Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы
1.1. Особенности физико-географических условий формирования дельтовых отложений р. Нила
1.2. Состояние изученности состава и свойств аллювиальных почв дельты Нила и их характерные особенности
1.3. Устойчивость почв и проблемы их деградации
Глава II. Условия, объекты и методика исследований. морфологические особенности почв восточной части дельты Нила
2.1. Природные и ирригационно-хозяйственные условия
2.1.1. Климат
2.1.2. Геология
2.1.3. Геоморфология
2.1.4. Система орошения и использования земель
2.2. Схема опыта и методика исследований
2.3. Морфологическое строение почв
Глава III. Свойства аллювиальных почв восточной части дельты Нила и их устойчивость к антропогенным воздействиям
3.1.Физические свойства почв
3.1.1. Гранулометрический состав почв.
3.1.2. Плотность сложения и пористость почв
3.1.3. Структурно – агрегатный состав почв
3.2. Водные свойства аллювиальных почв
3.3. Химический состав аллювиальных почв
3.4. Засоленность аллювиальных почв
3.5. Физико-химические свойства аллювиальных почв
3.6.Содержание микроэлементов и тяжелых металлов в аллювиальных почвах
Глава IV. Водный режим аллювиальных почв и мероприятия по их улучшению
4.1. Режим уровня грунтовых вод и степень их минерализации
4.2. Содержание химических веществ в оросительной воде
4.3 Режим орошения яровой пшеницы
4.4. Динамика влажности и водный баланс аллювиальных почв
4.5.Урожайность зерна яровой пшеницы, возделываемой на аллювиальных почвах
4.6.Почвенно-мелиоративные режимы и мероприятия по улучшению свойств и плодородия аллювиальных почв
Выводы
Рекомендации производству
Список литературы
Приложение
- Состояние изученности состава и свойств аллювиальных почв дельты Нила и их характерные особенности
- Устойчивость почв и проблемы их деградации
- Система орошения и использования земель
- Химический состав аллювиальных почв
Введение к работе
Актуальность темы. Дельта Нила является наиболее плодородной частью поймы реки и характеризуется неодинаковым плодородием. Поэтому правильное сельскохозяйственное использование почв дельты возможно только при дифференцированном подходе с учётом их особенностей. В целом почвы дельты Нила, подвержены антропогенному воздействию, особенно восточная ее часть, где ярко проявляются негативные процессы. В связи с сооружением Асуанской плотины и прекращением поемности, а также несоблюдение адаптивно-ландшафтного подхода к системам земледелия, нарушение технологии орошения и многие другие факторы привели к развитию в аллювиальных почвах целого ряда негативных явлений –переуплотнение, эрозия, засоление, подтопление и др. (Мохамед, 2011; El-Baroudy, 2005).
Следует отметить, что исследований, посвящённых изменению режимов и свойств почв дельты Нила и их устойчивости к антропогенным воздействиям при интенсивном сельскохозяйственном использовании, проведено недостаточно. Многие вопросы изучения гидрологического режима и свойств аллювиальных почв восточной части дельты Нила, их устойчивости к изменениям в результате многолетнего мелиоративного воздействия остаются почти не исследованными.
Цель и задачи исследования. Целью работы является изучение основных тенденций изменения водно-физических, химических, физико-химических свойств и гидрологического режима почв восточной части дельты Нила, а также установление закономерностей устойчивости почв при внешнем антропогенном воздействии в результате многолетнего орошения и техногенного загрязнения. Для достижения поставленной цели необходимо было решение следующих задач:
1. Выявление особенностей изменения морфогенетических свойств почв;
2. Установление основных закономерностей в изменении водно-физических, химических и физико-химических свойств почв;
3. Изучение солевого состава грунтовых и оросительных вод;
4. Определение содержания микроэлементов и тяжёлых металлов в различных группах аллювиальных почв и оросительных водах и выявление степени их загрязнения;
5. Обоснование гидрологического и почвенно-мелиоративного режимов аллювиальных почв и водообеспеченности растений применительно к различным геоморфологическим зонам;
6. Разработка комплекса мероприятий по снижению негативных природных и антропогенных воздействий и повышению плодородия аллювиальных почв восточной части дельты реки Нил.
Научная новизна. Впервые проведены комплексные исследования агрофизических, химических свойств и гидрологического режима аллювиальных почв, расположенных в различных геоморфологических зонах восточной части дельты Нила и установлены закономерности их изменений.
