книги из ГПНТБ / Природно-мелиоративное районирование территории перспективного орошения Нижнего Поволжья

разом тяжелыми разностями с содержанием физической гли­ ны от 46 до 67%. При этом гумусовый горизонт обычно беден илистыми частицами.

Почвы области обладают довольно разнообразными вод­ но-физическими свойствами. Количество водопрочных агре­ гатов размером более 0,25 мм в горизонте А у черноземов составляет 45—48%, у каштановых — 35—41%. В нижележа­ щем горизонте (В) количество водопрочных агрегатов возрас­ тает до 60—70%, что, по-видимому, связано с отсутствием воздействия на него механических обработок.

Удельный вес черноземов и каштановых почв в гумусо­ вых горизонтах составляет 2,57—2,58 г/см3, в нижележащих слоях на глубине до 2 метров он увеличивается до 2,65— 2,70 г/см3. Гумусовый горизонт черноземов обыкновенных и южных имеет объемный вес в пределах 1,10—1,20 г/см3, каштановых почв — 1,26 г/см3. Объемный вес свежевспаханного слоя почвы обычно .равен 0,9, а к концу вегетационного периода он увеличивается до 1,10—1,25% г/см3. Ниже пахот­ ного слоя плотность почв возрастает и объемный вес достигает максимального значения в горизонтах наибольшего скопления кар'бонатов, возрастая до 1,57—1,67 г/см3. В среднем на глу­ бине 2—4 м объемный вес черноземов составляет 1,52, каш­ тановых почв на этой же глубине 1,55—1,56 г/см3.

Общая порозность верхних почвенных горизонтов, как и объемный вес, весьма динамична и находится в большей зависимости от культурного состояния почвы и ее обработки. В горизонте А скважность 1П0 чвьт черноземов обыкновенных составляет 56,8%, южных 53,5—54,5%, каштановых 52,6—53,1%, солонцов 54,9% от объема почвы. С глубиной почвогрунта она закономерно уменьшается, достигая наи­ меньших величин в горизонте С. На глубине 2—4 м общая порозность для черноземов составляет 44,0%, каштановых почв 41,0—43,4%.

Порозность аэрации удовлетворительная лишь в верхнем горизонте А, где она составляет в черноземах южных 14,7— 16%, а в каштановых почвах 10,6—14,4%- В нижних гори­ зонтах порозность аэрации низкая, обычно не превышает

- 10% от объема почвы.

На орошаемых землях наблюдается резкое уплотнение пахотного слоя до глубины 20—30 см и уменьшение общей порозности, что наблюдалось исследованиями лаборатории агропочвоведения и мелиорации ВолжНИИОЗ (Азовцев, Барановская, Копытцова, 1972). Уплотнение пахотного слоя

80

при орошении отрицательно сказывается на воздушном ре­ жиме почв и 'развитии сельскохозяйственных растений, а так­ же вызывает уменьшение скорости впитывания, способствует развитию ирригационной эрозии и увеличивает скорость ис­ сушения почвы. Для улучшения водно-воздушного режима поливных земель необходимо применять специальную агро­ технику, направленную на создание мощного культурного слоя. Исследованиями, проводимыми Саратовским сельско­ хозяйственным институтом и ВолжНИИГМ (Данилова, Узун, Бесчастнов, 1971), установлено, что для предупреждения и снижения слитности почв можно использовать отходы ряда производств, содержащих кислоты и органические вещества, отходы нефтеперерабатывающей промышленности — сланцы. Эти вещества ускоряют или создают в почве условия для реакций конденсации и полимеризации. Из минеральных ве­ ществ, способствующих процессам полимеризации и улучше­ нию физических свойств почв, являются гипс, суперфосфат, сернокислый аммоний.•

Таким образом, внесением в почву названных органичес­ ких и минеральных веществ можно воздействовать на наибо­ лее активную часть почвы — гидрофильные коллоиды, изменять их качественный и химический состав, тем самым улучшать водно-физические свойства почв, предупреждать сильное ее уплотнение при поливах.

