CC BY
24
УДК 631.4
ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ТЕРСКО-СУЛАКСКОЙ НИЗМЕННОСТИ ДАГЕСТАНА
© 2010 г. М.Е. Котенко1, М.А. Баламирзоев2
'Дагестанский государственный технический университет, пр. Шамиля 70а, г. Махачкала, Р. Дагестан, 367020, [email protected]
1Dagestan State Technical University, Shamil Ave, 70a, Makhachkala, Dagestan, 367020, [email protected]
Прикаспийский институт биологических ресурсов Дагестанского научного центра РАН, ул. М. Гаджиева, 45, г. Махачкала, Р. Дагестан, 367025, [email protected]
2Prikaspiysk Institute of Biological Resources
of Dagestan Scientific Centre RAS, Gadjiev St., 45, Makhachkala, Dagestan, 367025, pibrdncran@iwt. ru
Рассмотрены агрохимические и водно-физические показатели основных типов почв, используемых в орошаемом земледелии. Интенсивное антропогенное воздействие на почвенный покров привело к снижению почвенного плодородия. Земледелие ведется с отрицательным балансом гумуса и питательных элементов в обрабатываемых почвах.
Ключевые слова: плодородие, почвы, гумус, питательные элементы, засоление, качественная оценка, антропогенный фактор, деградация.
The agrochemical and hydrophysical indications of basis types of soils which are used in irrigating agriculture are considered. The intensive anthropogenic influence on the soil cover led to reduction of soil fertile. The agriculture is led with negative balance of humus and nutritive elements in cultivated soils.
Keywords: fertility, soils, humus, nutritive elements, saltiness, qualificative estimation, anthropogenic factor, degradation.
Плодородие почв выражается в продуктивности произрастающих на них растений, синтезирующей фитомассе, богатстве элементами питания, гумусом, растительно-экологических свойствах почвы и их количественно-качественных соотношениях. В этом аспекте нами рассмотрены почвенно-агрохимические показатели состояния плодородия основных типов почв Терско-Сулакской низменности, занимающей 1045,1 тыс. га.
Терско-Сулакская низменность является одним из важных регионов орошаемого земледелии Республики Дагестан, где сосредоточены наиболее плодородные почвы, позволяющие возделывать широкий набор сельскохозяйственных культур (зерновых, кормовых, технических, а также виноград и плодовые культуры). Здесь расположены земли Кизлярского, Хасавюртовского, Бабаюртовского, Кизилюртовского и южной части Тарумовского административных районов.
Территория Терско-Сулакской низменности, по данным К.К. Гюль, С.В. Власовой и других [1], представляет собой слегка наклонную на восток и северо-восток слабо волнистую равнину, состоящую из мощной толщи аллювиальных отложений рек Терек, Су-лак, Акташ, Аксай. Отметки низменности изменяются от -27 м у побережья Каспийского моря до +100-120 м над уровнем моря на юге и юго-западе у подножья предгорий.
По данным справочника климат характеризуется сухим, жарким летом и холодной зимой [2]. Средняя температура самого теплого месяца составляет в Кизляре +24,4, в Бабаюрте - +23,9, в Хасавюрте -+23,8 °С. Максимальные температуры достигают в отдельные годы +40-41, а минимальные - -30-32 °С. Годовое количество осадков возрастает по направлению с севера на юго-запад. Соответственно этому повышается гидротермический коэффициент (табл. 1). Из общего количества годовых осадков 307-480 мм около 70 % приходится на вегетационный период.
В среднем продолжительность вегетационного периода составляет 233-237 дней, а для теплолюбивых культур - 191-193. Величина испарения с поверхности почвы достигает 800-900 мм, что свидетельствует о значительном превышении расхода воды над ее поступлением. На территории Терско-Сулакской низменности господствуют в основном западные и восточные ветры.
