Исследование плодородия почв на мелиорированных территориях Азербайджана
Автор: Гаджиев А.Г., Рустамов Я.И.
Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki
Рубрика: Сельскохозяйственные науки
Статья в выпуске: 11 т.9, 2023 года.
Бесплатный доступ
Статья посвящена исследованию плодородия почв, обслуживаемых Главным Миль-Карабахским коллектором, на основе агрохимических показателей. Долговременная эксплуатация земель в сельском хозяйстве - это внесение различных минеральных удобрений, интенсивное орошение, агротехнические и агромелиоративные мероприятия и т. д. Эти мероприятия приводят к изменению физических и химических свойств почвы. Для исследования были взяты пробы почв на разных глубинах и типах почв, на территориях, где были проведены мероприятия по мелиорации. С каждой точки отобрано не менее 3 проб. Все полученные данные были рассчитаны и приведены среднестатистические показатели плодородия почв.
Азербайджан, плодородие, агрохимикаты
Короткий адрес: https://sciup.org/14128947
IDR: 14128947 | DOI: 10.33619/2414-2948/96/17
Текст научной статьи Исследование плодородия почв на мелиорированных территориях Азербайджана
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice
УДК 631.4
Еще с древних времен люди пытались оценить почву с точки зрения ее производительности. Поэтому понятие плодородия было известно людям задолго до возникновения почвоведения как науки и считалось важнейшим свойством почвы как средства производства. Согласно классическому определению почвоведения, плодородие — это способность почвы обеспечивать питательные вещества и воду, ее корневую систему воздухом и теплом, а также благоприятную физическую и химическую среду для нормального развития и роста растения [1].
Плодородие также является важным качественным свойством, отличающим почву от горной породы. Развитие современного учения о плодородии связано с именем В.Р. Вильямса, который подробно изучил формирование и развитие плодородия почвы в процессе естественной его обработки, рассмотрел формы проявления плодородия в зависимости от ряда свойств почвы, а также разработал основные принципы повышения плодородия [2]. Пути исследования и повышения плодородия почв во все времена были одной из наиболее актуальных проблем [7-9].
Охрана плодородия почв и их рациональное использование имеют большое значение для развития аграрного сектора и создают возможности для обеспечения условий жизни и здоровья населения. Для рационального использования земли необходимо правильно регулировать ее водный, питательный, воздушный и тепловой режимы, создавать оптимальный агрофон в зависимости от фенологических и биологических особенностей развития сельскохозяйственных растений. Однако, если почва не используется должным образом, ее полезные свойства постепенно исчезают и становятся непригодными для выращивания сельскохозяйственных культур. Неправильное использование земель приводит не только к снижению продуктивности и качественных показателей, но и к нарушению экологического баланса, длительной утрате плодородия и другим неблагоприятным последствиям. Проведение интенсивных поливов на посевных полях и несоблюдение норм полива и внесения удобрений, иногда самопроизвольное применение агротехники, неправильное выполнение агромелиоративных мероприятий и т.п. факторы вызвают изменение как в морфологической структуре, так и физических и химических свойств почв. С этой точки зрения большое значение для реализации системы научно обоснованных мероприятий имеет изучение физических и химических показателей и плодородия, характеризующих современное состояние орошаемых земель.
Анализ и обсуждение
Основными параметрами, характеризующими плодородие почв, являются удельные показатели почвенного режима (температурный, водный, воздушный, питательный, физический, химический, биологический и др.). Почвенные режимы формируются в условиях тесного взаимодействия и взаимосвязи. Питательный режим формируется в результате сложных преобразований ее минеральных соединений, процессов минерализации и гумуфкации органических веществ, деятельности различных групп микроорганизмов и почвенной фауны, влияния щелочно-кислой среды, окислительно-восстановительных процессов, динамики водно-воздушного и температурного режимов. С целью определения влияния результатов данных процессов на плодородие почв, обслуживаемых главным Мил-Гарабахским коллектором, являющимся специфическим районом исследований, были заложены почвенные разрезы в пятнадцати характерных точках вдоль коллектора. В лаборатории были проанализированы пробы почвы, отобранные из слоев 0-30 см и 0-60 см для каждого участка.
В результате химического анализа установлено pH, определено наличие в почве HCO 3 , CaCO 3 , гумуса, N, Р 2 О 5 , K 2 O, Ca, Mg. Первичными элементами, влияющими на плодородие почвы, являются pH, гумус, N, P 2 O 5 , K 2 O, а также вторичные элементы HCO 3 , CaCO 3 , Ca и Mg. Поскольку параметры, характеризующие плодородие почвы, изменяются в зависимости от времени и пространства, и принимая, что эти изменения происходят как гипотеза по стохастической системе, допускается возможность применения теории надежности [3].