Полевая влагоемкость метрового слоя черноземов харак­ теризуется влажностью 21—37,2% от веса почвы. Для кашта­ новых почв эти показатели несколько ниже и изменяются в пределах 20,1—33,4%. Возможные средние абсолютные за­ пасы воды в метровом слое черноземов и каштановых почв составляют 352—388 мм, на солонцах 365 мм.

Влажность завядания, принятая равной полуторной мак­ симальной гигроскопичности, изменяется в корнеобитаемой толще от 11,1 до 16,0% от веса почвы. Сопоставление запа­ сов почвенной влаги при влажности завядания и полевой влагоемкости позволяет установить запасы физиологически активной влаги в метровом слое черноземов, которые равны 188—199 мм, или 51—56% от полевой влагоемкости. На тем­ но-каштановых почвах размеры доступной влаги составляют 204—205 мм, или 56—60% от запасов полевой влагоемкости.

Почвы Сыртовой области обладают довольно разными показателями водопроницаемости. Наиболее высокая ско­ рость впитывания с поверхности наблюдается на обыкновен­ ных чеоноземах и составляет за первый час полива 4,20 м/сут­

81

ки, на темно-каштановых почвах она снижается до 3,6 м/сутки, а на темно-каштановых солонцеватых почвах составляет всего лишь 2,6 м/сутки. К концу 6-то часа 'полива скорость впитывания на черноземах снижается до 0,86 м/сутки, а на темно-каштановых до 0,50 м/сутки.

Фильтрационная способность каштановых почв в среднем сравнительно невысокая. Коэффициент фильтрации двухмет­ ровой толщи темно-каштановых солонцеватых почв равен 0,05 м/сутки, каштановых 0,103 м/сутки, темно-каштановых солонцеватых почв с поверхности поля 1,2 м/сутки, а на глу­ бине 1,0 м уменьшается до 0,086 м/сутки.

В целом можно считать, что черноземы области характе­ ризуются более благоприятными водно-физическими свойст­ вами, они обладают способностью довольно быстро погло­ щать атмосферные осадки и в значительном количестве удерживать их в корнеобитаемом слое. Метровая толща чер­

от темно-каштановых почв к светло-каштановьгм. В сухом со­ стоянии эти подтипы почв покрываются глубокими трещинами. По показателям полевой влагоемкости каштановые почвы довольно однообразные, но по степени водопроницаемости наблюдается значительная дифференциация. Скорость впи­ тывания воды на этих разностях уменьшается также от тем­ но-каштановых к светло-каштановым почвам. Водопроницае­ мость второго полуметра этих почв в три раза ниже водопро­ ницаемости первого полуметра.

В каштановых солонцеватых почвах и в солонцах, как правило, создаются неблагоприятные условия для поступле­ ния и накопления в них воды. Вследствие распыленности структуры пахотного слоя и низкой водопроницаемости вода при интенсивном поступлении (талые воды, ливневые осад­ ки) не успевает поглощаться почвой и скатывается в пони­ жения, что определяет высокий коэффициент стока, особен­ но на склонах.

Солонцы удерживают общее количество воды не меньше, чем черноземы и каштановые почвы, но поглощают ее чрез­ вычайно медленно. Поэтому атмосферные осадки на солонцах используются очень плохо. Почвенный профиль их промачи­ вается на меньшую глубину, чем черноземов.

Анализ природных условий Южного Сыртового Заволжья

82

показывает, что эта область является зоной перспективного развития орошения. По данным Ленгипроводхоза, ирригаци­ онный фонд этого массива может быть увеличен до 388 тыс. га. Однако неоднородность геоморфологических и некоторых других условий области, в особенности содержания солей в почвогрунтах, требует дифференцированного подхода к ре­ шению вопросов развития орошения как в части конструк­ ций мелиоративных систем, а также -рекомендаций способов и техники полива, режима орошения сельскохозяйственных культур.

Из распространенных в области почв черноземы высоких сыртов, главных и второстепенных водоразделов рек явля­ ются лучшим объектом для орошения. Они не требуют пред­ варительных мелиораций, развитие вторичного засоления на них исключается.

Темно-каштановые почвы и южные черноземы склонов, в особенности южных сыртов, обладающие до глубины 100— 150 см слабой остаточной засоленностью, также являются вполне благоприятным объектом для орошения. Следует, од­ нако, учесть, что уплотнение глубоких слоев этих почв может способствовать образованию верховодок, которые могут вы­ звать вторичное засоление в случае перемещения солей к поверхности.