В растительном покрове наблюдается пестрота, связанная с характером рельефа, глубиной залегания грунтовых вод. К пониженным элементам мезорельефа приурочены тростниковые, камышовые и рогозовые болотистые луга. Вдоль русел рек встречаются лоховые, тополевые и тамарисковые заросли. На повышенных элементах рельефа более заметны комплексы злаково-полынных, солодково-полынных и солянковых группировок. По мере приближения к предгорьям появляются степные травы, и происходит постепенный переход в сухую степь с преобладанием полыни и гемиксерофильных кустарников.
Таблица 1
Основные климатические показатели по Терско-Сулакской низменности
Климатический показатель Кизляр Бабаюрт Хасавюрт
Среднегодовая температура воздуха, °С 11,1 10,8 10,8
Абсолютный максимум, °С 41 39 40
Абсолютный минимум, °С 32 30 26
Среднегодовая сумма осадков, мм 307 356 480
Сумма положительных средних температур воздуха выше 10 °С 3711 3620 3671
Гидротермический коэффициент 0,54 0,67 0,91
Средние даты последних заморозков 11/IV 2/IV 7/IV
Средние даты первых заморозков 2/XI 28/IX 7/XI
Продолжительность безморозного периода, дней 204 188 213
Число дней с сильным ветром за год 24 31 13
По данным А.Б. Салманова [3], С.У. Керимхано-ва, М.А. Баламирзоева и других [4], Д.А. Расулова [5], Э.М.-Р. Мирзоева [6], М.А. Баламирзоева [7-9], З.Г. Залибекова [10], З.Г. Магомедалиева [11] и других, почвы Дагестана характеризуются широким диапазоном агрохимических показателей в зависимости от физико-географических условий их почвообразования и интенсивности сельскохозяйственного использования.
Основными типами почв Терско-Сулакской низменности являются луговые, аллювиально-луговые, лугово-каштановые, светло-каштановые и каштановые почвы преимущественно тяжелосуглинистого гранулометрического состава, засоленные в различной степени. Тип засоления сульфатно-хлоридный и хлоридно-сульфат-ный. Реакция почвенной среды (РН) колеблется от слабощелочной (-7,5) до сильно щелочной (-8,5) (в солонцеватых почвах), которые имеют незначительное распространение на Присулакской низменности. Небольшими массивами представлены темно-каштановые почвы в Хасавюртовском районе, занимающие 6,6 тыс. га. Следует отметить, что самыми распространенными на Терско-Сулакской низменности являются луговые и лугово-каштановые почвы, занимающие около 60 % площади данной территории.
Луговые почвы формируются при близком залегании грунтовых вод (1,0-2,0 м). Растительность представлена луговыми сообществами с участием пырея, костра, мятлика, кустарников тамариска и др. Мощность горизонтов А+В луговых почв составляет 5060 см. Они характеризуются высоким содержанием карбонатов, вскипание от 10%-й соляной кислоты наблюдается с поверхности почвы. Почвенно-погло-
щающий комплекс насыщен щелочно-земельными основаниями, составляющие в сумме 25,0-30,0 мг-экв. на 100 г почвы, где на долю кальция приходится 6080 %. Наличие легкорастворимых солей отмечается в большинстве луговых почв, где содержание сухого остатка достигает 0,7-1,0 %. Содержание гумуса на нераспаханных почвах сравнительно высокое (4-6 %), а на пашне - низкое (2,5-3,5).
Луговые почвы характеризуются низким и средним содержанием в горизонте А общего азота (0,2-0,4 %), низким - валового фосфора (0,16-0,18 %), высоким -валового калия (0,4-0,8 %); гидролизуемого азота содержится в пределах (3-6 мг на 100 г почвы), подвижного фосфора - низко (1,0-1,8 мг на 100 г), обменного калия - высоко (40-90 мг на 100 г почвы). Возделываемые сельскохозяйственные культуры хорошо реагируют на внесение азотно-фосфорных удобрений.
