Динамика водно-температурного режима основных типов почв Ширванской степи Азербайджана

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

Изучение почв низменных территорий, особенно подверженных антропогенному воздействию, является актуальным всегда. Деградация почв равнинных территорий, оценка их плодородия, определение водно-физических свойств и т. д. — это процессы и свойства, которые определяют плодородие и эффективность сельскохозяйственных земель [1–4].

Исследования проводились на территории Ширванской степи. Ширванская степь, являясь частью равнинного пространства Кура-Араксинской низменности в Азербайджане, расположена на левобережье Куры с географическими координатами 40°14ʹ59ʺ с. ш. и 48°00ʹ00ʺ в. д. составляя наибольшую площадь среди всех равнин входящих в Кура-Араксинскую низменность [5–8]. В Таблице 1 приведен солевой состав основных типов почв степи.

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 7. №8. 2021 СОЛЕВОЙ СОСТАВ ОСНОВНЫХ ТИПОВ ПОЧВ ШИРВАНСКОЙ СТЕПИ, % Таблица 1 Глубина, см   CO3 HCO3 Cl SO4 Ca Mg Na+K Сумма солей Серо-коричневые (каштановые) почвы 0–36 — 0,049 0,009 0,031 0,016 0,005 0,010 0,120 36–63 — 0,039 0,004 0,080 0,027 0,004 0,017 0,171 63–100 — 0,039 0,004 0,099 0,018 0,011 0,023 0,194 100–129 — 0,045 0,004 0,077 0,028 0,004 0,018 0,175 129–165 — 0,043 0,009 0,062 0,025 0,005 0,012 0,156 Лугово-сероземные почвы 0–27 — 0,037 0,009 0,139 0.039 0,011 0,021 0,256 27–55 — 0,039 0,004 0,043 0,011 0,007 0,012 0,116 55–88 — 0,043 0,004 0,063 0,023 0,005 0,012 0,150 88–136 — 0,037 0,004 0,067 0,018 0,009 0,009 0,147 Сероземно-луговые почвы 0–18 — 0,061 0,018 0,069 0,018 0,048 0,031 0,206 18–37 — 0,043 0,075 0,350 0,045 0,015 0,151 0,679 37–72 — 0,039 0,093 0,760 0,093 0,048 0,240 1,273 72–91 — 0,030 0,106 0,924 0,116 0,044 0,306 0,526 91–165 — 0,037 0,089 0,919 0,111 0,034 0,318 0,508 Лугово-болотные почвы 0–27 — 0,054 0,049 0,405 0,080 0,041 0,077 0,705 27–63 — 0,052 0,027 0,207 0,057 0,007 0,057 0,407 63–98 — 0,054 0,027 0,181 0,046 0,016 0,041 0,364 Засоленные почвы 0–19 — 0,024 1,260 5,030 0,234 0,655 1,725 8,929 19–57 — 0,021 0,133 0,935 0,134 0,057 0,281 1,561 57–72 — 0,021 0,155 0,948 0,134 0,057 0,301 1,616 72–110 — 0,021 0,080 0,353 0,029 0,019 0,158 0,660 110–132 — 0,018 0,137 1,076 0,177 0,044 0,324 1,740

Температура почвенных горизонтов характеризуя теплообеспеченность почв, выступает как основной показатель его теплового режима. Установлена градация произрастания семян зерновых культур: min — 0–5 °C, optimum — 25-31 °С, max — 31–37 °C, для хлопчатника: min — 12–24 °С, optimum — 37–44 °С и max — 44–50 °С, что соответствует тропическому и субтропическому поясу [8].

Под тепловым режимом подразумевается совокупность поступающей, рассеянной и отраженной от подстилающей поверхности энергии. Он определяется определением температуры в различных слоях почвы и времени суток и вегетации растений.

Среднегодовая температура воздуха за 2017–2019 гг. составила 15,9 °С, а в 2016 г. — 18,2 °С. Максимальные и минимальные значения температуры в 2018 г. — 29,7 °С и 3,0 °С, в 2015 г. — 37,5 °С (04.08) и 6,4 °С (24.02); в 2016 г. — 28,1 °С (22.08) и 4,7 °С (08.02).

Относительная влажность воздуха в 2014 г. — 76%, при этом max — 98% (28.11), min — 48 (22,07%); 2015 г. — 78%, мах 95 (22,12%), min — 42(25,07)%; 2016 г. — 74%, мах — 96(14.02)%, min — 39 (19.08%). Количество осадков согласно по годам составило 296,2 мм, 301,3 мм и 198,5 мм (за I–IX).

Как следует из Рисунка 1 разница между температурой воздуха и почвой в зимние времена составляют 0,8–1,0 °С, а в летние сезоны — 8–10 °С. Если температура почвы зимой составляет 4,4–4,2 °С, то в летние сезоны — 34–35 °С.

Рисунок 1. Годовой ход температуры воздуха и почвы

При изучении теплообмена в почве был определен переход тепла с одной части почвы в другую. Проведено зондирование с целью оптимизации контакта между почвенными частицами. Как следует из Таблиц 2 и 3, — в различное время суток происходит изменение как плотности, влажности почв, так и коэффициентах теплопроводности.

Таблица 2 ИЗМЕНЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ НА ГОРНО СЕРО-КОРИЧНЕВЫХ ПОЧВАХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПЛОТНОСТИ И ВЛАЖНОСТИ ПОЧВ, λ×104 кал. см-1 сек-1 °C-1

Таблица 3

ИЗМЕНЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ НА СЕРОЗЕМНО-ЛУГОВЫХ ПОЧВАХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПЛОТНОСТИ И ВЛАЖНОСТИ ПОЧВ λ×104 кал. см-1 сек-1 °C-1

Так, на горно серо-коричневых почвах при плотности 1,17 г/см3 и влажности 14,22% (10 см) в раннее время суток, коэффициент теплопроводности при плотности почв 1,31 составляет 10,3. В это же время на глубине 40 см, при плотности 1,31 г/см3 и влажности 16,42%, коэффициент теплопроводности составляет 12,1.

В дневное время (16-00) при плотности почв 1,23 г/см3 и влажности почв 13,22% (10 см), коэффициент теплопроводности составляет 10,3, а на глубине 40 см, — 12,1. Как следует из результатов исследований коэффициент теплопроводности изменяется в течение суток не существенно. Эти показатели оказались довольно схожими и близкими в сероземнолуговых почвах, при одинаковой плотности почв, но несколько низких значениях влажности почв.

Для целесообразного использования почв и получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственной продукции необходимо правильное урегулирование водного режима почв. Под водным режимом подразумевается совокупность всей поступающей влаги в почву, его миграция, задерживание в почвенных горизонтах и расход. Источником влаги в почвах являются атмосферные осадки, поступление воды из нижележащих грунтовых вод и орошение. Поступающая в почву вода, находясь в постоянном движении, поглощается растениями, испаряется и мигрирует в нижние слои почвы.

В исследуемых почвах в зависимости от вегетационного периода растений, влажность почвы изменяется с применением орошения. В данном случае после проведения поливов, влажность почвы в пахотном слое составила 22–24%, а в засушливые периоды — 10–11%. В зимние периоды в результате понижения температуры, уменьшается и испарение, в связи с чем влажность почвы составила 26–28%.