ЧЕРНОЗЕМЫ И КАШТАНОВЫЕ ПОЧВЫ РЕЧНЫХ ДОЛИН ЮГА СИБИРИ И ДРУГИХ РЕГИОНОВ, БЛИЗКО ПОДСТИЛАЕМЫЕ ГАЛЕЧНИКОВЫМ АЛЛЮВИЕМ; ПРОБЛЕМЫ ОРОШЕНИЯ И АГРОЭКОЛОГИИ
В предгорных и горных областях юга Западной и Восточной Сибири — на Алтае, в Туве, Хакасии, Бурятии, Читинской области — на различных по возрасту террасах речных долин и староречьях широко распространены черноземные и каштановые почвы, подстилаемые на небольшой глубине мощным галечниковым аллювием.
К этим террасам и староречьям приурочены нередко крупные и единственные пахотопригодные массивы целых районов (рис. 92—94).Незначительное количество осадков в течение года и неблагоприятное распределение их по месяцам в вегетационный период, высокая солнечная радиация, сухое лето, интенсивная эоловая деятельность весной и в начале лета, малоснежные и морозные зимы, поздние весенние и ранние осенние заморозки — такова общая картина климатических условий этих областей Сибири. Влажность почвы ко времени сева становится настолько низкой, что для прорастания семян необходимо искусственное предпосевное увлажнение.
Почвы, близко подстилаемые галечником, широко распространены не только на юге Сибири, но и на Кавказе, в странах Центральной Азии — в Киргизии, Узбекистане, Таджикистане и других республиках. Независимо от географической приуроченности их формирование связано с очень многими общими факторами. Прежде всего их объединяет общность причин формирования литологического строения профиля, однородный характер сельскохозяйственного использования в условиях орошаемого земледелия, общие особенности режима орошения идр. Это позволяет распространить результаты наших исследований на территории, образованные почвами, близко подстилаемыми галечниковыми отложениями, с обязательным учетом эндемических особенностей почвенно-климатических регионов [Зайдельман, 1965]. Отметим некоторые из них. Так, в Центральной Азии и на Кавказе галечниковые отложения нередко содержат крупные скопления гипса, который в условиях орошения обусловливает формирование суффозионных воронок в каналах, а иногда и на полях.
Кроме того, реки этих регионов, в отличие от сибирских горных рек, несут огромные массы мелкозема, который, откладываясь на полях, с течением времени приводит к образованию значительных наносов ирригационного происхождения. В условиях Сибири не наблюдались скопления гипса в галечнике и суффозия, а скорость накопления наилка из оросительных вод настолько мала, что она не может оказать серьезного влияния на использование почв в орошаемом земледелии.Полевые экспериментальные исследования были выполнены автором в Койбальской степи Хакасии (1952), в Аянгатинской, Барлыкской (1955, 1956), Сут-Хольской (1954, 1955) степях Тувы. К этим степям приурочены крупные современные и проектируемые ирригационные системы Сибири.
В Барлыкской, Койбальской, Аянгатинской, Сут-Хольской и других степях речных долин предгорных и горных областей Сибири коренные породы
Таблица 12.7
Типичный гранулометрический состав галечниковых отложений (% от массы)
| Размер фракций, см | Объект исследований | ||||
| Хакасия | Тува | ||||
| Койбальская степь | Аянгатинская с | тепь | Сут-Хольская степь | ||
| более 10 | 27,0 | 32,0 | 18,0 | ||
| 5-10 | 16,0 | 28,0 | 24,0 | ||
| 3-5 | 15,0 | 12,0 | 17,0 | ||
| 1-3 | 21,0 | 7,0 | 16,0 | ||
| 0,3-1 | 8,0 | 3,0 | 13,0 | ||
| менее 0,3 | 13,0 | 18,0 | 12,0 | ||
* Пробы грунта отобраны на глубине 1,0 м ниже верхней кровли галечника.
почти повсеместно погребены мощной толщей аллювиальных галечниковых отложений (табл.
12.7).На галечнике покоятся мелкозернистые почвообразующие породы преимущественно супесчаного, суглинистого и реже глинистого состава, мощность которых обычно не превышает 50— 150 см. На территории рассматриваемых областей Сибири широкое распространение получили южные черноземы, темно-каштановые и каштановые почвы.
Почвы в пределах одного типа содержат значительное число разновидностей, отличающихся глубиной залегания галечника, которая является одним из важнейших мелиоративных показателей, определяющих сельскохозяйственную пригодность рассматриваемых почв. Выделение почв только по генетическим признакам недостаточно для целей сельскохозяйственного производства. Так, распашка южного чернозема, подстилаемого галечником на глубине 20—25 см, оказывается часто менее эффективной, чем освоение каштановых почв, подстилаемых галечником на глубине 50 см.
Установлена целесообразность следующего подразделения почв по глубине залегания галечника:
1. Скелетные почвы. Галечник на глубине 0—20 см.
2. Почвы неразвитого профиля. Галечник на глубине 20—40 см.
3. Почвы укороченного профиля. Галечник на глубине 40—80 см.
4. Почвы полного профиля. Галечник на глубине более 80 см.
В.И. Шраг (1950) справедливо отмечал, что скелетные почвы и участки, содержащие в комплексе более 40% скелетных почв, следует исключить из орошения. А. Г. Давыдов (1954) указывал на необходимость использования скелетных почв в условиях Бурятии только в качестве богарных пастбищ.
Однако мелиоративные особенности подобных почв, определяющие поливные нормы, возможность применения того или иного способа полива и их использования в орошаемом земледелии оставались невыясненными. Это затрудняло проектирование ирригации и в дальнейшем неблагоприятно отражалось на ее эффективности.
В литературе встречаются лишь разрозненные сведения о некоторых водно-физических свойствах мелкоземистой толщи этих почв и фильтрации подстилающего почву галечника. Так, Е.В. Рубил ин (1953) полагал, что наибольшей водопроницаемостью среди почв Асса-Сунжинского междуречья (Северный Кавказ) обладают маломощные выщелоченные черноземы (галечник на глубине 30—40 см).
К.П. Горшенин (1955) указывал, что «при орошении следует иметь в виду близкое залегание гальки, сильно повышающей фильтрацию почв». Такую же точку зрения высказывали В.В. Ревердатто (1928) и другие авторы.
Одним из эффективных способов защиты каналов от фильтрации является кольматация. Эффективность искусственной кольматации исследовалась Среднеазиатским научно-исследовательским институтом ирригации (САНИИРИ) (1941) в галечниково-гравийных котлованах, которые наполнялись водой, содержащей взвешенные глинистые частицы (2—3 г/л). Наблюдения показали снижение фильтрации на двенадцатый день с 2 до 0,32 м/сутки. На этом основывалась рекомендация проведения кольматации в период, когда вода в реках наиболее мутная.
Однако, по наблюдениям М.М. Решеткина (1928) в Средней Азии, каналы, проложенные в гипсоносном галечнике, не поддаются кольматации. В этом случае в галечнике, слагающем ложе оросительного канала, происходит образование поглощающих воронок, полностью уводящих воду.
На основании полевых исследований Решеткин приходит к выводу о том, что образование «поглощающих воронок» связано с наличием в галечнике сильнопористого мелкокристаллического хрупкого гипсового цемента, заполняющего промежутки между галькой, растворение которого обусловливает возникновение своеобразного микрокарста. Таким образом, в Сибири высокий антифильтрационный эффект кольматации каналов тем более вероятен, поскольку здесь отсутствуют галечниковые грунты с высоким содержанием гипса.
12.3.2.1.