Аллювиально-луговые почвы формировались в прирусловых низовьях рек Терека, Сулака, Акташа, Аксая под разнотравно-злаково-луговыми сообществами при сравнительно близком залегании слабоминерализованных грунтовых вод (1,5-2,5 м). Величина легкорастворимых солей по сухому остатку составляет от 0,2 до 0,5 %. Морфологический профиль почв характеризуется четко выраженной слоистостью наносов, чередованием разных по гранулометрическому составу прослоек от песков и супесей до суглинков. Мощность гумусовых горизонтов А+В составляет 50-60 см с содержанием гумуса в горизонте А в пределах 2,0-2,5 %. Сумма поглощенных оснований составляет 17-26 мг-экв. на 100 г почвы, с преобладанием в почвенно-поглощающем комплексе кальция и магния. По содержанию подвижных форм питательных веществ почвы низко обеспечены гидролизуемым азотом (2,5-3,0 мг на 100 г) и подвижным фосфором (0,8-1,8 мг на 100 г). Обменным калием обеспечены средне (20-30 мг на 100 г).
Лугово-каштановые почвы развиваются по повышенным элементам рельефа на тяжелых суглинках и глинах при глубине залегания грунтовых вод 2,5-3,0 м. Растительность представлена разнотравьем, злаковыми и злаково-полынными сообществами. Почвы в той или иной степени засолены, легкорастворимые соли прослеживаются на различной глубине почвенного профиля. Тип засоления хлоридно-сульфатный и сульфатно-хлоридный. Почвы вскипают от 10%-й соляной кислоты с поверхности. Мощность гумусовых горизонтов А+В составляет 50-60 см. По гранулометрическому составу преобладают глинистые и суглинистые разновидности. Почвы характеризуются сравнительно повышенным содержанием гумуса (3,05,0 %) по сравнению с каштановыми и светло-каштановыми подтипами. Сумма поглощенных оснований составляет 25-30 мг-экв. на 100 почвы. Поч-венно-поглощающий комплекс представлен в основном кальцием и магнием, поглощенного натрия содержится в пределах 1,5-10 % от емкости поглощения. Водно-физические свойства среднесуглинистых почв имеют удовлетворительную водопроницаемость (72-18 мм/ч). Агрохимические показатели характеризуются невысоким содержанием общего азота (0,20,3 %) и валового фосфора (0,12-0,16 %). Валовым калием обеспечены высоко (0,80-1,8 %). Количество
легкогидролизуемого азота находится в пределах 3,36,5 мг на 100 г почвы, или 1,5-2,5 % от общего азота.
Светло-каштановые почвы занимают сухие злако-во-полынные полупустынные степи, приуроченные к повышенным элементам рельефа, где грунтовые воды залегают ниже 3 м от поверхности почвы и практически не оказывают влияния на процессы засоления верхних горизонтов почв. Мощность гумусовых горизонтов А+В составляет до 30-40 см. Содержание гумуса низкое (1,5-2,5 %). Запасы гумуса, по данным А.Г. Истоминой [12], составляют 188 т/га. Групповой состав гумуса характеризуется высоким содержанием негидролизуемого остатка (34,7-40,5 %) от общего углерода. Емкость поглощения почвы находится в прямой зависимости от гранулометрического состава и содержания гумуса и составляет 15-25 мг-экв. Поч-венно-поглощающий комплекс насыщен кальцием и магнием. В солонцеватых разностях обменного натрия содержится более 5 % от емкости поглощения. Структурность почвы низкая, скважность высокая (до 50 %). Почвы вскипают от 10%-й соляной кислоты с поверхности. Реакция почвенной среды (РН) находится в пределах от 7,5 до 8,0. Содержание общего азота колеблется от 0,07 до 0,20 %, а легкогидролизуемого азота - от 3 до 4 мг на 100 г почвы, что вызывает необходимость внесения азотных удобрений. Содержание валового фосфора низкое (0,03-0,12 %). По степени обеспеченности подвижным фосфором светло-каштановые почвы очень бедны и нуждаются в фосфорных удобрениях. Обменным калием светло-каштановые почвы обеспечены высоко. Однако, учитывая, что калий способствует повышению морозостойкости, накоплению сахара в ягодах и сокращению фазы вегетации виноградной лозы, под эту культуру калийные удобрения необходимы.
