АВТОРЕФЕРАТ
Диссертации на соискание ученной степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Издательство Академии наук Азербайджанской ССР
В основу диссертации положены результаты наблюдений над водно-солевым режимом основных типов почв восточной части Ширванской степи, проведенных в период с августа 1952 по август 1954 гг. на 16 стационарных площадках. За это время произведены наблюдения в 14 сроков (через каждые 1-2 месяца). В собранных образцах выполнены следующие анализы: содержание солей (сокращенных водных вытяжек-2250, полных водных вытяжек-260), поглощенные основания (50 образцов), гумус (60 образцов), механический состав (200 образцов), содержание солей в водах (140 проб грунтовых, речных и родниковых вод), объемный вес (160 определений) и полевая влажность почв (около 6000 определений).
Диссертация состоит из введения и пяти глав.
Глава I.-«Вопросы содержания почвенно-мелиоративных исследований», глава II-«Естественно-исторические условия восточной Ширвани», глава III-«Химико-географическая характеристика засоленных почв Восточной Ширвани», глава IV-«Водно-солевой режим почв Восточной Ширвани», глава V-«Районирование восточной Ширвани по генезису засоления».
Общий объем диссертации-220 страниц машинописи, 45 таблиц, 45 графиков, 16 карт и 22 фотоснимка. Приводится список использованной литературы (167 источников) и приложения (морфологические описания почв стационарных площадок и аналитические данные)
ВВЕДЕНИЕ
Ширванская степь, в пределах которой проведены исследования, представляет собой северную часть Кура-Араксинской низменности. Общая площадь ее более 700 тыс. га. Здесь широко развиты явления засоления, осолонцевания, образования почвенной корки при орошении и др. Степень выраженности указанных явлений на отдельных участках степи различна, что связано с различиями условий развития поверхностных образований, возраста поверхностей и с характером направления почвообразовательных процессов.
В экономическом отношении Ширванская степь представляет собой район, где наряду с орошаемым земледелием развито также и животноводство. Ведущей культурой в сельском хозяйстве является хлопчатник, подчиненное место занимают зерновые (пшеница, ячмень), затем виноград и огородные культуры. Большие площади земель Ширванской степи (около 70%) в сельском хозяйстве еще не используются. Более интенсивному развитию орошаемого земледелия препятствует недостаток оросительных вод, в связи с маловодностью рек восточной Ширвани и отсутствием здесь крупных ирригационных сооружений. Ограничивает орошаемое земледелие также и развитие вторичного засоления (при отсутствии организованных мер борьбы с ним). Сооружения Мингечаурского гидроузла открывают широкие перспективы в отношении значительного расширения в Ширвани орошаемых площадей.
В целях реконструкции водного и сельского хозяйства Азербайджанской ССР, в том числе Ширванской степи, по постановлению Совета Министров Союза ССР и ЦК КПСС о дальнейшем развитии сельского хозяйства Азербайджанской ССР в 1955-1960 гг., в 1954 году начато строительство Верхне-Ширванского канала, завершение которого даст возможность увеличить площадь новых орошаемых земель на 45 тыс. га и улучшить водообеспеченность 50 тыс. га орошаемых земель в пределах Ширванской степи. В связи с этим необходимо предварительное изучение почвенно-мелиоративных условий Ширванской степи, в частности, водно-солевого режима почв и динамики уровня и минерализации грунтовых вод.
Однако надо отметить, что земельный фонд Ширванской степи в этом отношении недостаточно изучен. В 1949-1953 гг. в западной части степи велись стационарные наблюдения; восточная же часть степи осталась неосвещенной, а в природных условиях, особенно в отношении геоморфологии и гидрогеологии, между западной и восточной частями Ширванской степи имеются большие различия.
Мы считали необходимым в восточной части Ширванской степи прежде всего охарактеризовать физико-географические условия как в области выноса солей, так и в области их переноса и аккумуляции, а также дать химико-географическую характеристику района исследований. Нами были проведены двухлетние стационарные наблюдения по водно-солевому режиму почв. Далее, используя все данные, мы подошли к описанию и обьяснению наблюдаемой географии распределения солей. И, наконец, на основе всего собранного и рассмотренного материала районировали территорию восточной части Ширванской степи в отношении генезиса засоления, имея при этом в виду ближайшие задачи мелиорации этих земель.
Работа выполнялась нами в 1951-1954 гг. в Институте почвоведения и агрохимии Академии наук Азербайджан¬ской ССР, под руководством чл.-корр.АН Азерб. ССР, доктора сельскохозяйственных наук профессора В. Р. Волобуева.
1. Естественно-исторические условия Восточной Ширвани
Схематически можно представить поверхность восточной части Ширванской степи как наклонную равнину, приподнятую на севере и на востоке и опускающуюся к югу и юго-западу.
В формировании грунтов и рельефа Ширванской степи большую роль играли четвертичные трансгрессии и регрессии Каспийского моря. Современная Ширвань освободилась от трансгрессии Каспия в недавнее время (в хазарском и Хвалынском веках).
Геоморфология района довольно сложна. О характере ее можно судить по картам пластики поверхности и геоморфоло¬гического районирования, составленных нами. На территории района по формам рельефа выделяются две области
А. Область скульптурно-тектонического, деструктивного горного рельефа со складчатыми структурами.