При широком применении орошения больших массивов Сыртовой области возможно, что район низких сыртов, а особенно территория речных террас, будет испытывать под­ топление минерализованными грунтовыми водами со стороны районов более высоких сыртов, что непременно повлечет за собой вторичное засоление почв.

Следует отметить, что почвы и грунты Сыртовой области (Садовников, 1952, Бирюкова, 1962) в настоящее геологичес­ кое время проходят стадию естественного опреснения. Соле­ вой баланс почв и грунтов направлен в сторону глубокого рассоления (Ковда, 1945). Почвенный профиль здесь давно утратил связь с грунтовыми водами, уровень залегания кото­ рых, как было отмечено выше, колеблется, в зависимости от условий рельефа, от 15 до 50 м. Изрезанность рельефа мест­ ности глубокими долинами рек, балок и других понижений, выполняющих роль естественного дренажа, способствует вы­ носу огромного количества воднорастворимых солей.

Запасы воднорастворимых солей, по данным А. П. Бирю­ ковой (1962), в неорошаемых почвах области изменяются в

83

пределах до 15 т/га в метровой и почти до 150 т/га в трех­ метровой толще почвогрунта (табл. 43).

Из этих данных видно, что в обыкновенных и южных черноземах опреснена трехметровая толща, а в темно-каш­ тановых и каштановых почвах всего только метровая.

Орошение в пределах области, в частности на Ершовской опытно-мелиоративной станции, ведется с 1934 г. На основе де­ тальных почвенных обследований, выполненных И. Н. Анти­ повым-Каратаевым в 1934 и 1950 гг., было установлено, что за первые 15 лет орошения произошло заметное рассоление

Т а б л и ц а 43

Запасы воднорастворимых солей в почвогрунтах Сыртовой

природно-мелиоративной области (т/га)

темно-каштановых почв. Признаков развития солонцовых процессов им не отмечено. В 1964 г. лабораторией почвоведе­ ния ВНИАЛМИ под руководством А. М. Вялого (Азовцев, 1971) проведено дополнительное обследование почвенных участков орошаемых массивов. Анализ полученных данных

области необходимо обращать внимание на такую особен­ ность, как засоленность почвогрунтов с глубины 1,5—4 м и низкую их водопроницаемость. Коэффициент фильтрации сыртовых глин с поверхности не превышает 0,1 м/сутки, а с глубиной он постепенно уменьшается. На 15—25 м глубине грунты становятся почти водоупорными, коэффициент фильт­ рации их выражается тысячными и десятитысячными долями метра в сутки. При строительстве открытой оросительной сети в земляных руслах большие потери воды на фильтрацию будут способствовать образованию верховодки на этой глу­

84

бине, что подтверждается опытом эксплуатации оросительной сети на Ершовской опытно-мелиоративной станции. Здесь за счет потерь воды из каналов образовалась верховодка. Уро­ вень воды ее в 50-метровой приканальной полосе находится на глубине 2—3 м, а на удалении 300 м от канала горизонт воды располагается на глубине 20—25 м. В зоне влияния оросительного канала на уровень залегания грунтовых вод минерализация их равна 1—3 г/л, а на расстояни 300 м от канала повышается до 14—20 г/л.

Под влиянием орошения, как уже отмечено выше, почвы региона в зоне промачивания подвергаются рассолению. Необ­ ходимо отметить, что такая закономерность справедлива только для тех участков, где грунтовые воды залегают ниже критического уровня. При длительном орошении и больших потерях воды на фильтрацию, низкая водопроницаемость почвогрунтов, наличие больших запасов солей на глубине 2—3 м ие исключают возможности развития процессов засо­ ления почв и образования соды.

С целью предупреждения ухудшения мелиоративного со­ стояния земель при широком применении орошения наиболее перспективным в Сыртовой области является строительство закрытых оросительных систем или открытых облицованных каналов. При выборе способов распределения воды по полям предпочтение' следует отдавать механизированным поливам со значительным распространением полива дождеванием с низкой интенсивностью дождя.

