Орошаемые почвы засушливых регионов и процессы их трансформации (22.06.2009)

Автор: Мамонтов Владимир Григорьевич

“ + “ наличие процесса; “ - “ отсутствие процесса; “ ++ “ усиление процесса“ + - “ ослабление процесса; “ ? “процесс гипотетичен.

данного региона - вторичное засоление, олуговение, ирригационная эрозия и т.д. Часто развитие того или иного ЭПП сопровождается проявлением сопряженных с ним процессов. Например, вторичное осолонцевание орошаемых почв способствует обесструктуриванию, лессиважу, подщелачиванию и вертикальному элювиированию гумусовых веществ.

По мере удлинения срока орошения может происходить смена одних ЭПП другими, прямо противоположными. Например, при экстенсивном способе хозяйствования на первых этапах ирригации при использовании для полива пресной воды в почвах сухостепной зоны активизируются процессы выщелачивания, рассоления и рассолонцевания. Однако в дальнейшем, по мере пополнения запасов грунтовых вод за счет орошения и их подъема, элювиальные процессы будут постепенно затухать, и в конечном итоге сменятся гидрогенно-аккумулятивными – вторичным засолением, осолонцеваним, огипсовыванием и окарбаначиванием. Им будет сопутствовать оглеение, развивающееся в почвенном профиле в соответствие с положением уровня грунтовых вод. На таком фоне не исключено зарождение процессов слитизации и тирсификации.

На эффективно функционирующих оросительных системах, при соблюдении севооборотов, всего необходимого комплекса агротехнических и мелиоративных мероприятий, почвообразовательный процесс не меняет своей принципиальной направленности. Основные ЭПП (гумусонакопление, оглинивание, выщелачивание), сформировавшие современный почвенный покров степной и сухостепной зон, не только сохраняются в условиях орошения, но и протекают с большей интенсивностью. При этом могут получить начало некоторые сопутствующие процессы, которые, однако, не вносят существенных корректив в сложившийся ход почвообразования.

По-другому складывается ситуация на оросительных системах с низким КПД и экстенсивным использованием орошаемой пашни. Здесь, наряду с развитием различного рода деградационных явлений (дегумификация, обесструктуривание и др.), возможна трансформация черноземов и каштановых почв в луговые, различной степени засоленные и солонцеватые почвы, вплоть до образования полугидроморфных и гидроморфных солончаков и солонцов.

1. Экстенсивное использование пашни при орошении минерализованными водами без проведения превентивных мелиоративных мероприятий вызывает быстрое ухудшение свойств темно-каштановых почв. Это проявляется в развитии процессов засоления и осолонцевания, ухудшении качественного состава гумуса, деструкции глиногумусовых комплексов и обеднении пахотных горизонтов гумусом.

2. Длительное орошение пресной водой гидрокарбонатно-кальциевого типа не оказало существенного влияния на солевой состав и физико-химические свойства обыкновенных черноземов. Соблюдение всего комплекса агротехнических и мелиоративных мероприятий позволяет предотвратить существенное ухудшение солевого состава и физико-химических свойств темно-каштановой почвы при длительном орошении водой хлоридно-натриевого типа с минерализацией 1,54 г/л.

3. Под влиянием орошения ухудшается структурное состояние черноземов и темно-каштановых почв. Наиболее ярко обесструктуривание проявляется в условиях монокультуры, особенно при использовании для орошения минерализованной воды. В верхней части профиля орошаемых почв возрастает содержание тонкодисперсных частиц, в том числе и водопептизируемого ила, относительное содержание которого в пахотных горизонтах черноземов не превышает 10%, а в темно-каштановых почвах достигает 27-32% и способствует развитию лессиважа.

4. Под влиянием длительного орошения валовой состав обыкновенного чернозема и темно-каштановой почвы не претерпел существенных изменений, однако в результате интенсификации процесса оглинивания верхняя часть профиля орошаемых почв обогащается аморфными соединениями кремния, алюминия и железа.