Б. Область аккумулятивного рельефа, разделяющаяся на районы:
I-Район делювиально-пролювиальных террасированных равнин.
II-Район подгорных речных конусов выноса.
III-Район контактных депрессий.
IV-Район грязевых вулканов и сопочных брекчий.
Эти районы в свою очередь тоже разделяются на более мелкие подрайоны.
Климат степи относится к сухому субтропическому с продолжительным жарким летом и короткой, сравнительно мягкой зимой. Среднегодовая температура воздуха по отдельным станциям -14,2 - 14,5°С. При этом самые жаркие месяцы (июль-август) имеют в среднем 26,5°, самые холодные - 1,5°. Среднегодовое количество осадков возрастает с юго-востока (200 мм) на северо-запад (440 мм).
Растительный покров представлен злаково-полыннокарганной растительностью. В районе депрессии Карасу развита водно-болотная, а в предгорной части района - злаково-кустарниковая растительность.
Почвообразующими породами в подгорной зоне являются делювиальные, а в зоне конусов выноса рек-аллювиально-пролювиальные отложения.
Глубины залегания грунтовых вод от подгорной зоны к шлейфовой части конусов выносов рек уменьшаются.
Основными реками степи являются рр. Ахсу и Гирдыман-чай, берущие свое начало высоко в массивах гор Бабадага (Ахсу-2160 м, Гирдыманчай -3120 м).
В почвенном покрове обнаруживается выраженная закономерность. Болотные почвы в южной части района сменяются к северу лугово-сероземными и сероземными почвами. В подгорной части района и на Карамарьянском овале распространены каштановые почвы. В предгорной части района наблюдаются коричневые послелесные почвы
2. Химико-географическая характеристика засоления почв Восточной Ширвани
В отношении генезиса засоления почв Восточной Ширвани значительную роль играют реки Ахсу и Гирдыманчай, а также Кура, проходящая по южной границе степи. Первые две, являясь в области верхнего и среднего течений приемниками солей (вследствие выщелачивания существующих в этих частях бассейнов рек засоленных акчагыльских и апшеронских пород), в своих низовьях, питая грунтовые воды, обогащают их солями. Эти реки вместе с Курой приносят в Ширванскую степь более 5 миллионов тонн солей в год. Важным фактором, влияющим на засоление почв Ширванской степи, являются осадки древнего Каспия. Существовавший в раннечетвертичное время западный залив Каспия, далеко вдававшийся в Кавказскую сушу, несомненно, способствовал при его мелководье и повторявшихся регрессиях огромной аккумуляции солей как в дойных отложениях, так и в отложениях береговой полосы (В. Р. Волобуев, 1948).
Степень засоления почв Восточной Ширвани колеблется в весьма широких пределах. В среднем солесодержание в верхнем метровом слое колеблется в пределах 0,1-3% и более.
Солесодержание в почвенном профиле по уклону местности возрастает. Если в вершинах конуса выноса оно составляет 0,1-0,2%>, то в срединной и шлейфовой части, постепенно повышаясь, достигает 1-2°/о. В солончаковых участках, которые имеются в отдельных частях территории, солесодержание в метровом слое почвы достигает 3% и более.
Нами составлены карты содержания отдельных ионов (Сl, SО4 Са, Мg, Nа + К) в почвах Восточной Ширвани. В географическом размещении почв с разной градацией содержания отдельных ионов замечается определенная закономерность. Почвы с наименьшим содержанием ионов занимают как подгорную часть степи, так и верховья конусов выноса рек Гирдыманчай и Ахсу. В средней части названных конусов выноса преобладают почвы с малым содержанием ионов, в шлейфовой части почвы с большим содержанием отдельных ионов. На фоне этой явной местной зональности имеются и характерные отклонения. Так, например, среди почв с наименьшим содержанием отдельных ионов встречаются изолированные участки почв с высоким содержанием ионов. Это явление объясняется приуроченностью таких участков к понижениям рельефа, особенно к местам, где выклиниваются засоленные грунтовые воды
С целью отражения картины пространственного изменения состава солей на территории Восточной Ширвани, нами составлена карта видов солевого состава почв. На территории Восточной Ширвани выделены следующие основные виды солевого состава (с подвидами):
Карамарьянское плато,
вершинная и средняя зоны
конусов выноса
II.Особо сульфатное засоление
а)особосульфатно-магниево кальциево-натриевый,
б)
особосульфатно-натриевый,
в)
особосульфатно-особонатриевый
Верхняя и северная части средней
зоны конусов выноса рек и Карамарьянская
мульда
Ш, Сульфатное засоление
а)сульфатно-натриево-магниево-кальциевый,
б)сульфатно-хлоридно-кальциево-натриевый
Делювиальные склоны
IV.Особохлоридно-особонатриевое
засоление
Восточная оконечность делювиальных
склонов
V.
Хлоридное засоление
а)
хлоридно-кальциево-натриевый,
б)
хлоридно-сульфатно-кальциево-натриевый
Падарский увал и депрессия и
восточная часть прикарасуинской
низменности
VI.