Прежде всего, можно предположить, что экспериментальная территория изучена недостаточно подробно, то есть, учитывая отсутствие других данных, характеризующих плодородие, полученные показатели подчиняются нормальному закону распределения. В этом случае задача решается по известному закону распределения. На основе параметров, полученных в результате лабораторного анализа, для расчета текущего уровня вероятности плодородия почв исследуемой территории можно использовать следующую модель плодородия [4, 5]:
mm
P=n Pk ■ 1 -П(1 - Pn)
i = 1 k + 1
где, m — количество параметров; k — номер параметров первого порядка; n — номер второстепенных параметров. схожего определения P k,n вероятности рассчитываются по следующей формуле[5]:
P k , n
' X ma X '
к V J
-
Ф
( Y
X min
—
X 0 1
X max - X 0 = f .
t max ;
V
X min - X 0 _ , t min
V
если обозначить так, то выражение (2) будет следующим образом:
Pkn = Ф (tmx) — Ф (tmin)
для расчета P k,n в выражении (1) следует выяснить статистические характеристики закономерности распределения параметров X o и значения & , а также нижние и верхние их границы. Где, X 0 vo & рассчитываются нижеследующим образом:
n
X 0 = 1 X х > ;
n i = 1
n
X X i — X о ) 2
n — 1
Из выражения (1) видно, что параметры делятся на первую и вторую степени по влиянию на плодородие. Распределение параметров будучи полностью логичным не только целесообразно, но и необходимо, Если предполагается, что все параметры имеют один и тот же ранг, то распределение вероятностей одного из параметров будет, например, Если Pi=0, то плодородие (надежность) всей системы в построенной модели будет равно нулю (даже если доля этого элемента в плодородии почвы будет наименьшей). Характерной особенностью данной модели является то, что если один из параметров первого порядка равен нулю Pk=0, то выражение (1) становится нулевым. То есть неуместно говорить о плодородии почвы, где абсолютно отсутствует один из основных параметров, как например гумус. В случае Pn=0, то есть отсутствие одного или нескольких элементов, оказывающих достаточно малое влияние на плодородие, приведет к достаточно малому влиянию на общее плодородие почвы. Функции в выражении (2) рассчитываются по специальным таблицам [6].
Следует учитывать, что при разделении параметров на степени необходимо учитывать характер выполняемых на земле работ. То есть элемент, выбранный как основной в одном случае, может быть второстепенным в другом случае, в зависимости от цели использования.
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 9. №11. 2023
Для них должна быть составлена соответствующая блок-схема и приведена подходящая модель. Блок-схема строится по степени полезности параметров (Рисунок).
Рисунок 1. Блок схема плодородия почвы
Таблица 1
ПЕРВОСТЕПЕННЫЕ АГРОХИМИЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПОЧВ ОПЫТНОГО УЧАСТКА (0-30 см)
|
№ |