Каштановые почвы сформировались под злаково-полынными группировками с участием кустарника держи-дерево. Они залегают вдоль железной дороги от р. Аксай до р. Акташ, далее вдоль автотрассы Баку -Ростов от р. Сулак до г. Махачкалы. Мощность гумусовых горизонтов А+В составляет 35-50 см. Почвы характеризуются низким содержанием гумуса (от 2,5 до 3,5 %). Запасы гумуса составляют 180-200 т/га. Почвенно-поглощающий комплекс насыщен кальцием и магнием с соответственным содержанием Са до 18 мг-экв., Мg - до 7-12 мг-экв. на 100 г почвы. Поглощенного натрия содержится в пределах 9-10 % от емкости поглощения. По содержанию подвижных форм азота почвы относятся к средненуждающимся, по фосфору - к весьма сильнонуждающимся.
Несмотря на то, что содержание калия в почвах Терско-Сулакской низменности высокое, и культуры, выращиваемые в указанных условиях, не сильно отзываются на внесение калийных удобрений, все-таки через каждые 4-5 лет следует вносить калийные удобрения, лучше в форме сульфата калия. При удобрении тяжелых почв Терско-Сулакской низменности следует отказаться от натриевой селитры, ибо она способствует ухудшению водно-физических свойств почв, особенно при длительном применении. В качестве основного азотного удобрения лучше использовать сульфат аммония, который способствует подкис-лению щелочных почв.
По данным М.А. Баламирзоева и М.М. Аличаева [13], установлено, что ведущими свойствами почв, определяющими их плодородие и продуктивность по отношению к зерновым культурам, на Терско-
Зависимость продуктивно
Сулакской низменности являются мощность гумусовых горизонтов А + В, запасы гумуса (т/га), емкость поглощения и гранулометрический состав (табл. 2).
Таблица 2
I озимой пшеницы от свойств почв
Вариация признаков по свойствам почв и урожайности
Гранулометрический состав почв Количество наблюдений Урожай озимой пшеницы, ц/га Мощность горизонтов А+В, см Коэффициент корреляции, г Запасы гумуса, т/га Коэффициент корреляции, г Емкость поглощения, мг-экв. Коэффициент корреляции, г
5 Луговые
Глинистые 25,4-36,5 35-40 0,80 85-170 0,84 17,5-27,2 0,68
Тяжелосуглинистые 29,5-40,5 30-44 0,80 90-245 0,87 16,7-25,8 0,98
Средне-суглинистые 31,3-42,5 33-42 0,85 72-205 0,82 13,6-23,5 0,96
Легкосуглинистые 28,3-35,3 33-36 0,60 60-196 0,76 13,0-21,9 0,55
5 Лугово-каштановые
Глинистые 28,6-37,7 30-40 0,84 90-180 0,92 16,6-27,8 0,75
Тяжелосуглинистые 31,0-38,3 33-45 0,87 100-153 0,95 15,7-23,2 0,86
Средне-суглинистые 32,6-40,2 33-46 0,78 80-178 0,80 14,6-21,6 0,88
Легкосуглинистые 29,1-35,3 30-40 0,89 75-120 0,70 13,7-20,5 0,85
5 Каштановые
Глинистые 28,9-45,6 35-40 0,95 104-220 0,90 15,5-22,5 0,86
Тяжелосуглинистые 33,8-46,8 36-45 0,94 150-257 0,97 13,5-20,4 0,83
Средне-суглинистые 26,5-35,6 36-44 0,98 130-150 0,95 12,6-20,0 0,99
Легкосуглинистые 27,1-28,4 33-39 0,96 67-85 0,92 12,4-19,0 0,90
Один из основных законов земледелия («закон возврата») гласит, что вещество и энергия, отчуждаемые из почвы с урожаем, должны быть компенсированы (возвращены в почву) с определенной степенью превышения. По данным М.А. Баламирзоева и других [9], в настоящее время в земледелии республики сложился отрицательный баланс гумуса и питательных веществ. В условиях аридизации климата и возросших антропогенных нагрузок на почвенный покров за последние 50 лет заметно снизилось содержание гумуса в обрабатываемых почвах на 30-40 % от его исходного содержания. Потери органического вещества в почвах происходят не только из-за ее минерализации и отчуждения биомассой растительности, но и значительных потерь от ветровой и водной эрозии.