Смешанное засоление
Западная часть прикарасуинской
низменности
На территории степи отмечается общая географическая закономерность распределения отдельных видов засоления почв. Прежде всего, отчетливо вырисовывается зональная смена видов солевого состава в пределах степи. Гидрокарбонатный вид засоления почв охватываег подгорную зону района, особо-сульфатный и сульфатный виды засоления распространены на делювиальных склонах и в верхней зоне конусов выноса рек а особохлоридный и хлоридный виды засоления в основном занимают территории замкнутых впадин, депрессии и нижних частей склонов. В периферии же конусов выноса Гирдыманчая и Ахсу обмечается нарушение зонального распределения почв в отношении видов засоления. Гидрокарбонатный вид засоления мы встречаем и здесь. Это, видимо, объясняется вегетационными поливами, оттесняющими легко подвижные солевые массы на соседние пустующие территории.
С целью выяснения распределения солей по профилю почв нами составлена карта типов солевых профилей исследуемого района, так как это позволяет с известной приближенностью судить о направлении процесса засоления. Выделены следующие типы солевых профилей:
Новая страница 13
Типы
солевых профилей
Районы распостранения
I.
Солевой профиль с равномерным
малым солесодержанием гидро-карбонатно-кальциево-натриевого
состава
Подгорная зона и верхняя часть
конусов выноса рек
II.
Солевой профиль с опресненным
верхним горизонтом сульфатного
состава
Средняя часть конусов выноса рек
III.
Солевой профиль с сильным
грунтовым солесодержанием хлоридно-сульфатно-кальциево-натриевого
состава
Нижняя часть конусов выноса рек
IV.
Солевой профиль с осаженным
солесодержанием сульфатно-кальциеио-натриевого
состава
Межконусная депрессия и депрессия,
расположенная между Ленгебизским
хребтом и Падарским
увалом
V.
Солевой профиль с глубинным
(глубокоосаженным) солесодержанием
хлоридно-сульфатно-кальциево-натриевого
состава
Карамарьянское плато и Падарскнй
увал
VI.
Солевой профиль с неглубоко-осаженным
и солончаковым солесодержанием
сульфатно-хлоридного
и хлоридно-сульфатно-кальциево-натриевого состава
Восточная часть прикарасуинской
низменности
VII.
Солевой профиль солончакового
солесодержания сульфатно-хло-ридного
и хлоридно-сульфатно-кальциево-натриевого состава
Не представляет единого района и
размещен отдельными участками
VIII.
Солевой профиль с разными видами солесодержания: глубин- но-засоленного,
осаженного, поверхностно-опресненного,
солончакового
и т. д.
Западная часть
прикарасуинской низменности
Учитывая геоморфологические и гидрогеологические условия, пространственную смену почв разной степени засоленности и химизма в пределах Восточной Ширвани, нами выделены следующие районы основных форм засоления:
1. Район подгорно-конусового засоления,
2. Район делювиального засоления,
3. Район глубинного и интенсивного иррагационного питания,
4. Район сочетания местных солевых систем,
5. Район остаточно-аллювиального засоления,
6. Район делювиально-остаточно-лагунного засоления,
7. Район сопочного засоления,
8. Район перемежающегося поверхностно-глубинного засоления.
3. Водно-солевая динамика почв восточной Ширвани
При выборе стационарные площадки были приурочены к наиболее типичным условиям. Стационарные площадки охватывают территорию от горного склона Степного плато до болот низменной части степи.
Площадки располагались по профилю сложного речного конуса выноса. При этом была охвачена почти вся гамма почв Восточной Ширвани: темнокоричневая послелесная (в зоне предгорий), каштановая, лугово-каштановая, лугово-сероземная верхней зоны (глубокоостепненная) и лугово-сероземная нижней зоны (слабоостепненная). Стационарами охвачены и почвы грунтового увлажнения (в основном сероземно-луговые и лугово-болотные). Особое внимание уделялось сельскохозяйственному использованию земель. Поэтому площадки также заложены под посевами зерновых (ячмень и пшеница), хлопчатника, житняка (опытное поле на богаре) и на винограднике.
Для дальнейшего обсуждения вопросов, связанных с водносолевой динамикой почв, необходимо привести некоторые общие сведения об указанных почвах.
Темнокоричневые послелесные (черноземовидные) почвы характерны для окаймляющей Восточную Ширвань предгорной зоны. Они не являются типичными для собственно степной части Восточной Ширвани, но мы включаем рассмотрение характерных особенностей этих почв для полноты выявления зональных закономерностей изменения водно-солевой динамики по всему ряду исследуемых почв.
В зоне залегания темнокоричневых послелесных почв климат умеренно-влажный. Растительность-разнотравье со злаками и кустарниками. Почвообразующие породы-делювиальные суглинки.
Засоленность почвы и подпочвы ничтожная (< 0,1%). В составе поглощенных оснований преобладает кальций. Механический состав глинистый. Содержание гумуса в верхних горизонтах 4,7-3,0%, ниже постепенно уменьшается до 1,2%. Почвы с поверхности выщелочены от карбонатов. В иллювиальном горизонте с глубины около 80-90 см начинается заметное вскипание и появляются скопления углесолей в виде рыхлой белоглазки. Объемный вес в верхнем полуметровом слое 1,36-1,49, глубже-1,52-1,71.