pH |
Гумус |
Азот (N) |
||||||
|
x i |
(x i -X o ) |
(x i -X o )2 |
x i |
(x i -X o ) |
(x i -X o )2 |
x i |
(x i -X o ) |
(x i -X o )2 |
|
|
1 |
8,13 |
-0,29 |
0,085 |
2,45 |
-0,06 |
0,004 |
11,64 |
-6,14 |
37,70 |
|
2 |
8,68 |
0,26 |
0,068 |
2,40 |
-0,11 |
0,013 |
9,48 |
-8,30 |
68,89 |
|
3 |
9,92 |
1,50 |
2,25 |
0,86 |
-1,65 |
2,72 |
3,80 |
-13,98 |
195,44 |
|
4 |
9,02 |
0,60 |
0,36 |
1,20 |
-1,31 |
1,72 |
17,46 |
-0,32 |
0,103 |
|
5 |
8,83 |
0,41 |
0,169 |
1,50 |
-1,01 |
1,02 |
21,34 |
3,56 |
12,67 |
|
6 |
7,94 |
-0,48 |
0,231 |
1,50 |
-1,01 |
1,02 |
12,07 |
-5,71 |
32,61 |
|
7 |
8,70 |
0,28 |
0,079 |
1,45 |
-1,06 |
1,12 |
18,60 |
0,82 |
0,67 |
|
8 |
8,04 |
-0,38 |
0,145 |
4,10 |
1,59 |
2,53 |
16,49 |
-1,29 |
1,67 |
|
9 |
8,31 |
-0,11 |
0,013 |
3,10 |
0,59 |
0,35 |
21,20 |
3,42 |
11,70 |
|
10 |
8,32 |
-0,10 |
0,01 |
2,48 |
-0,03 |
0,001 |
38,80 |
21,02 |
441,80 |
|
11 |
8,23 |
-0,19 |
0,037 |
3,30 |
0,79 |
0,63 |
29,90 |
12,12 |
146,90 |
|
12 |
7,96 |
-0,46 |
0,212 |
3,67 |
1,16 |
1,35 |
12,93 |
-4,85 |
23,52 |
|
13 |
8,17 |
-0,25 |
0,063 |
3,85 |
1,34 |
1,80 |
18,04 |
0,62 |
0,39 |
|
14 |
7,77 |
-0,65 |
0,423 |
3,02 |
0,51 |
0,26 |
24,25 |
6,47 |
41,90 |
|
15 |
8,23 |
-0,19 |
0,037 |
2,79 |
0,28 |
0,079 |
10,35 |
-7,43 |
55,21 |
|
∑ |
126,30 |
4,182 |
14,617 |
266,71 |
1071,17 |
||||
|
X 0 |
8,42 |
σ ≈ 0,50 |
2,51 |
σ ≈ 1,00 |
17,78 |
σ ≈ 8,70 |
|||
|
№ |
Фосфор ( P 2 O 5 ) |
Калий ( K 2 O ) |
||||
|
x i |
(x i -X o ) |
(x i -X o )2 |
x i |
(x i -X o ) |
(x i -X o )2 |
|
|
1 |
49,06 |
14,16 |
200,51 |
96,10 |
-14,20 |
201,64 |
|
2 |
12,22 |
-22,68 |
514,38 |
90,37 |
-20,23 |
409,25 |
|
3 |
103,8 |
68,90 |
4747,20 |
89,97 |
-20,63 |
425,60 |
|
4 |
136,2 |
101,30 |
10261,70 |
114,47 |
3,87 |
14,98 |
|
5 |
8,88 |
-26,02 |
677,04 |
114,47 |
3,87 |
14,98 |
|
6 |
11,11 |
-23,80 |
566,40 |
96,40 |
-14,20 |
201,60 |
|
7 |
16,70 |
-18,20 |
331,20 |
102,40 |
-8,20 |
67,20 |
|
8 |
18,88 |
-16,02 |
256,60 |
114,47 |
3,87 |
14,98 |
|
9 |
8,89 |
-26,01 |
676,50 |
105,40 |
-5,20 |
27,00 |
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 9. №11. 2023
|
10 |
21,11 |
-13,79 |
190,20 |
102,42 |
-8,18 |
66,90 |
|
11 |
34,90 |
0 |
0 |
155,90 |
45,30 |
2052,00 |
|
12 |
18,88 |
-16,02 |
256,60 |
120,50 |
9,90 |
98,00 |
|
13 |
18,06 |
-16,84 |
1967,60 |
120,70 |
10,10 |
102,00 |
|
14 |
22,22 |
-12,68 |
160,80 |
108,45 |
-2,15 |
4,62 |
|
15 |
42,50 |
7,60 |
57,80 |
126,52 |
15,92 |
253,45 |
|
∑ |
523,41 |
20864,53 |
1658,84 |
3954,20 |
||
|
X 0 |
34,90 |
σ ≈ 38,60 |
110,60 |
σ ≈ 16,80 |
На основе выражений (4) были рассчитаны средние значения параметров X 0 и соответствующие им среднеквадратические отклонения σ. В Таблице 2 приведены значения вторичных агрохимических показателей по секциям. По выражению (3) путем вычисления интегралов вероятности для каждого параметра была составлена следующая Таблица 3.