Получены новые научные данные по характеру изменений свойств аллювиальных почв за многолетний период (1971-2013 гг.) и их водного режима под действием традиционного характера землепользования, а также в зависимости от химического состава грунтовых и оросительных вод в условиях техногенного загрязнения.
Изучено формирование почвенно-мелиоративных режимов аллювиальных почв в зависимости от глубины залегания уровня грунтовых вод, почвенных условий и содержания солей в почвах.
Выявлены особенности формирования основных свойств аллювиальных почв и их гидрологического режима в зависимости от геоморфологической зоны. Научно обоснованы параметры режима орошения пшеницы применительно к геоморфологическим зонам.
Установлено, что в восточной части дельты Нила в результате интенсификации сельскохозяйственного производства за более чем 24-40-летний период произошли заметные изменения некоторых свойств аллювиальных почв. Определена степень изменения и дана их оценка.
Практическая значимость работы. На основе выявленных закономерностей показана опасность возможности проявления деградационных процессов. Разработаны режимы орошения пшеницы и приёмы регулирования водного режима аллювиальных почв в различных геоморфологических зонах. Научно обоснованы рекомендации по комплексу агротехнических, лесотехнических и мелиоративных мероприятий, обеспечивающих защиту аллювиальных почв от деградации в результате интенсивного антропогенного воздействия с учётом улучшения организации орошения и качества поливов, а также совершенствования системы землепользования и агротехнологий.
Защищаемые положения. На защиту выносятся:
Закономерности изменений агрофизических и химических свойств основных групп аллювиальных почв восточной части дельты Нила за многолетний период (1971-2013 гг.) интенсивного использования при традиционном характере землепользования в условиях орошаемого земледелия;
Особенности формирования гидрологического режима орошаемых почв региона;
Научное обоснование режима орошения пшеницы и формирование почвенно-мелиоративных режимов в зависимости от геоморфологической зоны, почвенных условий, уровня залегания грунтовых вод, их минерализации и химического состава оросительных вод;
Факторы деградации аллювиальных почв восточной части дельты Нила на современном этапе природопользования и комплекс мероприятий и агротехнологий по их снижению до стабильно-безопасного уровня.
Личный вклад автора. Сбор полевых данных, аналитические работы и их статистическая обработка проведены автором лично.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на международных научно-практических конференциях преподавателей, молодых учёных, аспирантов и студентов в 2011 и 2013 гг. (Москва, РУДН). Основные положения диссертации в 2011-2013 гг. рассматривались на заседаниях кафедры почвоведения, земледелия и земельного кадастра аграрного факультета Российского университета дружбы народов и получили положительную оценку.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на 185 страницах и состоит из введения, обзора литературы, трех глав с изложением объектов, методов и результатов исследований, а также выводов и рекомендаций производству, списка литературы и двух приложений. Список использованной литературы содержит 191 наименований, из них 150 - на английском языке.
Состояние изученности состава и свойств аллювиальных почв дельты Нила и их характерные особенности
По данным FAO (1966) почвенный покров восточной части дельты Нила, как и всех пойменных земель Египта, представлены на 80% песчаными разновидностями, которые характеризуются высоким разнообразием свойств. Наибольшее распространение получили следующие почвенные разновидности. Почвы маршей, сформированные на породах смешанного речного и морского происхождения. Они расположены в низменных местах глинистого гранулометрического состава вокруг озера Эль-Манзала. Эта разность почвы формируется как под влиянием реки Нил, так и Средиземного моря. В составе рассматриваемых почв можно выделить две почвенные группы: - почвенная группа Порт Саид представлена слабо и очень слабо дренированными глинистыми почвами, обладающими характерной трещиноватостью в верхней части профиля; - почвенная группа Эль Манзала, которая представлена средне и хорошо дренированными глинистыми почвами. Верхняя часть почвенного профиля обладает рыхлостью и отличается кочковатой поверхностью, местами в виде дюнообразных аккумуляций, образованных ветром из глинистого материала.
Почвы этих двух групп (Порт Саид и Эль Манзала) содержат большое количество воднорастворимых солей с преимущественным преобладанием хлорида натрия, а так же сульфатов кальция и магния. Количество солей калия невелико, в них также незначительно бикарбонатов, а сода практически отсутствует. Кислотный показатель pHизменяется в пределах 6,5-7,5, а иногда достигает 8,5 и более. Электропроводность почвенного раствора очень высокая (более 16 дСм/м), а величина SARи доля поглощённого Na достигают также больших значений.