Далее в зональный ряд почв Восточной Ширвани входят каштановые почвы. Стационарные площадки были заложены на двух разновидностях этих почв на каштановой и лугово-каштановой. Они занимают значительное пространство, располагаясь довольно широкой полосой по предгорьям. Каштановые почвы отмечены нами на Карамарьянском плато, в условиях более влажного степного климата под степной растительностью. Они сформированы на древнеаллювиальных переотложенных глинистых породах. Эти почвы не засолены до глубины 1,5-2,0 м (плотный остаток 0,1-0,2%). Среди солей преобладают сульфаты. Величина поглощенного Са составляет 70-90% Мg-5,6%, а Nа-до 1% от общей суммы обменных оснований. По механическому составу профиль тяжелоглинистый. Содержание гумуса снижается вниз по профилю от 3,5 до 1,5%. Карбонатность с поверхности не высокая, резко возрастает сверху вниз.
Лугово-сероземиые почвы наиболее широко распространены среди почв исследуемого района и занимают верхнюю и среднюю зоны конусов выноса рек. Стационарными площадками в исследуемом районе охвачены пять разностей этих почв. Указанные разности лугово-сероземных почв различаются друг от друга по степени остеппенности, следовательно, и по степени засоления. Лугово-сероземные почвы Восточной Ширвани сформированы главным образом на суглинистых аллювиально-пролювиальных отложениях. В районе распространения этих почв возделываются хлопчатник, пшеница, ячмень, виноград, огородно-бахчевые культуры и шелковица. Развита злаково-полынно-карганная полупустынная растительность. Рельеф-равнина с небольшими понижениями и повышениями. Во всех разновидностях лугово-сероземных почв верхние горизонты профиля опреснены. В глубокоостепненных лугово-сероземных почвах опреснение верхних горизонтов имеет довольно мощный слой (1,0-1,5 м), а в слабоостепненных оно охватывает лишь небольшой слой (50-70 см). В опресненных слоях солесодержание составляет 0,1-0,2%, глубже-0,5-1,5°/о, преобладает гипс. Отмечается слабая солонцеватость. Поглощенный Nа составляет 5-10%, Са-70-80%, а Мg-15-20% от суммы поглощенных оснований. Почвы глинистые. Содержание гумуса не превышает 3%, снижаясь книзу до 0,5%. Карбонатность высокая по всему профилю (8-12%). Объемный вес-1,35-1,70.
Сероземно-луговые почвы тоже имеют большое распространение в исследуемом районе. Они в основном охватывают нижнюю зону конусов выноса с сухим жарким климатом. Широко развита карганно-полынная растительность. Почвообразующими породами являются суглинистые аллювиально-пролювиальные отложения. Рельеф-слабо наклонная равнина. Стационарные площадки были заложены на четырех разновидностях сероземно-луговых почв. Они различались по сельскохозяйственному использованию, а также выраженности луговых процессов. На этих почвах возделываются хлопчатник, ячмень, виноград и огородно-бахчевые культуры. Полуметровый верхний слой почвы имеет малое засоление (0,1-0,2%). Ниже оно резко возрастает (до 1-2%). В орошаемой части района распространения этих почв профиль до глубины 1,0-1,5 м имеет малое солесодержание (0,1-0,3%). Преобладают сульфаты натрия. Почва глинистая. Объемный вес почв-1,35-1,52%.
Лугово-болотные почвы приурочены к пониженным формам рельефа, имеющим значительное распространение в приболотной депрессии. Формирование лугово-болотных почв происходит под влиянием грунтового увлажнения и периодического поверхностного затопления, затем более или менее скорого обсыхания почв и переживания стадии осушения в летнее время. Растительность представлена гидрофильными группировками с преимущественным развитием зарослей тростника. Почвообразующими породами являются пролювиально-аллювиальные глинистые отложения. Рельеф представляет монотонную равнину с едва заметными на глаз поднятиями и понижениями. Почва имеет высокую засоленность в верхнем 30 см, слое 0,2-0,6%, в глубинных слоях 1,5-2,0°/о. Почва среднесолонцеватая. Поглощенный Nа составляет 10-20%, Мg-30-50%, Са-40-60% от суммы обменных оснований. Механический состав глинистый. Содержание гумуса в верхнем (06 см) слое равно 3,3% книзу резко уменьшается и на глубине 94 см равно 0,4%. Содержание карбонатов по всему профилю колеблется в пределах 5-8%. Объемный вес-1,53-1,64.