ВТОРИЧНЫЕ АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ (0-30 см)
Таблица 2
|
№ |
CaCO 3 |
HCO 3 |
||||
|
x i |
(x i -X o ) |
(x i -X o )2 |
x i |
(x i -X o ) |
(x i -X o )2 |
|
|
1 |
9,01 |
-1,59 |
2,53 |
0,90 |
0,03 |
0,001 |
|
2 |
8,16 |
-2,44 |
5,95 |
1,10 |
0,23 |
0,05 |
|
3 |
15,5 |
4,90 |
24,0 |
1,20 |
0,33 |
0,11 |
|
4 |
8,57 |
2,03 |
4,12 |
3,00 |
2,13 |
4,54 |
|
5 |
12,877 |
2,27 |
5,15 |
1,50 |
0,63 |
0,40 |
|
6 |
8,57 |
-2,03 |
4,12 |
0,10 |
-0,77 |
0,59 |
|
7 |
9,01 |
-1,59 |
2,53 |
0,10 |
-0,77 |
0,59 |
|
8 |
8,57 |
-2,03 |
4,12 |
0,10 |
-0,77 |
0,59 |
|
9 |
9,60 |
-1,00 |
1,00 |
0,20 |
-0,67 |
0,45 |
|
10 |
10,30 |
-0,30 |
0,90 |
1,00 |
0,13 |
0,02 |
|
11 |
10,50 |
-0,10 |
0,01 |
0,60 |
-0,27 |
|
|
12 |
11,57 |
0,97 |
0,94 |
0,90 |
0,03 |
|
|
13 |
10,73 |
0,13 |
0,02 |
0,70 |
-0,17 |
|
|
14 |
15,01 |
4,41 |
19,45 |
0,80 |
-0,07 |
|
|
15 |
10,30 |
-0,30 |
0,09 |
0,90 |
0,03 |
|
|
∑ |
158,27 |
74,93 |
13,10 |
357,16 |
||
|
X 0 |
10,60 |
σ ≈ 2,30 |
0,87 |
|||
|
№ |
Кальций (Ca) |
Магний (Mg) |
||||
|
x i |
(x i -X o ) |
(x i -X o )2 |
x i |
(x i -X o ) |
(x i -X o )2 |
|
|
1 |
22,7 |
7,00 |
49,00 |
10,60 |
0,70 |
0,49 |
|
2 |
4,50 |
-11,20 |
125,40 |
13,70 |
3,80 |
14,44 |
|
3 |
2,00 |
-13,70 |
187,70 |
7,20 |
-2,70 |
7,30 |
|
4 |
4,95 |
-10,80 |
116,60 |
16,00 |
6,10 |
37,20 |
|
5 |
10,80 |
-4,90 |
24,00 |
8,75 |
-1,15 |
1,30 |
|
6 |
9,45 |
-6,25 |
39,10 |
10,40 |
0,50 |
0,25 |
|
7 |
9,80 |
-5,90 |
34,80 |
7,20 |
-2,70 |
7,30 |
|
8 |
17,50 |
1,80 |
3,20 |
2,80 |
-7,10 |
50,40 |
|
9 |
23,10 |
7,40 |
54,80 |
12,80 |
2,90 |
8,40 |
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 9. №11. 2023
|
10 |
11,70 |
-4,00 |
16,00 |
10,00 |
0,10 |
0,01 |
||
|
11 |
46,70 |
31,00 |
961,00 |
13,50 |
3,60 |
13,00 |
||
|
12 |
17,0 |
1,80 |
3,20 |
9,40 |
-0,50 |
0,25 |
||
|
13 |
21,00 |
5,30 |
28,10 |
13,40 |
3,50 |
12,30 |
||
|
14 |
21,60 |
5,90 |
34,80 |
8,00 |
-1,90 |
3,60 |
||
|
15 |
11,70 |
-4,00 |
16,00 |
5,40 |
-4,50 |
20,30 |
||
|
∑ |
235,00 |
1693,70 |
149,15 |
176,50 |
||||
|
X 0 |
15,70 |
σ ≈ 11,00 |
9,90 |
σ ≈ 3,60 |
||||
|
Таблица 3 ВЕРОЯТНОСТЬ ПАРАМЕТРОВ ПЛОДОРОДИЯ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ |
||||||||
|
i § |
1 g о |
σ s Q S CO X S O, ° Cr |
Граница Верхнее, max |
параметров Нижнее, min |
Аргумент вероятности интеграла t max t min |
Вероятность параметров плодородия, P i |
||
|
pH |
8,40 |
0,73 |
9,89 |
7,90 |
2,04 |
-0,68 |
0,7310 |
|
|
Гумус |
1,98 |
0,71 |
2,80 |
0,59 |
1,99 |
-0,42 |
0,6395 |
|
|
N |
13,80 |
7,30 |
29,90 |
3,45 |
2,20 |
-1,42 |
0,9083 |
|
|
P 2 O 5 |
31,00 |
29,3 |
125,40 |
9,25 |
3,20 |
-0,74 |
0,7702 |
|
|
K 2 O |
112,50 |
21,0 |
164,30 |
80,30 |
2,47 |
-1,53 |
0,9302 |
|
|
CaCO 3 |
11,30 |
3,80 |
16,90 |
8,10 |
1,47 |
-0,84 |
0,7287 |
|
|
HCO 3 |
0,74 |
0,45 |
1,70 |
0,15 |
2,13 |
-1,31 |
0,8883 |
|
|
Ca |
24,80 |
15,60 |
48,80 |
1,80 |
1,54 |
-1,47 |
0,8674 |
|
|
Mg |
19,70 |
4,30 |
20,90 |
3,80 |
2,37 |
-1,60 |
0,9310 |
|
Используя данные Таблицы 3, получим следующие результаты для соответствующих слоев: по слою 0-30 см — P ≈ 0,4735; по слою 0-60 — P ≈ 0,1443. Полученные результаты представлены на Рисунке 2. Линия АВ, изображенная на Рисунке 2, показывает земную поверхность. Показатель вероятности плодородия почв в плодородных зонах должен быть в пределах.