Переходные почвы располагаются выше ареалов почв групп Порт Саид и Эль Манзала в северной части равнины Эль-Сальхия. Почвенный профиль имеет двучленное строение, верхняя толща которого обладает песчаным составом, а подстилаемая состоит из глинистых минералов. В целом зона переходных почв представляет собой протяжённую узкую полосу и распространена между глинистыми равнинами на севере и перевеянными песками на юге. По своим характеристикам переходные почвы близки к солонцам-солончакам и обладают высокой электропроводностью, а в составе солей преимущественно находиться хлористый натрий. Почвенный показатель pH изменяется от 6,9 до 8,0.
Почвы равнин занимают различные по площади участки между равниной смешанного морского и речного происхождения с заболоченными участками с одной стороны, и речными террасам с другой. Эта территория характеризуется наносным песчаным покровом. Рельеф местности варьирует от плоских дюн до почти ровных участков.
Почвы молодых речных террас дельты выделяются своей слоистостью с чередованием различных слоёв из песка среднего размера с очень грубым гранулометрическим составом и глинистого материала, привнесенного рекой. Для этих почв характерен равнинный рельеф.
Почвы речных террас образовались на аллювиальных отложениях Нила с различными высотными отметками. В ходе своего формирования они испытывали воздействие как водной, так и ветровой эрозии. Почвы речных террас подразделяются на две почвенные группы: почвы разновидности Сарабиум и Тумайлант. Почвы Сарабиум характеризуются высокими показателями электропроводности и SAR. Некоторые из этих почв относятся к солонцам-солончакам, а другие представляют собой слабозасоленные почвы, нижняя часть которых засолена щелочными солями. Почвы Тумайлат в отличие от почв Сарабиум относятся к солонцам-солончакам с более тяжелым гранулометрическим составом. Они расположены на более низких гипсометрических отметках. Наибольшая засоленность характерна для верхних горизонтов этих почв. В них преобладают хлориды натрия, которые заметно повышают электропроводность, иногда достигающую 100 дСм/м и более.
Почвы на эоловых песках представляют только одну песчаную группу под именем Нахль, которая включает почвы на песчаных аккумуляцих в виде высоких дюн, а также в низинах, на почти выровненных территориях с высоким уровнем залегания грунтовых вод. Нередко почвенный профиль сложен из суглинистого или глинистого состава.
Глинистые болота расположены на низких гипсометрических уровнях и состоят из переувлажненных участков глинистой низкой равнины, окаймляющей озеро Эль Манзала. Поверхность этих почв обычно покрыта белой соляной коркой. Здесь также присутствуют раковины моллюсков. Растительность достаточно сомкнутая, поверхностные слои почвы с довольно высоким содержанием органического вещества илистого состава, темного цвета, сильно засолены.
Гипсовые отложения располагаются в понижениях, нередко заболоченных и частично на подтопленных участках. Они содержат большое количество гипса и карбоната кальция. Исследователи считают, что солевые отложения были привнесены сюда значительно раньше песчаного и глинистого материалов.
По данным Fathi et al. (1971) территорию, которая расположена на северо-восточной окраине дельты Нила, можно разделить на четыре группы почв: аллювиальные, смешанного аллювиально-морского генезиса и почвы дельты выполнения (т.е. формирующиеся на полузакрытых устьевых взморьях и не выступающие за пределы устьевого бара) и пустынные почвы. Рассматриваемая территория практически плоская, с небольшим уклоном к северу. Абсолютные отметки варьируют от отметок ниже уровня моря до 4 м над уровнем моря в наиболее высоких местах. Как аллювиальные, так и морские аллювиальные почвы, по своему гранулометрическому составу являются глинистыми.
Устойчивость почв и проблемы их деградации
Понятие устойчивости почв, как отмечает Н.В. Хитров (2002), включает совокупность взаимно дополняющих частных понятий, таких как: инертность и стойкость отдельных компонентов почвы; относительная стабильность основных групп твёрдых компонентов почвы; прочность почвы и отдельных её компонентов; живучесть ценоза почвенных живых организмов; сохранение своего пространственного положения; буферность, как способность почвы поддерживать относительное постоянство отдельных характеристик при небольших изменениях своего состава; устойчивость функционирования почвы; инертность изменения после некоторых воздействий; способность к восстановлению состава, структуры и функционирования.