Стационарными площадками были также охвачены луговые солончаки и солончаковатые почвы. Они в большинстве случаев встречаются в виде отдельных пятен среди незасоленных почв и занимают в Восточной Ширвани небольшую площадь. Эти почвы образовались в местах, где высокоминерализованные грунтовые воды залегают близко от поверхности земли. На этих почвах развита галофитная растительность. Почвообразующими породами служат аллювиально-пролювиальные суглинистые наносы. Солончаки и солончаковатые почвы обычно приурочиваются к пониженным элементам рельефа. В солончаках соли накоплены в основном в поверхностном слое, где их более 13%. Ниже количество солей резко уменьшается (до 2-3%). В солончаковатых почвах соли накоплены несколько ниже поверхности, где содержатся в количестве около 2-3%. Доминируют сульфаты натрия. Поглощенный Nа составляет 0,5-12°/о, Мg-15-50%, Са-40-80% от суммы обменных оснований. Механический состав суглинистый. Количество гумуса в верхнем 30 см слое колеблется в пределах 2-3,5°/о, книзу быстро убывает и на глубине 40-60 см равно 0,6%. Содержание карбонатов-5-9°/о. В большинстве случаев карбонатов в гумусовом горизонте меньше, чем в нижележащих. Объемный вес сверху вниз возрастает (1,401,55).
* * *
Наблюдения осуществлены путем периодического (в вегетационный период-раз в месяц, а в зимний период-раз в два месяца) взятия проб почвы на влажность, засоление и проб грунтовых вод на минерализацию и состав солей. Для взятия образцов на площадке первый раз закладывался разрез, из которого брались образцы по генетическим горизонтам в трех повторностях. В следующие сроки образцы брались бурением с трехкратной повторностью в почвах с грунтовыми водами не глубже 5 м от поверхности земли, в остальных случаях с двухкратной повторностью. Скважины закладывались буром (типа Розанова) на расстоянии 1-2 м друг от друга при каждом наблюдении, После взятия образцов скважины закрывались вынутой почвой. Влажность почв определялась обычным высушиванием при 105°.
Образцы на засоление из соответствующих горизонтов парных скважин смешивались в поле, затем анализировались в лаборатории на солесодержание. Определялся плотный остаток (высушиванием при 105°), хлор (по Мору) и общая щелочность.
Для того, чтобы показать ход влажности и засоления почвы нами составлены графики в форме изоплет. Графики составлены и по динамике грунтовых вод и их минерализации.
* * *
Все рассмотренные почвы в отношении водносолевой динамики обьединяются в следующие группы.
Первая группа. Сюда входят почвы, развивающиеся в условиях только атмосферного увлажнения. Ход динамики влажности и засоления по всем этим почвам очень сходен-имеет импермацидный характер. При вполне однотипном режиме увлажнения почвы заметно различаются по степени увлажнения и засоления. Поэтому мы разделяем эту группу на две подгруппы.
К первой подгруппе относятся темнокоричневая послелесная (черноземовидная) глинистая; каштановая глинистая и лугово-каштановая глинистая почвы (площадки 205, 207, 209), расположенные в подгорной зоне исследуемого района в условиях умеренно-влажного и влажно-степного климата. По степени увлажнения почвы этой подгруппы являются наиболее увлажненными. Полевая влажность корнеобитаемого слоя колеблется на протяжении года в пределах 15-40% (здесь и далее-в вес.%). Ниже корнеобитаемого слоя влажность варьирует в пределах 10-20°/о. Повышенная влажность (25-40%) в почвенном профиле, особенно в корнеобитаемом слое, отмечается в осенний, зимний и весенний периоды года. Летом верхние горизонты почвы иссушаются и влажность в активном слое почвы составляет лишь 10-15%.
Солесодержание в почвенном профиле в период всех наблюдений минимальное (< 0,1-0,2%). При этом корнеобитаемый слой почв имеет ничтожное засоление (< 0,1%). Относительно повышенное содержание солей (0,1-0,2%) обнаруживается лишь в глубоких слоях почв (100-220 см).
Ко второй подгруппе относятся лугово-сероземная глинистая, лугово-сероземная светлая суглинистая и сероземно-луговая тяжелосуглинистая почвы (площадки 206, 16, 13). Они расположены в сухостепной зоне района. В этой подгруппе почв степень увлажнения почвенного профиля пониженная: влажность корнеобитаемого слоя (0-80 см) составляет) 0-20%. Во влажные сезоны влажность не превышает 25-35%. Глубокие слои почв (100-220 см) значительно иссушены. Влажность в них в период наблюдений колеблется в пределах 5-10%.
Засоление корнеобитаемого слоя малое, порядка 0,1-02%. Но ниже этого слоя степень засоления резко возрастает, Содержание солей глубже корнеобитаемого слоя представляет уже 0,5-2%.
Таким образом, надо отметить, что водная и солевая динамика почв первой группы, определяясь ходом атмосферного увлажнения, имеют явно выраженную сопряженность друг с другом. При этом наиболее высокое засоление оказывается приуроченным к наиболее иссушенному слою почвы, а ничтожное соленакопление-к слою с повышенной увлажненностью.
Вторая группа. Ко второй группе почв относятся почвы грунтового увлажнения. Эта группа объединяет преимущественно сильно засоленные почвы-сероземно-луговую глинистую засоленную; сероземно-луговую глинистую солончаковую; лугово-сероземную суглинистую засоленную; луговой солончак суглинистый и лугово-болотную-глинистую солончаковатую почвы (площадки 209, 208, 203, 204, 211). Эти почвы расположены в сухой стопной и полупустынной зонах района. Почвы этой группы располагаются в верхней полосе средней зоны конусов выноса, которая в условиях исследуемого района является зоной выклинивания сильно минерализованных грунтовых вод, и в зоне шлейфа конусов выноса (зона погружения грунтовых вод). Для почв этой группы установлена устойчивая повышенная насыщенность влагой слоя ниже 50 см (20-35%), сохраняющаяся без значительных изменений как по сезонам года, так и за весь период исследования.
