Перераспределение гидротермических ресурсов на различных элементах микрорельефа почв полупустынной зоны и агроландшафтах под пшеницей

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

Даже незначительные различия в гипсометрических уровнях поверхностей приводят к ярко выраженной контрастности в почвенном покрове. В полупустынных районах встречаются комплексы разнотипных почв, приуроченных к микрорельефу с перепадами высот всего в несколько десятков сантиметров. На микроповышениях и микросклонах развиваются слабопромытые почвы с большим количеством водорастворимых солей почти у самой поверхности, тогда как в микропонижениях формируются хорошо увлажняемые почвы с мощным травяным покровом, повышенным количеством органического вещества и глубоким залеганием солевых компонентов [1].

Специфический баланс химических веществ в почвах, на различных элементах рельефа, является следствием перераспределения влаги. На возвышенных участках поверхности приток веществ осуществляется из атмосферы. Такие почвы получили название автономных. Продукты почвообразования в них либо сохраняются, либо выносятся в низлежащие части почвенного покрова. В замкнутых депрессиях, наряду с поступлением веществ из атмосферы, почвы также получают их за счет бокового притока. Такие почвы называются гетерономными. Боковое перемещение веществ в водных растворах идет по поверхности почвы, внутри почвенной толщи, по границе слоев с различной водопроницаемостью, при сквозном промачивании – с почвенно-грунтовыми и грунтовыми водами. Состав растворенных компонентов меняется в зависимости от преобладающих путей перемещения растворов. Основоположником учения о взаимосвязи отдельных ландшафтов и почв, основанное в значительной мере на анализе их положения в рельефе, был Б. Б. Полынов, сформулировавший представление об элементарном ландшафте [8], за который был принят определенный одновозрастной элемент рельефа, сложенный одной и той же материнской породой и покрытый в каждой отдельный момент своего существования определенным растительным сообществом.

В работе «Почвы с делювиальной формой засоления на равнинной части Азербайджана» М. Р. Абдуев рассматривает подробно процесс засоления почв аридной зоны и характер увлажнения в зависимости от экспозиции рельефа [9].

Данная проблема приобретает свою актуальность при изучении почвенных процессов, проходящих на элементарном уровне, при дифференциации низинных территорий, в формате микрокатена, с применением современных методов, и использовании мультипараметровых приборов, позволяющих вести расчет в режиме «почва-момент». Примером служит территория Сиязань-Сумгаитского массива. В. В. Докучаев, назвав рельеф в числе основных факторов почвообразования, сформулировал закон постоянства соотношений между формами поверхности земли и характером местных почв [2].

Классификация форм рельефа различается по размерам: макроформы рельефа, мезоформы рельефа, микроформы рельефа. Разновидностью микрорельефа является нанорельеф, это самые мелкие элементы рельефа, от нескольких сантиметров до 0,5–1,0 м [6].

Существуют ландшафтные катены различных геосистемных уровней: микрокатены объединяют фации, расположенные цепочкой от микроповышения до микрозападины. В таких катенах изменение высоты не превышает 0,5–1,0 м. Как бы то ни было, стекание поверхностного стока и накопление влаги в микропонижениях катены, создают условия достижения разности увлажнения до контрастного (кратного) уровня, которое следует учитывать при расчете запасов влаги в почвенной толще.

Почвенный покров территории достаточно разнообразен и представлен, в основном, серо-бурыми, сероземными, такырными почвами и солончаками. На формирование и распределение подобных почв оказывают влияние климатические особенности, растительность, рельеф территории, различные условия увлажнения (поверхностные воды) [3, 7].

Рельеф местности играет при этом доминирующую роль. Зональными почвами на территории массива являются серо-бурые почвы. Серо-бурые почвы развиваются под эфемеровым растительным покровом. Почва карбонатная по всему профилю. Ниже карбонатного горизонта залегает слой, обогащенный сульфатами в виде жилок кристаллического гипса. Содержание поглощенного натрия в серо-бурых почвах делювиальной равнины Сиязань-Сумгаитского массива составляет в солонцеватостолбовидном горизонте почвы 30–50% от суммы поглощенных оснований [4, 5]. Количество гумуса в верхних слоях почвы колеблется в пределах 1–2%, к низу оно резко уменьшается (Таблица 1).