Многие авторы определяют устойчивость, как способность почвы длительное время сохранять своё состояние (состав, структуру, функционирование, пространственное положение) в условиях относительно небольшого изменения или колебания факторов почвообразования, а так же способность восстанавливать основные качественные характеристики своего исходного состояния после его возмущения (Е.Л. Воробейчик и др., 2002; И.И. Лебедева, В.Д. Тонконогов, 2002; Б.Н. Хитров, 2002; А.С. Фёдоров, 2002 и др.).
Критерии оценки устойчивости почв по данным ряда исследователей можно разделить на несколько групп (Линец, 1983; Ляпунов, 1998; Хитров, 2002): критические значения воздействий, вызывающие разрушение системы; параметры системы, остающиеся неизменными при различных возмущениях системы; параметры динамики основных характеристик системы; критерии устойчивости; критерии, основанные на отборе наиболее чувствительных характеристик почвы к данному виду воздействия; критерии, основанные на относительном изменении какого-либо свойства или характеристик почв.
Понятия устойчивости природных ландшафтов и агроландшафтов как отмечает В.И. Кирюшин (2002) следует различать. Под устойчивостью природных ландшафтов понимается способность сохранять саморегулирующееся функционирование в пределах естественного колебания их параметров в рамках определённых инвариантов под воздействием внешних факторов. Параметрами устойчивости агроландшафтов являются: структура, функции, режимы, интенсивность и сбалансированность биогеохимического круговорота, биологическая продуктивность.
Основным видом воздействия на почву является комплексное природно-антропогенное воздействие (Д.С. Булгаков, И.И. Карманов и др., 2002). Авторы отмечают, что потенциальная устойчивость почвы к природно-антропогенным воздействиям определяется её свойствами и является её функциональным свойством. Кроме того, она зависит и от положения почвы в рельефе. В реальных условиях потенциальная устойчивость почвы всегда проявляется через её фактическую устойчивость, которая зависит от потенциальной устойчивости, состояния почвы, характера и интенсивности природно-антропогенных воздействий на почву. И.Н. Росновский, С.Г. Копысов (2002) по механизму реализации устойчивость почв разделяют на две категории – упругость и пластичность (Е.Л. Воробейчик и др., 2002). Как отмечает В.П. Белобров (2002), устойчивость структур почвенного покрова непосредственно связана с характером воздействия формирующих их факторов, как природных, так и антропогенных. В.М. Фридланд (1986) подчёркивает, что почвенный покров имеет различную степень устойчивости, и выделял внутреннюю и внешнюю. Техногенная устойчивость, вызванная антропогенными воздействиями на почвенный покров существенно меняет роль времени, как фактора природной устойчивости структур почвенного покрова (В.Ф. Уткаева, 2002).
По данным И.И. Ельникова (2002), устойчивость плодородия следует рассматривать, как функцию физико-химического и биологического воздействия почв и растений, а так же круговорота и баланса элементов в естественных или искусственных экосистемах.
С.Н. Трофимов, В.А. Варламов (2002) на примере дерново-подзолистых почв показал, что устойчивость почв к внешним воздействиям в основном зависит от их буферной способности и величины антропогенной нагрузки.