Повышенная влажность этих почв обусловлена близостью грунтовых вод к поверхности. Динамика же влажности верхнего 50 см слоя находится, в основном, в зависимости от метеорологических факторов. Величина влажности в верхнем 50 см слое почвы колеблется в пределах 5-20%. При этом летние месяцы отличаются наибольшим иссушением почвенного профиля в активном слое почвы. Влажность в эти периоды в верхнем 50 см слое колеблется в пределах 5-10%. Зимне-весенний период является временем повышенного увлажнения (около 20%) этого слоя почвы. Наличие капиллярной каймы, связанной с неглубоко залегающими сильноминерализованными грунтовыми водами, способствовало высокому соленакоплению в почвенном профиле. Почвы этой группы имеют солончаковый и солончаковатый характер. Несмотря на некоторые изменения динамики грунтовых вод и влажности почв величина солесодержания ниже слоя 0-50 см не уменьшается ниже 2%. Верхний активный 30-50 см слой почвы имеет несколько меньшее количество солей. Здесь солесодержание составляет 0,2-1,0%. А в условиях высокого стояния грунтовых вод (площадка 203) соленакопление в верхних горизонтах составляет 2-10% в период почти всех наблюдении. При этом высокое соленакопление в верхнем горизонте (5-10%) отмечается в летний период года. В зимне-весенний период под влиянием выпадения большого количества атмосферных осадков отмечается большое рассоление почвенного профиля.
Третья группа. В этой группе объединены почвы орошаемых участков-лугово-сероземная (глубокоостепненная) суглинистая; лугово-сероземная суглинистая; сероземно-луговая глинистая и сероземно-луговая окультуренная (почва-корухов) глинистая (площадки 202, 15, 12, 14), распространенные отдельными участками во всей наклонной равнине. Повышенная влажность (20-30%) в вегетационный период наблюдается здесь как в верхних горизонтах, так и в более глубоких, а частью и в самых глубоких слоях почвы. В летний период, когда прекращаются вегетационные поливы, при достаточно высоком содержании влаги глубинных слоев почвенного профиля верхний слой периодически оказывается иссушенным.
Так как верхние горизонты почв подвержены периодическому и довольно значительному увлажнению при орошении содержание в них очень малое (<0,1-0,2%). Относительно повышенное соленакопление (0,2-1,0%) отмечается в глубоких слоях почв (ниже 100 см).
Выводы по результатам наблюдений на Восточно-Ширванском стационаре.
Общее рассмотрение результатов длительных наблюдений по водно-солевой динамике почв восточной части Ширванской степи позволяет нам установить ряд общих закономерностей водно-солевого режима почв этого района.
Уже в конце апреля и начале мая достаточно ясно вырисовываются признаки миграции солей в верхних горизонтах.
Максимум соленакопления наблюдается в августе-сентябре. Опреснение же под влиянием атмосферных осадков происходит зимой, начиная с февраля.
Для почв исследуемого района с устойчивым поверхностным соленакоплением общим является высокое залегание грунтовых вод. В частности, в периоды наивысших уровней (декабрь-июнь) грунтовая вода в супесчаных почвах исследуемого района залегала па глубине в среднем 44 см. Наименьший уровень грунтовых вод составляет 77 см. Необходимо сделать вывод, что режим грунтовых вод, установленный по этим площадкам, является «критичным» в отношении соленакопления и, по номенклатуре В.Р.Волобуева (1951) для Мугано-Сальянской степи, должен быть отнесен к критическому уровню 1 порядка.
При залегании грунтовых вод в вегетационный период в среднем на глубине около 160 см в суглинистой почве в условиях исследуемого района происходит значительное соленакопление в более глубоких горизонтах. Интенсивное соленакопление, гибельное для сельскохозяйственных культур, в этих условиях обнаруживается при глубине грунтовых вод около 100-120 см. Этому, помимо высокого стояния грунтовых вод, способствует также высокая минерализация грунтовых вод (около 38 г/л). Обнаруженную нами опасную глубину грунтовых вод в 120-100 см можно отнести к эффективно-критическому уровню II порядка.
Некоторое засоление корнеобитаемого слоя глинистых почв в исследуемом районе обнаруживается в условиях залегания грунтовых вод в вегетационный период на уровне в среднем 181-186 см от поверхности земли, когда грунтовые воды впервые вовлекаются в поверхностное испарение. Такой режим уровня грунтовых вод относится к критическому уровню III порядка.
Весьма показательно сопоставление солевой динамики с режимом грунтовых вод в тяжелоглинистой лугово-болотной почве. Грунтовые воды в этих условиях в период наблюдения залегали гораздо ниже (в среднем на глубине 300 см от поверхности), чем по другим площадкам. Но процесс соленакопления по профилю почвы шел почти одинаково. По нашему представлению, на засоление корнеобитаемого слоя этих почв одновременно оказывает влияние поверхностное затопление почвы и минерализация остатков тростниковых растений, пышно развитых здесь в приболотной зоне.