При освоении под орошение больших площадей для пре­ дупреждения засоления и заболачивания земель на части территории потребуется строительство горизонтального за­ крытого и частично вертикального дренажа.

Для более рационального использования земель, диффе­ ренцированного применения мелиоративно-ирригационных мероприятий с учетом комплекса природно-мелиоративных условий на территории Сыртовой области выделяется два природно-мелиоративных района: A -I— Иргизский, А-Н — Южно-Узенский (рис. 3).

Иргизский природно-мелиоративный район (A-I) занима­ ет северную и восточную часть Сыртовой мелиоративной об­ ласти и по геоморфологическим особенностям относится к Заволжской Сыртовой равнине с высотными отметками 70—

155 м.

Климат района континентальный. Среднемесячная темпе­

85

ратура самого холодного месяца — января 13—14° ниже ну­ ля, самого теплого месяца — июля +22,6°.

Годовое количество осадков в среднем изменяется в пре­ делах 315—325 мм. Наибольшее количество их выпадает в теплое время года. На теплый период, с апреля по октябрь, приходится основная часть осадков 200—210 мм, или около 70% годового количества (табл. 44).

За период со среднесуточной температурой'воздуха выше 10° накапливается 2600—2800°. Такого количества тепла впол­ не достаточно для вызревания зерновых яровых и озимых

Т а б л и ц а 44

Среднемесячное и годовое количество осадков (мм)

Месяцы

|

культур, раннеспелых сортов риса и других сельскохозяй­ ственных культур. Продолжительность вегетационного перио­ да 180—184 дня.

Заморозки в воздухе заканчиваются в последних числах апреля — начале мая, наиболее поздние заморозки отмечены в последних числах мая и даже в июне. Первые осенние замо­ розки начинаются в последних числах сентября. Устойчивый снежный покров образуется в начале декабря и лежит до первой декады апреля, в среднем 123—128 дней.

Снежный покров устойчивый, но сильные ветры сдувают его в балки и овраги. В рассматриваемом районе часто по­ вторяются метели. Например, в Пугачеве в среднем за зиму бывает 27 дней с метелями.

Лето характеризуется большим числом засушливых и су­ ховейных дней. Запасы продуктивной влаги в почве к нача­ лу сева озимых культур 'бывают недостаточными. В пахотном

8 6

Вегетация озимых прекращается при переходе среднесу­ точной температуры воздуха через +5°, т. е. практически в конце октября. Запасы продуктивной влаги в пахотном слое почвы к этому времени в результате выпадения осадков осенью создаются удовлетворительные.

Перезимовка озимых зависит от состояния посевов перед уходом в зиму и складывающихся погодных условий зимы. Наиболее важными приемами агротехники, способствующими предохранению посевов от вымерзания, являются своевремен­ ный срок посева, обеспечивающий развитие растений от фазы кущения до наступления морозов и проведение снегозадер­ жания. Накопление влаги в почве происходит в основном за счет осенне-зимних осадков, которые хорошо ею усваива­ ются. Поэтому запасы продуктивной влаги весной, по срав­ нению с другими периодами вегетации растений, оказываются наибольшими.

'По данным гидрометеостанций Пугачев и Перелюб, сред­ ние многолетние запасы продуктивной влаги под яровой пше­ ницей составляют весной 100—125 мм. -Однако этих запасов влаги оказывается недостаточно для нормального роста и развития сельскохозяйственных культур. Естественные ре­ сурсы Иргизского района обеспечивают сельскохозяйственные культуры влагой лишь на 45—55%• Фактический расход влаги озимыми в весенне-летний период равен для Пугачева 168 мм, оптимальная же потребность во влаге в два раза выше. Дефицит почвенной влаги составляет около 1600 м3/га. Для создания оптимального режима увлажнения на посевах яро­ вых и кукурузы необходимо давать соответственно 1800 и 2000 м3/га дополнительной влаги.