5. Минерализационные потери гумуса в результате длительного сельскохозяйственного использования обыкновенного чернозема составили около 30%, а лабильных гумусовых веществ около 60% от исходного содержания. Потеря лабильных фракций органических соединений сопровождается возрастанием гуматности гумуса и роли инертных компонентов в его формировании. При высокой культуре земледелия и насыщении севооборотов многолетними травами в орошаемых почвах складываются благоприятные условия для гумусообразования, даже при использовании слабо минерализованной воды хлоридно-натриевого типа. В орошаемых почвах возрастают содержание и запасы гумуса, количество гуминовых кислот и лабильных гумусовых веществ. Монокультура и при внесении высоких доз минеральных удобрений, оказывает негативное влияние на органическую часть орошаемых почв, особенно при орошении минерализованной водой.

6. Под влиянием орошения ослабляется прочность связи гуминовых кислот с минеральной частью почвы, что при дефиците кальция в почвенном растворе создает предпосылки для передвижения их в нижележащие горизонты. В первую очередь в миграцию вовлекаются новообразованные гуминовые кислоты, обладающие повышенной растворимостью и устойчивостью к коагулирующему действию ионов кальция и особенно магния.

7. Система показателей гумусового состояния позволяет выявить основные закономерности трансформации органической части почв под влиянием длительного сельскохозяйственного использования. Менее информативной она оказалась при сопоставлении орошаемых и неорошаемых почв и не фиксирует отличий между орошаемыми почвами с разными системами земледелия, даже при отчетливом развитии негативных явлений.

8. Комплексом физико-химических методов установлено, что при высокой культуре земледелия под влиянием орошения и севооборотов с многолетними травами активизируется обновление гуминовых кислот за счет включения в их состав циклических соединений. Монокультура в условиях орошения способствует окислительной биохимической деструкции гуминовых кислот, что ведет к разрушению азотсодержащих группировок и ароматических структур, снижению их термоустойчивости, увеличению неоднородности компонентного состава и степени алифатичности. Под влиянием орошения возрастает дисперсность гуминовых кислот и уменьшается их средневзвешенная молекулярная масса.

9. Изучение отдельных фракций, различающихся прочностью связи с минеральной частью почвы, позволило получить более углубленную характеристику состава и свойств гуминовых кислот и особенностей их трансформации под влиянием орошения. Согласно данным элементного и термического анализов в черноземах и темно-каштановых почвах гуминовые кислоты, связанные с кальцием состоят преимущественно из структур циклического типа; гуминовые кислоты, находящиеся в относительно свободном состоянии и прочно связанные с глинистыми минералами сформированы в основном алифатическими компонентами.

10. Изменения свободных гуминовых кислот в условиях орошения имеют общую окислительную направленность, наиболее ярко проявляющуюся в условиях монокультуры. Гуминовые кислоты, связанные с кальцием, благодаря высокому содержанию циклических структур, при высокой культуре земледелия устойчивы к антропогенному воздействию. В таких условиях происходит лишь естественное обновление их молекул слабоокисленными компонентами, не влияющее на степень ароматичности. При низкой культуре земледелия развивается биологическая деградация гуматов кальция, обусловливающая потерю лабильных азотсодержащих компонентов и окисление их молекул вплоть до разрушения циклических структур ядерной части.

11. Трансформация гуминовых кислот прочно связанных с минеральной частью почвы носит разнонаправленный характер. Происходит как активное обновление их новообразованными азотсодержащими и слабо окисленными компонентами алифатической природы (севооборот), так и окислительная деструкция с разрушением значительной части лабильных компонентов, дополняемая включением окисленных циклических структур – продуктов трансформации других фракций (монокультура без удобрений).

12. При нормированном орошении и высоком уровне агротехники возрастает интенсивность элементарных почвенных процессов, сформировавших современный почвенный покров засушливых территорий. Их сложившиеся комбинации могут дополняться новыми процессами, которые не свойственны неорошаемым почвам и не оказывают существенного влияния на уровень плодородия орошаемых почв. Эффективное использование пахотных угодий при орошении слабоминерализованными водами нейтрального типа возможно лишь при соблюдении всего комплекса агротехнических и мелиоративных мероприятий, включающих регулярные промывки и гипсование.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Панов Н.П., Мамонтов В.Г. Влияние длительного орошения на состав и свойства гуминовых кислот темно-каштановых почв // Тезисы докладов 7 делегатского съезда Всесоюзного общества почвоведов. Ташкент. 1985. Ч.2. С.21.