Рисунок 2. Показатели плодородия по слоям 0-30, 0-60 см
Заключение
В результате проведенных исследований установлено, что вероятность плодородия почв в зоне влияния Мил-Карабахского Коллектора составляет Р=0,47 в слое 0-30 см, и Р=0,14 в слое 0-60 см.
Мелиоративное состояние земель на территории исследований неудовлетворительное. Одной из причин этого является несоответствие коллекторно-дренажной сети проектным параметрам. Поскольку существующие мелиоративные системы не могли выполнять свою функцию, удалить лишнюю воду с посевных площадей не удалось. В результате повысился уровень грунтовых вод, а в результате испарения почвы в разной степени засолились. Для борьбы с засолением и заболачиванием орошаемых земель и предотвращения их повторения на местах должна осуществляться система регулярных комплексных мероприятий.
В связи с эксплуатацией оросительных систем процесс засоления и заболачивания чаще всего обусловлен потерей воды на полях при орошении, увеличением фильтрационных потерь в каналах, увеличением испарения с поверхности земли и т. д. В качестве мелиоративных эксплуатационных мероприятий почвенные оросительные каналы заменяются бетонными для минимизации потерь на фильтрацию, адаптации поливной воды, подаваемой на поля, к режиму орошения сельскохозяйственных растений, применения прогрессивных методов орошения, замены временных осевых канав на гибкие и жесткие.
Необходимо проводить агротехнические мероприятия, такие как применение севооборота в условиях орошения, повышение плодородия почвы за счет внесения на поля органоминеральных удобрений, улучшение структуры почвы путем своевременной обработки после полива и др.
Список литературы Исследование плодородия почв на мелиорированных территориях Азербайджана
- Мехтиев М. М. Бонитировка почв Гянджа-Казахского кадастрового района Азербайджанской Республики // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2022. №3. С. 44-54. DOI: 10.31677/2072-6724-2022-64-3-44-54 EDN: TCHFUG
- Исаева С. Ш. К. Бонитировка почв Гусар-Гонагкендского кадастрового района Азербайджанской Республики // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. №5 (85). С. 17-21. DOI: 10.37670/2073-0853-2020-85-5-12-17
- Мамедов Г. Мониторинг внесения удобрений и плодородия почв сельскохозяйственных ландшафтов Азербайджана // Новые методы и результаты исследований ландшафтов в Европе, Центральной Азии и Сибири. 2018. С. 136-140. DOI: 10.25680/5728.2018.79.17.125 EDN: YPQHSX
- Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1964. 576 с.
- Мамедов Г. Б. Искендерова А. Д., Алиев Б. М., Тагиев У. Т. Исследование ресурсо-и энергосберегающих технологий для развития аграрного сектора Азербайджана // Социально-экономический и гуманитарный журнал Красноярского ГАУ. 2021. №1(19). С. 20-31. DOI: 10.36718/2500-1825-2021-1-20-31 EDN: BGLLAE
- Исаева С. Ш. Экологическая оценка почв Гусар-Гонагкендского кадастрового района Азербайджана // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2020. №3. С. 46-54. DOI: 10.31677/2072-6724-2020-56-3-46-54 EDN: SIDEDP
- Низамзаде Т. Н. Консолидация земель сельскохозяйственного назначения как фактор сохранения и улучшения почвенного покрова Азербайджанской Республики // Аграрный вестник Урала. 2020. №2 (193). С. 89-93. DOI: 10.32417/1997-4868-2020-193-2-89-93 EDN: UJNEBN
- Вагабов Э. Э. Теоретические аспекты управления плодородием почв под овощными в Ленкоранском районе Азербайджана // Синергия теоретического и практического подхода в научных исследованиях и разработках 21 века. 2019. С. 65-71. EDN: SEXFJP