Под деградацией земель понимают процесс, снижающий актуальную и/или потенциальную способность почвы производить товары или услуги. Деградация может протекать непрерывно или проявляться в короткий срок между двумя состояниями экологического равновесия. (FAO/UNEP, 1978). Varallyay (1987) характеризует деградацию почв как комплекс процессов, приводящих к потере продукционной способности. UNCOD (1978) под деградацией почв понимает уменьшение или уничтожение их биологического потенциала, которое может привести к процессам, схожим с опустыниванием (Blum, 1994). Аналогичные процессы деградации почв рассматриваютWarren and Agnew (1988), Lai and Stewart (1990), Oldeman et al (1991), Le Houerou(2002). Деградационные процессы проявляются как в изменении агрофизических, так и химических показателей почв (Ельников И.И., 2002; Кирюшин В.И.,2002; Балабко П.Н., Муромцев Н.А., 1997; Хитров Н.В., 2011). Деградация земель в аридной, семиаридной и сухой суб-гумидной областях происходит главным образом в результате неправильного использования земель человеком, в результате чего происходит опустынивание (UNEP, 1991; Beinroth et al, 1994; Wim and El-Hadji, 2002; Le-Houerou, 2002; И.И. Карманов и Д.С. Булгаков, 1998; Eswaran, 1992). Деградация почв и их устойчивость напрямую связаны между собой. В результате негативных процессов, включающих водную и ветровую эрозию, происходит снижение разнообразия природной растительности, засоление и осолонцевание (UNEP, 1992). Антропогенная эволюция аллювиальных почв тесно связана с их многолетним интенсивным использованием и орошением. Последствия длительного орошения привели к изменениям характера связи между генетическими горизонтами по содержанию ила и профильной дифференциации его минеральных компонентов (Чижикова Н.П., Хитров Н.Б., 1992). При нехватке воды на орошение и снижении качества оросительных вод наблюдается оглеение почв, рост слитости, уменьшение водопроницаемости, активизирование нисходящих и восходящих потоков водорастворимых солей, поверхностная глыбистость, переуплотнение, декальцинирование поглощающего комплекса и увеличение содержания магния (El-Badawi, 2000). В результате резко ухудшаются водные и химические свойства почв (Акопян И.Х. и др., 1997). Деградационные процессы в виде эрозии почв проявляются на склоновых землях и в результате обезлесивания, особенно в условиях засушливого климата (Егунова М.А., 2011; Акопян И.Х. и др., 1997; Снакин и др., 1992).
Система орошения и использования земель
В условиях дефицита земельных ресурсов аллювиальные почвы Нила являются основой сельскохозяйственного землепользования. Они интенсивно используются под сельскохозяйственные культуры: зерновые, пропашные, овощные и садовые. Благоприятный водный режим аллювиальных почв дельты Нила поддерживается систематическим орошением. В качестве объектов исследования в восточной части дельты Нила были выбраны три группы аллювиальных почв: аллювиальные дерновые, лугово-аллювиальные и луговые (Классификация и диагностика почв СССР, 1977; Классификация почв России, 1997; Наумов В.Д., 2012), расположенные в следующих геоморфологических зонах: «флювио-морская прибрежная равнина» или просто «прибрежная равнина», «древние речные террасы Нила» или «древняя дельтовая равнина» и «молодые речные террасы». В каждой зоне было заложено по три основных разреза, характеризующих аллювиальную дерновую почву, лугово-аллювиальную и луговую. Основные разрезы, представительность которых проверена серией прикопок, в целом охватывают каждую почву и каждую геоморфологическую зону. Всего было заложено 9 разрезов. Места их расположения приведены на рис. 2.9. Кроме этого нами изучались природные воды р. Нил, основных каналов и крупных дренажных коллекторов, из которых использовались воды на орошение. Выбранные для исследований три группы почв отличались по гранулометрическому составу, уровню залегания грунтовых вод, высотой над уровнем моря, засоленностью почв, а также и по другим химическим показателям. Полученные данные сравнивались с ранее выполненными исследованиями, проведенными в 1971, 1979 и 1987 гг. на этих же разновидностях аллювиальных почв Каирским и Исмаильским государственными аграрными университетами и другими учеными (Mohamed Reda Bayomi, 1971; El-Dosoky, 1979; Hasaan, 1987).
Для изучения свойств почв и их устойчивости к антропогенным воздействиям проводились полевые работы и лабораторные анализы. Морфологическое описание почв по разрезам проводили по методике Почвенного института им. В.В. Докучаева. Свойства почв определяли по генетическим горизонтам или по слоям. Физические и водно-физические свойства почв определяли по стандартным методикам, изложенным в работах многих российских и других авторов (Остапов С.В., 1958; Качинский Н.А., 1958; Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А., 1989 и др.). Гранулометрический состав почв определялся по международной методике, изложенной в работе Rowell (1995) с использованием в качестве дисперсионного агента NH4OH. Цвет почвы определяли в сухих и влажных образцах с использованием шкалы Манссела (Soil Survey Manual, 1951). Плотность сложения почвы определяли в разрезе с ненарушенным строением объемно-весовым методом. Плотность твердой фазы – пикнометрическим методом. Общая пористость почвы определялась по расчетной зависимости. Структурно-агрегатный состав (сухой рассев) определяли по методу Н.И. Савинова (1936), а водопрочность почвенных агрегатов (мокрый рассев) – с помощью прибора И.М. Бакшеева.
