ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2009, № 5, с. 567-574
ХИМИЯ ПОЧВ
УДК 631.413.3
СОЛЕВОЙ РЕЖИМ ПОСТИРРИГАЦИОННЫХ ПОЧВ КИСЛОВСКОЙ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (ВОЛГОГРАДСКАЯ ОБЛАСТЬ)*
© 2009 г. В. Я. Мотузов, И. Н. Любимова, А. Г. Бондарев
Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7
e-mail: lubimova@agro.geonet.ru Поступила в редакцию 21.01.2008 г.
Изучение постирригационных и целинных почв Кисловской оросительной системы выявило, что направленность солевого режима постирригационных почв определяется: 1) глубиной залегания и минерализацией грунтовых вод, 2) литологическими особенностями строения почвенно-грунтовой толщи, 3) степенью сохранения микрорельефа, 4) наличием/отсутствием солонцового горизонта в постирригационных солонцах, 5) долевым участием солонцов в почвенном покрове. На Приволжской песчаной гряде при уровне грунтовых вод глубже 4 м вторичного засоления постирригационных почв комплекса не происходит. При глубине грунтовых вод 2-2.6 м профиль постирригационных лугово-каштановых почв остается пресным, каштановые почвы и солонцы с разрушенным солонцовым горизонтом рассоляются, солонцы с сохранившимся солонцовым горизонтом засоляются в подсолонцовых горизонтах. Постирригационные почвы вовлеченные в богарное земледелие на Хвалынской бессточной морской равнине засоляются в нижних частях профиля. Пахотные горизонты почв остаются пресными.
ВВЕДЕНИЕ
Начиная с 1962 г., сотрудники Почвенного института им. В.В. Докучаева под руководством акад. ВАСХНИЛ В.В. Егорова проводили многолетние почвенно-мелиоративные исследования орошаемых почв на Кисловской оросительной системе. В многочисленных публикациях Егорова, Бондарева, Зимовца, Славного и др. [1-20, 25] охарактеризованы почвенно-мелиоративные свойства орошаемых почв степных и лугово-степных солонцовых комплексов. Выявлено значение комплексности почвенного покрова и микрорельефа в формировании водного и солевого режимов орошаемых почв, стадийность скорости подъема уровня грунтовых вод. Установлено, что орошение привело к подъему уровня грунтовых вод. На некоторых орошаемых участках грунтовые воды стали залегать на глубине 1-1.5 м. Этими авторами подчеркнута необходимость сохранения материала гумусового горизонта почв при проведении планировочных работ; показана эффективность химической мелиорации степных солонцов в условиях орошения; высказано мнение об опасности вторичного засоления почв при подъеме уровня грунтовых вод, особенно на Хвалынской равнине.
С начала 90-х годов количество орошаемых площадей стало сокращаться и в настоящее время составляет 13 507 га, в том числе под регулярным орошением - 9246 га [22]. Значительные площади ранее орошаемых земель переведены в залежь или используются для возделывания сельско-
* Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант №04-04-48621а).
хозяйственных культур в неорошаемых условиях. Продуктивность этих земель в значительной степени зависит от содержания солей в почвах. Направленность солевого режима постирригационных почв, нарушенных антропогенной деятельностью при орошении, имеет важное практическое и теоретическое значение. В литературе сведения о содержании солей и направленности солевого режима в постирригационных почвах Кисловской оросительной системы отсутствуют.
Цель настоящей работы - изучение современных почвообразовательных процессов засоления-рассоления в постирригационных и целинных почвах Кисловской оросительной системы.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Одна из крупнейших инженерных оросительных систем - Кисловская, с питанием из Волгоградского водохранилища, была построена в 1957-1962 гг. Общая площадь орошения составляла 36 766 га [22].
Кисловская оросительная система расположена на двух различных геоморфологических поверхностях: Приволжской песчаной гряде и Хвалынской морской равнине. В почвенном покрове на Приволжской гряде преобладают каштановые почвы разного гранулометрического состава. В межгривных плоских понижениях развиваются степные солонцовые комплексы с участием каштановых и лугово-каштановых почв. Содержание солонцов в комплексе варьирует от 5 до 25%. Для Хвалынской морской равнины, в отличие от Приволж-
скои гряды, характерны лугово-степные солонцовые комплексы с участием солонцов (до 50-70%).
В 1999-2005 гг. авторами данноИ статьи было проведено обследование постирригационных почв на ранее орошаемых и целинных участках, на которых с 1962 г. велись наблюдения Почвенным институтом (БыковскиИ и НиколаевскиИ р-ны Волгоградской обл.). На ПриволжскоИ песчаноИ гряде был охарактеризован один целинныИ и три участка, орошение которых осуществлялось: 1) с помощью влагозарядковых поливов - п. Александровка, ВЗО-1; 2) машиноИ ДДА-100 М - колхоз "ВеликиИ Октябрь" и совхоз "Мелиоратор". На ХвалынскоИ равнине обследован целинныИ и постирригацион-ныИ участок в совхозе "Путь к коммунизму", оро-шавшеИся машиноИ Фрегат. При полевом обследовании опытных участков на каждом элементе комплекса закладывался разрез для изучения степени нарушенности почвенного профиля антропогенноИ деятельностью и отбирались образцы почв по генетическим горизонтам. Рядом с разрезом бурилась скважина, из котороИ отбирались образцы по слоям и грунтовая вода.