Таблица 1

ПОКАЗАТЕЛИ СЕРО-БУРЫХ ПОЧВ СИЯЗАНЬ-СУМГАИТСКОГО МАССИВА

Растительность, микрорельеф	Глубина, см	Температура почвы, °C	Влажность почвы, %	Запас влаги, мм	s ?   5 ^ '5 s q °      X §	3 50 50	“; s « В s i    2 50
Такыровидный	5	—	—	—	—		552
солончак,	10	20,9	31,0	15,5	324
микропонижение	15	21,2	20,5	10,2	217
	20	21,4	35,3	17,6	377
	30	21,3	56,2	56,2	1197
Полынь,	5	24	29,4	14,7	353		426
эфемеры,	10	23,1	46,8	23,4	541
бирюгун,	15	22,7	57,3	28,6	650
микроповышение	20	23,5	32,4	16,2	381
	30	22,4	14,2	14,2	318
Полынь-	5	24,5	33,4	16,7	409		454
эфемеры,	10	23	48,7	24,4	560
элементарный	15	22,1	58,1	29,1	642
ареал	20	21,5	61,1	30,5	657
	30	21,1	63,3	63,3	1336

Данные Таблицы 1 указывают на наличие разницы гидротермического показателя, формирующегося на микрокатенах серо-бурых почв. Так, на пониженных элементах ландшафта гидротермический потенциал составил 552 м3/га, что на 126 м3/га выше, чем на возвышенных территориях. С целью оценки гидротермического потенциала агроценоза под пшеницей, были проведены исследования на орошаемых серо-бурых почвах делювиальной равнины Сиязаньского района. Число вегетационных поливов составило 2–3. Результаты приведены в Таблице 2.

Таблица 2

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАГИ И ТЕМПЕРАТУРЫ ПО ГЛУБИНЕ В ПОЧВЕ ПОД ПШЕНИЦЕЙ (ДЕЛЮВИАЛЬНАЯ РАВНИНА, ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА)

Год Глубина, см Температу ра почвы, °C Влажност ь почвы, % Запас влаги, мм Гидротерми ческий показатель, м3/га Средневзвеше нная величина, м3/га Продуктивнос ть, ц/га 2022 0 — — — 513 24,0–30,0 5 23,50 19,3 9,65 277 10 23,50 48,9 24,45 575 15 22,90 45,90 22,95 526 20 22,50 64,40 32,20 725 25 — — — — 2023 0 42,2 10,2 13,11 553 759 16–24,5 5 39,0 35,0 17,50 683 10 36,5 35,9 17,95 655 15 33,6 53,0 26,50 890 20 32,0 63,4 31,70 1014 25 — — — — Как видно из Таблицы 2, распределение температуры и влажности по глубине отличается от естественного ареала. В пахотном слое температура равномерно распределена по всему профилю, в то время как влажность постепенно увеличивается в нижних слоях в соответствии с общей тенденцией. Это обстоятельство делает неизбежным применение прогрессивных методов орошения на территории. Гидротермический потенциал почвенной среды, определяемый мультипараметровыми приборами в режиме измерения «почва-момент», обеспечивает гидротермическую достаточность системы «почва-растение». ГТП является сводным показателем распределения влаги и температуры почвенной среды. Исследование территории элементарного ареала в формате микрокатенов дает возможность для более точного определения гидротермического потенциала почвенной среды, формирующегося под влиянием местных условий, в результате перераспределения атмосферных осадков при ливневом режиме. Динамика температуры в почвенной среде под пшеницей по отчетному слою (0–20 см) составила 57,1–70,3%. Отрицательное влияние данного гидротермического режима на урожайность: 2022 г. — 24,0–30,0; 2023 г. — 16,0– 24,5 ц/га.