Научные основы генезиса, агрофизических и агрохимических свойств, повышения производительной способности песков Центральной Ферганы

Актуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время 11 процентов или 14,5 млн. квадратных километра от общей площади земного шара являются пригодными для сельскохозяйственного производства1. А площадь песчаных земель в США составляют 492 тыс. га, в Китае - 270 тыс. га, в Австралии - 400 тыс. га, в Саудовской Аравии - 233 тыс. га, в Аргентине и Чили - 673 тыс. га. Основные песчаные массивы в Туркменистане, Казахстане, Узбекистане расположены на площади 300 тыс./га. В Центральной Азии пустынно-песчанные земли составляют 38 млн. га или 38,2% от общей площади-. На сегодняшний день эффективное использование земель с ухудшенным мелиоративным состоянием и низким плодородием являются актуальной проблемой.
В мировой практике хлопководства, в таких странах как Израиль, Египет, Китай на песчаных почвах с очень низким плодородием, путем внесения дополнительного питания создается возможность повышения урожайности до 32-40 центнеров с гектара. Кроме того, путем применения различных агротехнологических мероприятий песчаные и супесчаные почвы обогащаются питательными элементами, применяются инновационные технологии, направленные на восстановление и повышение почвенного плодородия. Защита от воздействия ветров песков, песчаных барханов, песчаных рядов с низким плодородием и подверженных ветровой эрозии, выращивание в этих землях сельскохозяйственные культуры, а также разработка технологии применения в природных и искусственных экранах различных удобрений (N, Р, К, местные удобрения - навоз, лигнин) в пропорциональных соотношениях, подходящих сроках, нормах и методах для повышения урожайности высококачественного хлопка и пшеницы в условиях орошения являются одним из актуальных проблем агропочвоведения и агрофизики, хлопководства и зерноводства.
В нашей республики в годы независимости проведены широкомасштабные мероприятия по эффективному использованию орошаемых песков и супесчаных земель и улучшению экологомелиоративного состояния земель. В результате проведения этих мероприятий на песчаных и супесчаных землях, в частности с каждого гектара сельхозугодий Центральной Ферганы, достигнута прибавка урожая хлопка-сырца на 2-3 центнера и пшеницы на 4-6 центнера. Вместе с этим, не уделено должное внимание разработке приемлемых агротехнологий направленных на определение генезиса, морфогенетических свойств песчаных и супесчаных земель с трудным мелиоративным состоянием, предотвращение протекающих в них эрозионных процессов. В Стратегии действий Республики Узбекистан на 2017-2021 годы «...дальнейшее улучшение мелиоративного состояния орошаемых земель, развитие сети мелиоративных и ирригационных объектов, широкое внедрение в сельскохозяйственное производство интенсивных методов, прежде всего современных водо- и ресурсосберегающих агротехнологий» определено одним из важных стратегических задач. В этом отношении научно исследовательские работы по улучшению мелиоративного состояния неплодородных, трудномелиорируемых песчаных земель, разработке и внедрению современных водно и ресурсосберегающих агротехнологий приобретают важное значение.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Указах Президента Республики УП-4533 от 19 апреля 2013 года «О мерах по коренному совершенствованию системы мелиоративного улучшения земель» и У П-4947 от 7 февраля 2017 года «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан» а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является повышение производительной способности песков Центральной Ферганы, усовершенствование противоэрозионных технологий, а также разработка новых агротехнологий ухода за сельскохозяйственными культурами.
Научная новизна исследований заключается в следующем:
впервые доказано улучшение агрофизических и агрохимических свойств и обогащение питательного режима песчаных площадей с естественным экраном в результате оставления 14-15 см стерни ржи;
определено повышение урожайности хлопчатника и культур входящих в хлопковый комплекс на подверженных дефляции бугристо-барханных, песчаных землях при применении эффективных норм минеральных и органических удобрений;
разработана технология водосбережен ия и улучшения экологомелиоративного состояния песчаных земель путем создания естественных и искусственных экранов;
определено, что в результате создания естественных экранов на хлопковых полях фермерских хозяйств коробочки раскрываются на 3-4 дня раньше;
разработана технология использования дренажных и арычных отбросов при помощи мероприятий, направленных на улучшение экологического состояния окружающей среды.
Выводы
1. Из 80 тысяч гектаров песчаных барханов Центральной Ферганы освоены 60 тысяч гектаров, из них 50 тысяч гектаров используются в сельском хозяйстве. На этих землях из сельскохозяйственных культур в основном высеваются хлопчатник, колосовые, зерновые и бахчевые культуры. С точки зрения мелиоративного почвоведения эти земли считаются низкоплодородными, трудномелиорируемыми, нуждающимися в дополнительной подкормке.