2. Панов Н.П., Мамонтов В.Г., Диало Амаду, Андрусенко И.И. Изменение свойств гуминовых кислот темно-каштановых почв при длительном орошении // Известия ТСХА. 1986. Выпуск № 3. С. 115-119.

3. Мамонтов В.Г., Кончиц В.А., Диало Амаду, Андрусенко И.И. Спектры поглощения и порог коагуляции фракций гуминовых кислот орошаемых и неорошаемых темно-каштановых почв. // Известия ТСХА. 1986. Выпуск № 4. С. 62-67.

4. Панов Н. П., Мамонтов В. Г. Солевой состав темно-каштано-вых почв юга Украины, орошаемых минерализованными водами. // Известия ТСХА. 1987. Выпуск № l. С. 92-97.

5. Панов Н.П., Мамонтов В.Г., Диало Амаду. Шевченко А.В. Элементный состав гуминовых кислот темно-каштановых почв при длительном орошении // Известия ТСХА. 1987. Выпуск № 4 С. 94-98.

6. Кончиц В. А., Андрусенко И. И, Боровский Е. В.; Мамонтов В.Г.

Влияние орошения темно-каштановых почв на молекулярно-массовое распределение гуминовых кислот // Известия ТСХА. 1988. Выпуск № 6. С. 90-94.

7. Мамонтов В. Г., Донюшкина Е. В. Влияние сельскохозяйственного

использования на подвижный гумус черноземов обыкновенных. Тезисы док

ладов УШ Всесоюзного съезда почвоведов Новосибирск, 1989, т. 2. С. 54.

Мамонтов В.Г. Особенности почвообразовательных процессов и плодородие черноземов и каштановых почв при орошении. – М.: ВНИИТЭИагропром, 1990. 77 с.

8. Панов Н.П., Мамонтов В. Г. Особенности органического вещества орошаемых почв. // "Экологические аспекты использования и охраны почвенных ресурсов Молдавии". Тезисы докладов республиканской конференции. Кишинев 1990, т.1. С. 165-155

9. Мамонтов В.Г., Донюшкина Е.В., Кончиц В.А., Сюняев Х.Х. Сравнительная характеристика методов выделения подвижного гумуса почвы // Известия ТСХА. 1990. Выпуск № 4. С. 62-55.

10. Мамонтов В.Г. Деградация каштановых почв при орошении мине

рализованными водами. // Труды международного симпозиума "Генезис и управление плодородием засоленных почв". М, с. 338-341.

11. Донюшкина Е.В., Мамонтов В.Г. Кончиц В.А., Сюняев Х.Х. Термический анализ лабильного гумуса черноземов. // "Основные итоги исследований по проблеме генезиса и мелиорации почв". М. МСХА. 1993. С. 64-69.

12. Панов Н. П. Мамонтов В.Г. Кончиц В. А. Изменение гумусового состояния темно-каштановых почв при орошении слабоминерализованной водой // Известия ТСХА. 1994. Выпуск № 2. С. 87-92.

13. Панов H.П. Мамонтов В. Г. О негативных явлениях в почвах при орошении. // Почвенные ресурсы Прикаспийского региона и их рациональное использование в современных социально-экономических условиях. Тезисы докладов Международной конференции почвоведов. Астрахань. 1994. С. 151-153.

14. Панов Н.П., Мамонтов В.Г., Воронжева Н.П., Панова И.Н. О методах изучения водопептизируемого ила почв // Известия ТСХА 1996. Выпуск № 3. С. 54-72.

15. Мамонтов В. Г. .Кончиц В А. Органическое вещество орошаемых

почв и процессы его трансформации // Тезисы докладов II съезда общества почвоведов. Санкт-Петербург. 1996, кн. 1. С. 190-191

16. Панов Н.П., Мамонтов В.Г. Особенности трансформации почвенных процессов при орошении почв засушливых регионов // Тезисы докладов Международной конференции "Проблемы антропогенного почвообразования". М. Почвенный институт им.В.В. Докучаева. 1997, т.3. С. 43-45.


загрузка...