Тазабекова Е.Т1., Амирашева Б.К.2
Казахский национальный
педагогический университет имени Абая1
ВЛИЯНИЕ
БИОМЕЛИОРАЦИИ НА ХИМИЧЕСКИЙ И МЕХАНИЧЕСКИЙ СОСТАВ АНТРОПОГЕННО-НАРУШЕННЫХ
ЛАНДШАФТОВ ЮГО-ВОСТОКА КАЗАХСТАНА
Аннотация
В статье
рассматривается химический и механический состав реплантозёма, сформированного на лёссовых породах предгорий
Заилийского Алатау. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о
положительном влиянии на них приемов биомелиорации и зарастания лёссовых пород естественной растительностью.
В последние
десятилетия происходит значительное усиление техногенной деградации
естественных экосистем, которая сопровождаются изменениями и разрушением почв, а
вместе с тем трансформацией или потерей выполняемых ими биосферных и биогеоценотических
функций, что может привести к труднопрогнозируемым последствиям [1]. Почвы,
внося немаловажный вклад в поддержание гомеостазиса планеты, являются, в то же
время, наиболее трудновозобновимым ресурсом. Проблема сохранения и
восстановления почв, подвергающихся все большей антропогенной нагрузке,
является на сегодня одной из приоритетных в рамках защиты окружающей среды.
Широкое развитие земледелия на юго-востоке
Казахстана способствовало вовлечению под орошение значительных территорий
предгорных равнин со сложным рельефом. В результате планировочных работ,
предшествующих оросительным мероприятиям, а так же развития водной эрозии,
значительные площади пашни предгорий потеряли верхний гумусовый слой, и на дневную поверхность обнажилась
материнская почвообразующая порода – лёсс и лёссовидные суглинки. Таким
образом, воспроизводство и повышение плодородия антропогенно-нарушенных земель
является актуальной проблемой современности. Наряду с этим в условиях
Казахстана, с его многочисленными шахтами, карьерами, широким размахом
геолого-разведочных работ, актуальность темы удваивается.
Поисками
путей восстановления почвенного покрова и воспроизводства плодородия нарушенных
орошаемых земель на юго-востоке Казахстана с 1967 года занимается группа ученых
Казахского национального аграрного университета под руководством профессора Т.
Тазабекова. [2,3,4]. Ими разработана
технология ускоренного воспроизводства плодородия почвообразующей породы
(лёсса), включающая внесение минеральных и органических удобрений, посев и
сидерацию многолетних трав.
Целью
наших исследований является
разработка биологических основ восстановления биогеоценозов
антропогенно-нарушенных ландшафтов юго-востока Казахстана.
Объектом
наших исследований является
материнская почвообразующая порода предгорных тёмно - каштановых почв
Заилийского Алатау – лёсс.
Реализация поставленных целей проводились
в Талгарском отделение учебно-опытной станции «Агроуниверситет» Казахского
национального аграрного университета в условиях мелкоделяночного полевого опыта,
заложенного по методике С. А. Захарова [5].
На этом стационаре изучали влияние
последствия биомелиорации и залежи на восстановление техногенно-нарушенных
экосистем. Лёссовая порода была оставлена в залежь с 1996 года. Использовались
бетонированные делянки (размером 2 кв.м. каждая), заполненные
техногенно-обнаженной лессовой породой до глубины 60 см. Повторность опыта -
трехкратная.
Исследование проводилось на 6 вариантах
опыта: 1) контроль (лёссовая порода+ячмень); 2) фитоконтроль (лёссовая порода+люцерна);
3) биогумус, 27 т/га (лёссовая порода+27 т/га биогумуса); 4) навоз, 60т/га
(19,7 т/га); 5) лёссовая порода, заложенная в 1971 г.; 6) Аест.К3
(естественный профиль предгорной темно-каштановой почвы, заложенный в 1971 г.
).
Среди химических анализов,
направленных к выяснению генезиса почв, основную роль играет валовой анализ. В
первых работах по исследованию почв докучаевскими методами валовые анализы
применялись в целях бонитировки и объектами их были верхние, «пахотные»,
горизонты культурных почв. Позже получил применение профильный анализ, т.е.