Было охарактеризовано изменение морфологических своИств агрогенно-преобразованных почв солонцовых комплексов. Отмечено уменьшение выраженности морфологическоИ солонцеватости в залежных солонцах и каштановых почвах, изменение карбонатно-гипсового профиля. Выявлено разуплотнение бывших пахотных слоев орошаемых почв в постирригационныИ период [21].
О направленности процесса засоления-рассоления почв можно судить: 1) по данным анализа солевого баланса [23], 2) при сопоставлении данных многолетних наблюдениИ по изменению содержания легкорастворимых солеИ по профилю почв, 3) с помощью индекса солевого режима грунта [24]:
5
= и
где ц - молекулярное отношение С1:804 в грунто-воИ воде, ц - молекулярное отношение С1:804 в верхнем засоленном горизонте почвы. Если 5 < 1, идет засоление, 5 > 1 - идет рассоление, 5 близко к единице - установилось некоторое равновесие.
Метод оценки направленности процесса засоления-рассоления с помощью индекса солевого режима грунта был предложен Полыновым в 1930 г. Оценка основана на разноИ скорости перемещения анионов С1- и 80Г по профилю почв и может быть использована в том случае, если засоляющие почву грунтовые воды содержат в своем составе хлориды и сульфаты [24]. ДанныИ подход практически не применялся и со временем был незаслуженно забыт.
В работе для диагностики процесса засоления-рассоления использовали два подхода: 1) сопо-
ставление данных многолетних наблюдениИ за изменением содержания легкорастворимых солеИ, 2) оценка направленности процесса с помощью индекса солевого режима грунта. Данные о содержании водорастворимых солеИ в орошаемых почвах были взяты из архивных материалов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Одним из первых способов полива, которыИ стали применять на КисловскоИ оросительноИ системе, было влагозарядковое орошение затоплением по крупным чекам. ОпытныИ участок ВЗО-1 располагался на шлеИфе восточного склона ПриволжскоИ песчаноИ гряды (АлександровскиИ массив), которыИ отличался неоднородностью гранулометрического состава почвенно-грунтовоИ толщи. Сверху до глубины 320-340 см залегали тяжелые суглинки, подстилаемые 3-метровоИ толщеИ песчаных отложениИ. Ниже, до глубины 10-10.5 м залегали средние и тяжелые суглинки, подстилаемые в свою очередь песком, в котором до орошения находился уровень почти пресных грунтовых вод [3].
ПочвенныИ покров характеризовался развитием сплошного покрова каштановых почв на грядах, а по ложбинам - пятнистого комплекса, компоненты которого приурочены к различным элементам микрорельефа. Мелкие понижения были заняты опресненными лугово-каштановыми почвами, ровные участки - каштановыми почвами разноИ степени солонцеватости, а микроповышения засоленными солонцами, которые занимали до 15-20% площади [18]. При подготовке полеИ к орошению выполнялись строительные планировки в объеме до 500 м3/га, в результате которых пестрота почвенного покрова за счет срезок и насыпок усилилась.
Влагозарядковое орошение проводилось напуском нормоИ около 3 тыс. м3/га. Поливы велись осенью или весноИ. Дополнительно, как правило, давался еще один летниИ вегетационныИ полив нормоИ около 2 тыс. м3/га. Орошение проводилось с 1963 по 1990 гг. В настоящее время это залежь, заросшая сорноИ растительностью.
В первые годы орошения грунтовые воды оставались пресными. Пополнение их происходило за счет инфильтрации поливноИ воды из каналов и непосредственно на полях через хорошо водопроницаемые каштановые и особенно лугово-каштановые почвы. К 1973 г. уровень грунтовых вод достиг 2-3 м от поверхности. После того как грунтовые воды достигли скоплениИ солеИ в солонцах и каштановых почвах, минерализация грунтовых вод увеличилась до 16-22 и 4-9 (иногда до 15) г/л соответственно [14]. Под лугово-кашта-новыми почвами минерализация грунтовых вод изменилась незначительно. В последующие годы,
в связи с уменьшением поливных норм, уровень грунтовых вод понизился до 3.2-3.4 м.
После прекращения орошения началось медленное снижение уровня грунтовых вод. В обсле-дованноИ девятилетнеИ залежи грунтовые воды находились на глубине 4.6 м. Отобрать грунтовую воду на анализ, находящуюся в песке, не удалось. Поэтому оценка изменения засоления и направленности солевого режима почв в постирригаци-онныИ период проводилась простым сопоставлением профильного распределения солеИ в почво-грунтах при орошении и в залежи.
По данным Бондарева [3], при орошении по крупным чекам солонцы очень медленно насыщаются влагоИ из-за плохоИ фильтрации. Увлажнение каштановых и особенно лугово-каштановых почв на всю зону аэрации происходило в первые годы орошения. Поэтому в различных почвах солонцового комплекса наблюдались различные скорости удаления солеИ. Наиболее медленно происходило удаление солеИ из солонцов с сохранившимся при строительноИ планировке слабоводопроницаемым солонцовым горизонтом. По наблюдениям Зимов-ца [9], требуется более 10 лет регулярного влагоза-рядко
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.