Наименьшую влагоемкость (НВ) определяли по С.В. Астапову (1958) методом заливаемых площадок с определением влажности почвы термостатно-весовым методом. Продуктивная влага вычислялась по разности между фактической влажностью и влажностью устойчивого завядания (ВУЗ), которая рассчитывалась по данным максимальной гигроскопичности с введением коэффициента.
Анализ химических свойств почв проводился с использованием различных методов. Содержание карбоната кальция определяли кальциметрическим методом, органическое вещество в почве (гумус) – с помощью модифицированного метода Walkley and Black (Rowell, 1995). Водоэкстрагируемые компоненты определялись в водной вытяжке из образца пастообразной консистенции с определением анионов и катионов. Карбонат- и бикарбонат ионы определялись методом титрования с использованием в качестве индикаторов соответственно фенолфталеина и метилоранжа, а хлориды – по методу Мора (Rowell, 1995). Содержание сульфатов определялось расчетом по разнице между суммой катионов и суммой растворимых анионов. Катионы кальция и магния определялись комплексонометрическим методом (Dewis and Feritas, 1991), а катионы натрия и калия – на пламенном фотометре Perkin-Elmer (Rowell, 1995). Электропроводность определялась кондуметрически, в водной вытяжке, содержание гипса – путем осаждения с ацетоном (Rowell, 1995). Емкость катионного обмена определяли с использования ацетата натрия (NaoAC) pH=8,2, а содержание обменных катионов – аммонийно-ацетатным методом (NH4OAC) pH=7 (Rowell, 1995). Содержание тяжелых металлов определялось методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии в соответствии с методикой Jenganol and Bergseth (1992).
Анализ поверхностных и дренажных вод определялся примерно теми же методами, что и химический анализ почвы. Оценка общего содержания водорастворимых солей проводилась по величине электропроводности, кальций и магний – комплексонометрическим методом, натрий и калий – на пламенном фотометре Perkin-Elmer, карбонат и бикарбонат ионы – путем титрования с использованием в качестве индикаторов фенолфталеина и метилоранжа соответственно и хлориды – по методике Мора (Dewis and Feritas, 1991). Реакция воды определялась pH-метром. В целом химический анализ почв, природных и дренажных вод проводили по известным методикам, изложенным в материалах ФАО и в работе Е.В. Аринушкиной (1970).
В зимний период 2011- 2013 гг. опытные ключевые участки были заняты под зерновыми культурам (пшеница). Для изучения гидрологического режима почв были организованы стационарные наблюдения. Для этого в каждом геоморфологическом районе были выбраны три опорных участка площадью 400 м2 каждый, приуроченные к исследуемым почвам. На опорных площадках определялась влажность почвы перед поливами, а также на перод посева и уборки на глубину 60 см. Влажность почвы определялась термостатно-весовым методом и с помощью тензиометров. В период вегетации пшеницы влажность расчетного слоя почвы (60 см) поддерживалась на уровне 65-70% от наименьшей влагоемкости. В период исследований определялись параметры режима орошения пшеницы: число поливов, поливные и оросительные нормы. Ежемесячно измерялся уровень залегания грунтовых вод по скважинам, установленным на каждой почвенной разности на участках с луговыми и лугово-аллювиальными почвами. Полив пшеницы проводился напуском по полосам шириной 3 м и длиной 10-20 м. Слой воды на полосе составлял 2-6 см. Водопотребление пшеницы определялось в полевых условиях методом водного баланса. Приток грунтовых вод устанавливался расчетным путем. Урожайность пшеницы определялась на учетных делянках размером 1,0 м2 в шестикратной повторности вручную весовым методом. Стационарные режимные наблюдения проводились в течение двухлетнего периода. Результаты полевого опыта были обработаны с использованием методов математической статистики.
В целом исследования проводились по двум направлениям: с одной стороны определялись свойства аллювиальных почв на всех уровнях организации почвенной массы (морфологической описание, физические, водно-физические, химические и физико-химический свойства почв), а с другой стороны – режимные наблюдения за водным режимом почв и природных вод, водопотреблением и урожайностью пшеницы.
Химический состав аллювиальных почв
В своей минеральной части почва характеризуется определенным составом химических элементов, во многом сходных с литосферой. На содержание химических элементов большое влияние оказывают условия почвообразования. Аллювиальные почвы дельты Нила формировались в условиях развития поемных процессов они подвержены постоянному мелиоративному воздействию и прежде всего регулярному орошению, а также интенсивному сельскохозяйственному использованию. Несмотря на относительно небольшое и ограниченное по геоморфологическим зонам изменение морфологического строения почв за многолетний период произошли более значительные изменения в их химическом свойстве. Это обусловлено главным образом воздействием систематического орошения почв природными водами р. Нил и использованием на отдельных территориях дренажно – сбросных вод, а также особенностями хозяйственного использования земель и приемов поддержания почвенного плодородия.
