 г. Тираж 100 экз. Заказ № 8638

Централизованная типография ГА "Союзстройматериалов'