Современное мелиоративное состояние орошаемых почв и методика их изучения на примере СПК «Азия Агро Групп»

В засушливых и полузасушливых регионах, в том числе на орошаемых территориях бассейна реки Сырдарья, расположенных в южной части Казахстана, из-за чрезмерного засоления почв, увеличивается площадь земель, отнесенная к категории «бросовых» или «залежных», что приводит к серьезным социальным, возрастающим день ото дня экономическим и экологическим проблемам. В настоящее время из-за ухудшения мелиоративного состояния орошаемых пахотных земель в четырех южных областях Казахстана выведено из оборота 236,9 тыс. га, что составляет 15,2 % от 1,55 млн га. В связи с этим, в первую очередь экономически целесообразно определить пути решения проблемы засоления и его пространственного распространения, и в то же время очень важно тщательное изучение их рационального использования методом ГИС, что намного эффективнее традиционных методов исследования. Основной целью данной научно-исследовательской работы являлось проведение полевых исследовании для определения степени засоления почв, а также его пространственного распределения и сравнение методов интерполяции методом обратного взвешивания по расстоянию (IDW) и обычного кригинга (OK) при оценке текущего мелиоративного состояния орошаемых почв СПК «Азия Агро Групп», составление карты засоления почв методом высокоточной интерполяции. Для этого по химическому составу водной вытяжки почвенных проб, отобранных из слоев 0-20 см, 20-50 см и 50-100 см на 300 га орошаемой пашни, были определены степень засоления и коэффициент адсорбции натрия ( SAR). В результате изучения почвенных данных были применены методы статистического анализа, показывающие предел токсичности ионов. Затем с использованием обработанных данных о засоленности почв, полученных в результате полевого обследования, были созданы карты засоления и определены контуры засоленных почв каждого слоя путем интерполяции IDW и ОК. Во время применения этих двух интерполяций IDW полностью покрывала значения выбранных точек на картировании и показывала более полные изолинии засоленности, чем интерполяция OK. В результате установлено, что в верхнем 020 см слое почвы на 224 га не засолены, на 66 га слабозасолены, а на 10 га среднезасолены, на 20-50 см почв получены аналогичные данные. В нижнем 50-100 см слое, незасоленных – 100 га, слабозасоленных - 54 га, среднезасоленных - 92 га и сильнозасоленных - 54 га, очень сильнозасоленных почв не выявлено.

1. Shrivastava P., Kumar R. Soil salinity: A serious environmental issue and plant growth promoting bacteria as one of the tools for its alleviation// Saudi journal of biological sciences. – 2015. – Т. 22. – №. 2. – С. 123-131.

2. Li S. et al. Remediation of saline-sodic soil using organic and inorganic amendments: physical, chemical, and enzyme activity properties// Journal of Soils and Sediments. – 2020. – Т. 20. – С. 1454-1467.

3. Singh A. Soil salinization management for sustainable development: A review// Journal of environmental management. – 2021. – Т. 277. – С. 111383.

4. Eswar D., Karuppusamy R., Chellamuthu S. Drivers of soil salinity and their correlation with climate change// Current Opinion in Environmental Sustainability. – 2021. – Т. 50. – С. 310-318.

5. Zaman M. et al. Soil salinity: Historical perspectives and a world overview of the problem// Guideline for salinity assessment, mitigation and adaptation using nuclear and related techniques. – 2018. – С. 43-53.

6. Mao W. et al. Yellow River sediment as a soil amendment for amelioration of saline land in the Yellow River Delta// Land Degradation & Development. – 2016. – Т. 27. – №. 6. – P. 1595-1602.

7. Tokbergenova A., Kiyassova L., Kairova S. Sustainable Development Agriculture in the Republic of Kazakhstan// Polish Journal of Environmental Studies. – 2018. – Т. 27. № 5. - P. 1923–1933.

8. Suska-Malawska M. et al. Spatial and In-Depth Distribution of Soil Salinity and Heavy Metals (Pb, Zn, Cd, Ni, Cu) in Arable Irrigated Soils in Southern Kazakhstan// Agronomy. – 2022. – Т. 12. – № 5. – P. 1207.