2. На спланированных и старо-освоенных песчаных холмах, барханах, рядах Центральной Ферганы встречаются орошаемые территории с естественным экраном и с песками, супесью, а в некоторых местах с легких суглинком на поверхности. Песчаные площади, изученные при исследовании, по генезису на поверхности состоят из песков, а в нижних горизонтах более тяжелого механического состава. Мощность поверхностных горизонтов этих спланированных почв достигает от 30 см до 140 см, в некоторых местах до 2-3 метров.
3. Освоенные пески Ферганской долины сухие и беззащитные, и подвергаются ветровой эрозии при скорости ветра 4,3-4,5 м/сек. Па этих территориях с целью предотвращения процессов ветровой эрозии путем оседания ила, и обработки достигают создания искусственных экранов.
4. Создание искусственного экрана с помощью обработки илистыми отходами дренажей (мелкозем), с первых лет оказал положительное влияние на объемную массу пахотных и подпахотных (0-30 и 30-40 см) слоев исследованных песчаных почв. В опытах при внесении по отношению к контролю 1000 тонны на гектар мелкозема на 0-30 см слое почв объемная масса составила 1,43 г/см3, а в 30-40 см слое этот показатель составил в среднем 1,42 г/см3.
5. При создании искусственного экрана заметно повышается влажность песков, полевая влагоемкость увеличивается вниз по профилю. Па контрольном варианте влажность в 0-30 см слое составляла 4,3%, в 30-40 см слое 5,8%, при внесении мелкозема 1000 тонн на гектар полевая влагоемкость повышается соответственно до 8,4-22,5%.
6. При создании искусственного экрана урожайность хлопчатника заметно возрастает, особенно на варианте с внесением на песчаные почвы толщиной 75 см 1000 тонн мелкозема на гектар, урожайность хлопчатника по сравнению с контролем увеличился на 17,1 ц/га. Высокий урожай хлопка отмечен на созданных экранных площадях, на песчаных почвах толщиной 50 см, здесь при количестве минеральных удобрений N-350, Р2О5-25О, К.20-125 кг/га урожай достигает 38,8 ц/га. А в контрольном варианте этот показатель был равен 18,4 ц/га. При внесении в максимальных количествах нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия соответственно 200, 140 и 100 кг/га, а также 40 т/га навоза и 60 т/га лигнина на почвы посевных площадей с искусственным экраном, наблюдается хороший рост и развитие хлопчатника, и средний урожай 29,8 ц/га.
7. Оптимальные нормы минеральных удобрений, положительно влияющих на урожайность хлопка, на спланированных песках с естественным экраном, наблюдаются на фоне - N-200, Р2О5-МО, К2О-ЮО кг/га + 60 т/га лигнина и 40 т/га навоза. В этом варианте средняя урожайность по сравнению с контролем составляет соответственно 2,9-5,2 ц/га. Оптимальные количества внесенных минеральных удобрений и лигнина, а также навоза вместе с увеличением урожайности, оказывают положительное воздействие на технологические свойства волокна. Значить увеличение или уменьшение этих норм отрицательно влияют на урожайность хлопка и качество волокна.
8. По данным опытов в почвах с толщиной в 50-75 см с искусственным экраном влажность достигает 18,3%, урожайность пшеницы и хлопка повышается. Для получения высоких урожаев пшеницы с песков данной толщины целесообразно внесение азота - 160, фосфора - 160, калия - 80 кг/га.
9. Для занятия земледелием на спланированных песках с естественным экраном, в этих условиях поверхность песков можно защитить от ветровой эрозии при помощи 12-14 см слоя остатков ржи (корни, стерня), при этом густота насаждения составляет 170-200 шт. /м2. Для получения высоких и качественных урожаев хлопка с песчаных территорий с толщиной 50-75 см с естественным экраном рекомендуется применение азотных удобрений в количестве 250 кг, фосфора 200 кг и калия 170 на гектар.
10. Для повышения урожая хлопка на спланированных песках с фоном естественного экрана рекомендуется внесение N-200 кг/га, Р2О5 -140 кг/га, К2О-Ю0 кг/га и 40 т/га навоза или 60 т/га лигнина под зябь. При этом целесообразно вносить под зябь P20s -100 кг/га, К2О-50 кг/га, при посеве N-30 кг/га, P2Os -20 кг/га, в фазу 2-3 листов симподии 50 кг/га азота, в фазу бутонизации 60 кг/га, в фазу цветения 60 кг/га азота, 20 кг/га фосфора и 50 кг/га калия.
11. В фазу 2-3 листов симподии разделение грядки борозды при помощи культиватора, и создание новой борозды дает положительный результат.
12. Создание искусственных экранов при возделывании озимой пшеницы на спланированных освоенных песках не приносит экономическую выгоду, поэтому не рекомендуется проведение этих агромелиоративных мероприятий.