Из-за несистематического внесения в почву минеральных удобрений наблюдается также отрицательное сальдо по азоту и фосфору. Невнесение калийных удобрений компенсируется пока из запасов в почве, но под садами и виноградниками наблюдается сниженное содержание подвижных форм калия, только в отдельных хозяйствах, где рационально используют органические и минеральные удобрения, имеется положительный баланс азота, фосфора и калия. Так, в совхозе «Султангиюртовский», где применяют по 2530 т/га навоза совместно с 4-6 ц азотных и фосфорных удобрений, получают по 35-40 ц/га зерна озимых и 38-40 ц/га зерна кукурузы.
Для восстановления положительного баланса гумуса и питательных веществ в почвах необходимо соблюдать севообороты и совершенствовать структуру размещения с/х культур в севооборотах с насыщением их на 30 % бобовыми культурами и многолетними травами, применением в достаточном количестве органических и минеральных удобрений, компо-стов, сидератов и др.
Балансовые расчеты, проведенные в [7], показывают, что для того чтобы восстановить положительный баланс гумуса и питательных веществ в обрабатываемых почвах, необходимо ежегодно в среднем вносить в условия орошения под вспашку 9-10 т/га органики. Под урожай сельхозкультур на 1 га пашни ежегодно надо вносить в действующем веществе 93 кг азота, 90 кг фосфора и 20 кг калия. Только при таком сочетании применения органо-минеральных удобрений можно достигнуть положительного баланса их в орошаемых почвах.
Литература
1. Физическая география Дагестанской АССР / К.К. Гюль [и др.]. Махачкала, 1959. 369 с.
2. Агроклиматические ресурсы Дагестанской АССР. Л., 1975. 112 с.
3. Салманов А.Б. Агрохимическая характеристика почв, эффективность минеральных удобрений и перспективы их применения в условиях Дагестанской АССР // Всесо-юз. совещ. спец. гос. Госагрохимслужбы по итогам работ 1987 г. Рига, 1970. С. 145-148.
4. Почвы равнинной зоны Дагестана / С.У. Керимханов [и др.] // Земельные и растительные ресурсы Дагестана. Т. 2. Махачкала, 1975. С. 3-21.
5. Расулов Д.А. Особенности применения удобрений в Дагестане. Махачкала, 1974. 116 с.
6. Мирзоев Э.М.-Р. Почвенно-мелиоративное районирование Северо-Дагестанской низменности // Почвенно-мелиоративные процессы в районах нового орошения : науч. тр. почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1975. С. 63-73.
7. Баламирзоев М.А., Гичиев И.Г. Плодородие почв и баланс питательных веществ // Система земледелия в колхозах и совхозах Даг. АССР. Махачкала, 1982. С. 112-118.
8. Баламирзоев М.А. Современное состояние почвенного покрова Дагестана и зональные комплексы приемов повышения плодородия почв // Пути повышения плодородия
Поступила в редакцию_
почв Дагестана : сб. науч. тр. Даг.НИИСХ. Новочеркасск, 1986. С. 3-19.
9. Почвы Дагестана. Экологические аспекты их рационального использования / М.А. Баламирзоев [и др.]. Махачкала, 2008. 336 с.
10. Залибеков З.Г. Опыт экологического анализа почвенного покрова Дагестана. Махачкала, 1995. 146 с.
11. Магомедалиев З.Г. Калий в почвах равнинной зоны Дагестана и эффективность калийных удобрений. Махачкала, 1994. 90 с.
12. Истомина А.Г. К характеристике почв каштанового типа предгорной части Терско-Сулакской низменности // Тр. отдела почвоведения Даг. ФАН АН СССР. Т. 4. Махачкала, 1959. С. 220-223.
13. БаламирзоевМ.А., АличаевМ.М. Качественная оценка орошаемых почв Дагестана : метод. рекомендации. Махачкала, 1983. 21 с.
22 октября 2009 г.