Территория района представлена сыртовой волнистой и холмистой равниной. Основными типами современного рель­ ефа являются водораздельные сырты, сыртовые склоны. Юж­ ные склоны водораздельных пространств крутые и короткие, северные очень широкие и пологие. Средняя высота над уров­ нем моря водораздельных сыртов 108—140 м и максимальная 170 м на водоразделе реки Б. Иргиза. Некоторые из водораз­

другие — вид узкой гряды. Для восточной части описываемого района особенно характерно дугообразное расположение водораздельных сыртов, которые имеют асимметричное стро­ ение; склоны юго-западной экспозиции являются крутыми, а северо-восточные склоны пологие и широкие (Шабанов, 1958).

87

Территория района сложена тяжелыми делювиальными суглинками мощностью до 10 м и сыртовыми глинами мощ­ ностью от 20 до 70 м, подстилаемыми палеогеновыми и юрс­ кими глинами, пермскими известняками и мергелями. В пре­ делах этого района, в различных местах, обнажаются раз­ нообразные отложения, относящиеся к пермской, юрской, триасовой, меловой и третичной системам. На отдельных участ­ ках эти породы непосредственно слагают подпочву из-за сла­ бого развития четвертичных отложений.

Грунтовые воды залегают на довольно разных глубинах от 15 до 90 м. В акчагыльских пластах слабоминерализован­ ные подземные воды залегают на глубине 20—60 м от поверх­ ности. Ниже горизонта акчагыла залегают среднесильноми­ нерализованные воды. На отрогах общего Сырта водоносный горизонт встречается на глубине 40—90 м,‘ вода пресная.

Почвенный покров района представлен, главным образом, обыкновенными и южными черноземами (рис. 6). Среди пер­ вых преобладают среднемощные и маломощные разновид­ ности, распространенные в северной части района, южная их граница проходит по р. Б. Иргиз. Обыкновенные среднемощ­ ные черноземы залегают на плато, реже на верхних частях пологих склонов водоразделов. Маломощные разновидности их встречаются по склонам сыртовых водоразделов.

Черноземы южного района также представлены средне­ мощными и маломощными разновидностями. Южная гра­ ница их распространения проходит к востоку и западу от Ершова, далее по р. М. Чалыкле на северо-восток и затем по р. Камелику на юго-восток. Наибольшее распространение черноземы южные получили на водораздельных плато и на верхних частях пологих склонов.

Для морфологии обыкновенных черноземов среднемощных характерна комковато-зернистопылеватая структура гумусо­ вого горизонта, мощность которого от 23 до 28 см. Мощность горизонтов В — до 100 см. Горизонт В в верхней части хорошо оструктурен; зернисто-комковатый. Уплотнение наблюдается

вгоризонте В]. Вскипание, отмечается на глубине 42—36 см,

вчерноземах обыкновенных маломощных вскипание начина­ ется с глубины 20—45 см, выделение карбонатов наблюдается

всреднем с глубины 70 см.

Черноземы южные по морфологическим признакам не­ сколько отличны от черноземов обыкновенных. Для чернозе­ мов южных среднемощных характерна меньшая мощность гумусово-аккумулятивного горизонта А, который обычно хо­

8 8

рошо оструктурен (комковато-зернистый, а в распаханных почвах порошисто-комковатый). Иллювиальные горизонты имеют общую мощность до 80 см; верхний горизонт Bi зер­ нисто-комковатой структуры, уплотненный, нижний горизонт В2 пдотный. Вскипание начинается с глубины 25—40 см. Скопление карбонатов отмечается в горизонте В2 на глубине 60—65 см. В черноземах обыкновенных сульфаты в почвенном профиле не наблюдаются, а в южных черноземах они обнару-

\* \222Шзт*Ш5

Рис. 7. Механический состав (Р) чернозема обык­ новенного по профилю (h). Частицы, мм: I — 1,0— 0,25; 2 — 0,25—0,05; 3 — 0,05—0,01; 4 — 0,01—0,005; 5 — 0,005—0,001; 6 — >0,001; 7 — потеря от обра­ ботки.

живаются на глубине 140—160 см. Черноземы южные мало­ мощные отличаются от среднемощных меньшей мощностью почвенных горизонтов и более высоким залеганием карбонат­ ных горизонтов (около 50 см), сульфаты отмечаются на глу­ бине 110—120 см.

По механическому составу описываемые почвы в основном тяжелосуглинистые. На рис. 7 представлен профиль по изме­ нению механического состава чернозема обыкновенного сред-

89