Наши данные показали, что под влиянием длительного мелиоративного воздействия и интенсивного использования аллювиальных почв произошли изменения химического состава аллювиальных почв (табл. 3.6.). Из приведенных данных таблицы следует, что во всех разновидностях аллювиальных почв содержание гумуса невысокое в результате его значительной минерализации имеющей место в аридных, полупустынных и пустынных условиях. Наиболее бедными по содержанию гумуса являются аллювиальные дерновые почвы. В верхнем слое почвы до 30 см количества гумуса варьировало по разрезам 4 – 6 от 0,42 до 0,73% и в среднем составляло 0,61%. С глубиной содержания гумуса постепенно снижалось. Однако и на глубинах 60 – 150 см его значения находились в пределах 0,10 – 0,52%. Эти данные свидетельствуют о влиянии на содержание гумуса по глубине почвенного разреза особенностей аллювиальных процессов, протекающих в период формирования этих слоев. В более ранних исследованиях (1979 г.), проведенных в этих же местах (разрез 63) содержание гумуса было заметно меньше и в верхнем слое почвы составляло 0,54% с постепенным снижением его содержания до 0,23% в нижележащих слоях (85 – 150 см). Следовательно за 32 – летний период произошло увеличение содержания гумуса в верхнем слое аллювиальной дерновой почвы в среднем с 0,54 до 0,61% или в 1,13 раза. Это по-видимому обусловлено ежегодным внесением в почву органических удобрений в виде навоза. Аналогичная картина в изменении содержания гумуса отмечалось также и в других разновидностях аллювиальных почв. При этом наиболее высокие показатели по содержанию гумуса были установлены в лугово-аллювиальных почвах, сформировавшихся на глинистом аллювии в пределах молодых речных террас. Более ранние исследования по содержанию гумуса в лугово-аллювиальных почвах полученные в 1987 г. (разрез 74) показатели, что его количество в верхнем слое почвы составляло 1,79 %, а в нижних слоях снижалось до 0,47%. Сравнение полученных данных также показало, что за 24 – летний период с 1987 по 2011 г.г. в верхнем слое почвы произошло увеличение содержания гумуса с 1,79 в среднем до 2,33% или в 1,3 раза.
Иная картина в содержании гумуса была зафиксирована в луговой почве сформированной на суглинистом аллювии в пределах прибрежной террасы. Выполненные разрезы 1; 2 и 3 расположенные соответственно на расстоянии 3 км, 7 км и 15 км к югу от озера Эль- Манзала, показали, что по мере удаления от озера содержание гумуса в почве постепенно снижалось. Так, в расстоянии 3 км от озера (разрез 1) содержание гумуса в верхнем слое почвы составляло 1,62%, а в расстоянии 7 и 15 м (разрезы 2 и 3) – соответственно 1,55 и 1,38%, что обусловлено характером озерных отложений, в которых отмечалось снижение органического вещества по мере удаления от прибрежной полосы озера. В нижних почвенных слоях эти показатели оставались достаточно высокими и изменялись в пределах 0,53 – 0,65%. Данные, полученные в 1971 г. по разрезу 79, расположенному вблизи озера в 3 км (разрез 79) и в удалении от него на расстоянии 15 км (разрез 10) показали, что в верхнем слое почвы содержание гумуса соответственно составляло 1,38 и 1,28%. Следовательно за 40 – летний период с 1971 по 2011 г.г. произошло накопление гумуса в верхнем слое луговой почвы вблизи озерной котловины с 1,38% до 1,62% (в 1,23 раза), а на значительном расстоянии от нее (15 км) – с 1,28 до 1,42% (в 1,11 раза). Это обусловлено характером использования почв и поддержанием плодородия, посредством внесения органических удобрений.
Таким образом, полученные данные показали, что наиболее гумусированными являются лугово – аллювиальные почвы, в верхнем слое которых содержание гумуса составляло 2,33%. Значительно меньшим количеством гумуса (в 3,8 раза) обладали аллювиальные дерновые почвы – 0,61%.