4. Районирование восточной Ширвани по генезису засоления
С целью наиболее рационального размещения мелиоративных мероприятий на территории Восточной Ширвани нами составлена карта почвенно-мелиоративного районирования. Карту мелиоративного районирования мы составили на основе генетических представлений. При этом прежде всего мы полагали существенно важным принять во внимание геоморфологическую и геологическую характеристику района, литологический и химический состав почв и пород, источники питания и условия стока, глубину залегания, минерализацию и химизм грунтовых вод. Далее учтены также географические закономерности изменения отдельных количественных градаций солевых компонентов (НСО3, С1, SO4, Са, Мg, Na +К) и виды засоления почв и солевых профилей. Выявлены были также районы солевых систем. Наряду с вышеуказанным, мы полностью использовали данные двухгодичных стационарных наблюдений, установивших ход изменения динамики грунтовых вод, их минерализации и водно-солевой режим почв.
Учитывая все эти элементы, в пределах восточной Ширванской степи мы выделили следующие районы:
I. Район останцевых возвышенностей. Почвы незасоленные, хорошо дренированы (плато изрезано глубокими каньоно-образными-антецедентными долинами). В отношении влажности наиболее динамичным является верхний 70 см В течении длительного (зимнее-весеннего)-времени этот слой отличается высокой увлажненностью (20-35%). Динамика солесодержания слоя 0-70 см колеблется в пределах 0,1-0,2%. Ниже этого слоя почвенный профиль имеет ничтожное количество солей (< 0,1%).
II. Вершины речных конусов выноса с незаселенными почвами и глубоким залеганием грунтовых вод. Почвы здесь часто глинистые и солонцеватые. Имеющееся незначительное количество солей (0,1-0,2%) распределено по профилю почти равномерно. Засоление гидрокарбонатно-кальциевого и гидро-карбонатно-сульфатно-кальциево-натриевого состава. По сезонам динамика засоления в целинных условиях изменяется мало (в пределах 0,1-0,2%) и лишь в верхнем 20 см слое. На перелогах отмечается некоторое изменение в солесодержании по временам года и в глубинных слоях почвы. Почвы орошаемых полей отличаются рассолением верхних горизонтов и накоплением солей в более глубоких слоях.
В отношении водного режима можно сказать, что повышение увлажнения (20-35%) отмечается в верхних (0-50 см) горизонтах почв в осенний, зимний и весенний периоды. На глубине же 50-200 см содержание влаги в пределах 10-20% сохраняется на протяжении всего года.
Все указанные особенности почв свидетельствуют о возможности широкого использования земельного фонда описываемого района. Почвы здесь в большей части возделываются под хлопчатником, зерновыми и садовыми культурами.
III. Средняя зона конусов выноса рек-зона выклинивания грунтовых вод с участием засоленных почв и выраженным мезорельфом. Грунты здесь хорошо проницаемые, грунтовые воды местами залегают близко к поверхности и сильно (20-80 г/л) минерализованы. Динамика минерализации тесно связана с динамикой уровня грунтовых вод. При этом повышение минерализации соответствует высокому состоянию уровня грунтовых вод. Встречаются как солончаковые, так и солончаковатые почвы. Засоление почв-особосульфатно-магниево-кальциево-натриевое. Динамика влажности почв в местах выклинивания грунтовых под характеризуется капиллярной насыщенностью почвенного профиля в течение почти всего года, включая и летний период. Капиллярное насыщение обусловливает интенсивное засоление почв в летний период. Наблюдения во влажные сезоны года показали, что, несмотря на большое летнее соленакопление в поверхностном слое почв, зимние осадки ведут к опреснению почв. Это указывает на то, что промывка их легко осуществима.
Для освоения земель этого района целесообразно проведение промывок с применением вертикального дренажа. При применении вертикального дренажа, помимо откачивания сильно минерализованных грунтовых вод верхних слоев, в периферии описываемого района можно будет, по нашему представлению, использовать для орошения пресные грунтовые воды глубин¬ных слоев, выклинивающиеся на юге района.
IV. Зона вторичных аллговиальпо-пролювиальных конусов выноса и рассеивания грунтовых вод с незаселенными почвами. Грунтовые воды, залети глубоко, отличаются слабой минерализованностью. Почвы, незаселенные в своей верхней толще, в более глубоких слоях нередко содержат большое количество солей (0,5-1,5%). Засоление почв гидрокарбонатно-сульфатно-кальциево-натриевое.
Динамика влажности почв показывает, что перелоги в период всего года отличаются импермацидным характером увлажнения с иссушенным слоем на глубине 80-200 см (5-10%). Поэтому, чтобы использовать продуктивно земли, необходимо поддерживать путем орошения требуемую влажность в корнеобитаемом слое в вегетационный период.