анализ всех морфологических горизонтов почвы и профильное сравнение их
результатов.
Крупными усовершенствованиями,
облегчившими чтение профильного анализа, были, во-первых, пересчет анализов на
минеральную часть (без гумуса и потери при прокаливании) и, во - вторых,
попытка правильного учета убыли привноси элементов в элювиальных почвах. При
этом исследователь выясняет относительную подвижность элементов в различных
горизонтах, и это дает ему возможность легче находить и решение вопросов о
форме их соединений и их происхождении.
По подвижности SiO2
и полуторных оксидов железа и алюминия (R2O3) судят о
типе почвообразования. Например, если они по профилю почвы перемещены (от А к
В), то характеризуют элювиальный процесс (подзолы, солонцы); если же они
равномерно (количественно) распределены по горизонтам (АВС), это характеризует
стабильный аккумулятивный процесс (чернозем).
Применительно к объекту нашего
изучения – реплантозёма, также можно толковать об «убыли и привноси элементов» в
его профиле (0-60 см), где протекает сингенетический почвообразовательный
процесс на фоне разных мелиорантов и залежного травостоя, в климатических
условиях предгорно – степной зоны (температура, осадки и испарение).
Как видно из данных таблицы 1
исходные лёссовые породы предгорий
Заилийского Алатау по валовому химическому составу характеризуются
преобладанием оксидов кремния (55,24%), алюминия (11,64%), железа (2,85%),
затем идут оксиды кальция (10,24%), калия (2,5%), магния (2,26%), натрия
(1,86%). Они также 
содержат карбонаты (7%), оксид железа (ІІ), марганец и титан.
Содержание валового фосфора в них было низким и составляло 0,12-0,14% P2O5. Оно увеличивалось на
0,01-0,02% на вариантах биомелиорации (биогумус, 27т/га) лёссовой породы,
вследствие биогенной аккумуляции фосфора естественной растительностью.
Установлено снижение карбонатности
реплантозёма по всем вариантам биомелиорации в результате процесса
выщелачивания. Катион кальция карбонатов оказывает заметное влияние на
образование в реплантозёме водопрочных агрегатов и на количество в нем
поглощенного кальция. В составе поглощенных оснований преобладает катион
кальция. Данный факт свидетельствует о развитии процесса структурообразования.
Наиболее высокие показатели емкости поглощения и содержания кальция в составе
поглощенных оснований установлены на вариантах Фитоконтроль (посев люцерны),
биогумус, 27 т/га. Это подтверждает главенствующую роль фактора времени и
биомелиорации в сингенетическом почвообразовании.
Реакция почвенного раствора по всем
вариантам опыта слабощелочная, близкая к нейтральной (pH 7,7-7,8).
Рисунок 1 - Изменение карбонатности на лёссовых пород в
результате почвообразования
Реплантозём предгорий Заилийского Алатау
отличается преобладанием лёссовой фракции в его гранулометрическом составе. На
данную фракцию приходиться 50% и более.
Механический состав исходной лёссовой
породы Заилийского Алатау отличается меньшим содержанием физической глины и
илистой фракции по сравнению с гранулометрическим составом зональной предгорной темно-каштановой почвы. Приемы
биологической мелиорации (биогумус,27т/га, посев люцерны) исходной лёссовой
породы способствовали увеличению в реплантозёме фракций физической глины и ила
на 0,7-3,6%. Утяжеление его механического состава происходит в результате
неосиаллитизации. Аналогичная зависимость и по содержанию мелкой пыли. В то
время как содержание крупной пыли, наоборот – уменьшается.
Полученные экспериментальные данные по
изучению химического и механического состава реплантозёма, сформированного на
лёссовых породах предгорий Заилийского
Алатау, свидетельствуют о положительном влиянии на них приёмов биомелиорации.
На вариантах Фитоконтроль (посев люцерны) и Биогумус, 27т/га установлены
наиболее высокие показатели емкости поглощения и содержания обменного кальция
в составе поглощенных оснований, а
также увеличение фракций физической
глины и ила в механическом составе реплантозёма.