V. Северная часть шлейфовой зоны, с относительно тяжелыми и засоленными почвами. Этот район особенно сложен в мелиоративном отношении. Здесь широко распространены коркующиеся и слитые почвы, а также почвы с уплотненным слоем. Почвы с этими свойствами очень тяжелы в обработке и получение всходов сельскохозяйственных культур на них сопряжено с большими трудностями. Солесодержание в корнеобитаемом слое колеблется в пределах 0,12-0,77% и особенно возрастает в нижних слоях почв (1-2%). Засоление верхнего метрового слоя, как показывают стационарные наблюдения, прогрессирует ежегодно по отношению к первоначальному солевому запасу, что обьясняется периодическим затоплением описываемого района водами Карасу. Водопроницаемость почв здесь низкая. Поэтому воды Карасу испаряются, не просочившись в нижние слои. Солевой состав почв разнообразный, но преимущественно сульфатно-хлоридно-натриевый. Величина влажности в почвенном профиле в период всего года обычно не превышает 10-20%.
Все сказанное об этом районе указывает, что здесь необходимы коренные мелиорации. По нашему мнению, потребуется провести промывку с внесением гипса и углублением пахотного слоя за счет постепенного вовлечения оглиненных горизонтов так как почвы имеют и некоторую солонцеватость в иллювиальном горизонте. При этом, в связи с глинистостью почв и грунтов, может оказаться необходимым мелкий дренаж для отвода промывных вод.
VI. Западная часть приболотной депрессии с тяжелыми и сильно засоленными почвами и выраженным мезорельефом. Почвы здесь почти сплошь тяжелоглинистые, слабопроницаемые, сильно засоленные, нередко встречаются солончаки. Имеются и солонцеватые почвы. Грунтовые воды лежат высоко, отличаются большой минерализацией (25-40 г/л). Периодическое затопление водами болота вызвало появление здесь почв с разного типа солевыми профилями. Постоянное влияние капиллярной каймы сильно минерализованных грунтовых вод обусловило насыщенное состояние нижних слоев почв в период всего года (20-30%).
Динамика грунтовых вод, их минерализация и засоление почв свидетельствуют, что в летний период, когда уровень грунтовых вод залегает высоко и их минерализация повышается, в корнеобитаемом слое почв происходит соленакопление. В зимний и весенний периоды, в связи с выпадением атмосферных осадков, соли, накапливающиеся в активном слое почв, вымываются в нижние слои.
Таким образом почвы этого района нуждаются в коренной мелиорации.
VII. Восточная часть приболотной депрессии с тяжелыми и солончаковатыми почвами и с выравненным рельефом. Этот район более сложен в мелиоративном отношении. Почвы здесь глинистые. Грунтовые воды залегают неглубоко и сильно минерализованы. По всей территории распространены солончаковые почвы с периодическим соленакоплением в поверхностных слоях. Засоление хлоридно-кальциево-натриевое и особохлоридно-особонатриевое. Земли, в связи с неблагоприятными структурными свойствами (слитость) и сильной засоленностью, не используются. Мы полагаем, что для коренной мелиорации этого и предыдущего района плоской депрессии Карасу необходимо проложить глубокий коллектор, который примет на себя функцию генерального коллектора и освободит окружающий участок от периодического затопления водами Карасу.
VIII. Делювиально-пролювиальные наклонные равнины с засоленными почвами. Этот район охватывает окраинную холмистую зону предгорий, низкую, слабо-наклонную делювиальную равнину и высокие делювиально-пролювиальные террасы. На части площади этого района имеется питание грунтовых вод минерализованными пластовыми водами, проникающими по тектоническим нарушениям. В связи с этим, а также под влиянием делювиальных насосов почвы характеризуемого района на большей части территории значительно засолены. Солевой профиль почв обычно ниже слоя 30-60 см показывает резкое возрастание засоления. Местами встречаются солонцеватые почвы. Солевой состав-сульфатно-натриево-магниево-кальциевый и хлоридно-сульфатно-кальциево-натриевый. Последний вид засоления в основном распространен в пониженной части района. Большая площадь описываемых земель из-за недостатка воды и засоленности почв не используется. Для рационального использования земель целесообразно применение промывок после вспашки без оборота пласта. При вспашке же плугом с оборотом пласта, особенно на большую глубину, будут вывернуты наиболее засоленные горизонты почв, в то время как верхние, опресненные слои попадут на дно борозды. При промывке необходим неглубокий дренаж для отвода промывных вод, так как почвы здесь глинистые и с очень плохой водопроницаемостью.
IX. Падарский увал террасовых образований древнего Каспия с глубиннозасоленными почвами и глубоким залеганием грунтовых вод. В почвах наблюдается процесс осолонцевания-осолодения. Солевой профиль имеет глубоко-опущенный характер. Почвы этого района пресные в верхних слоях. Они используются под сенокосы. Недостаток воды не дает возможности использовать земли под сельскохозяйственные культуры.
X. Падарская (контактовая) депрессия с сильно засоленными почвами. Солевые профили почв здесь характеризуются опресненностью верхних слоев мощностью до 30 см и большим засолением глубжележащей толщи. Из-за недостатка воды и сильной засоленности почвы Падарской депрессии почти не используются.
Как видим, мелиоративные условия Восточной Ширвани очень разнообразны и сложны. Это объясняется, прежде всего, широким распространением засоленных почв, многообразием факторов заболачивания и засоления, большими различиями в гидрогеологических условиях, неблагоприятными агрофизическими свойствами почв.