9. Сводныи аналитическии отчет о состоянии и использовании земель Республики Казахстан за 2006 год. Астана, 2007, 179 с.

10. Laiskhanov, S. U. et al. A Study of the Effects of Soil Salinity on the Growth and Development of Maize (Zea Mays L.) by using Sentinel-2 Imagery// OnLine Journal of Biological Sciences. – 2022. – Т. 22. – № 3. – P. 323-332.

11. Мазиров М.А. и др. Комплексныи мониторинг плодородия почв различных агроландшафтов: учебное пособие. – 2020. – С. 5-111.

12. Duan Y. et al. Driving factor identification for the spatial distribution of soil salinity in the irrigation area of the SyrDarya river, Kazakhstan / Agronomy. – 2022. – Т. 12. – № 8. – P. 1912.

13. Allison L. E., Richards L. A. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. – Soil and Water Conservative Research Branch, Agricultural Research Service, US Department of Agriculture, 1954. – № 60. – P. 17-19.

14. Duisekov S. N. et al. The operational method of conducting large -scale salt survey and drawing salinity level maps of irrigated lands of the Akdalinsky array// Biosciences Biotechnology Research Asia. – 2015. – Т. 12. – P. 547-557.

15. Yang Y. et al. Sustainable intensification of high-diversity biomass production for optimal biofuel benefits// Nature Sustainability. – 2018. – Т. 1. – № 11. – P. 686-692.

16. Juan P. et al. Geostatistical methods to identify and map spatial variations of soil salinity// Journal of Geochemical Exploration. – 2011. – Т. 108. – № 1. – P. 62-72.

17. Mousavi S. R. et al. Evaluating inverse distance weighting and kriging methods in estimation of some physical and chemical properties of soil in Qazvin Plain// Eurasian Journal of Soil Science. – 2017. – Т. 6. – № 4. – P. 327-336.

18. Pulatov A. et al. Soil salinity mapping by different interpolation methods in Mirzaabad district, Syrdarya Province// IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – IOP Publishing, 2020. – Т. 883. – №. 1. – P. 012089.

19. Tunçay T. et al. Assessment of Inverse Distance Weighting IDW Interpolation on Spatial Variability of Selected Soil Properties in the Cukurova Plain// Journal of Agricultural Sciences. – 2016. – Т. 22. – №.3. – P. 377-384.

20. Robinson T. P., Metternicht G. Testing the performance of spatial interpolation techniques for mapping soil properties// Computers and electronics in agriculture. 2006. – Т. 50. – №. 2. – P. 97-108.

21. Emadi M., Baghernejad M. Comparison of spatial interpolation techniques for mapping soil pH and salinity in agricultural coastal areas, northern Iran// Archives of Agronomy and Soil Science. – 2014. – Т. 60. – № 9. – P. 1315-1327.

22. Laiskhanov S. U. et al. Dynamics of Soil Salinity in Irrigation Areas in South Kazakhstan// Polish Journal of Environmental Studies. – 2016. – Т. 25. – № 6. – P. 2469-2475.

23. Smanov Z. M. et al. Mapping of Cornfield Soil Salinity in Arid and Semi -Arid Regions// Journal of Ecological Engineering. – 2023. – Т. 24. – № 1. – С. 146-158.

24. Pachikin K., Erokhina O., Funakawa S. Soils of Kazakhstan, their distribution and mapping// Novel measurement and assessment tools for monitoring and management of land and water resources in agricultural landscapes of Central Asia. – 2014. – P. 519-533.

25. Носин В. А., Федорин Ю. В., Фриев Т. А. Общесоюзная инструкция по почвенным обследованиям и составлению крупномасштабных почвенных карт землепользовании. - М.: Колос, – 1973. - С. 43.

26. Варенников В.М., Губин Е.И., Котляров В.Н., Тажмагамбетов Т.К. и др. Инструкция по проведению крупномасштабных (1:1000–1:100000) геоботанических изыскании природных кормовых угодии Республики Казахстан. – Алматы, 1995. – С. 4-5.

27. Базилевич Н. И., Панкова Е. И. Опыт классификации почв по засолению// Почвоведение. – 1968. – № 11. – С. 3-16.

28. Панкова Е. И. Оценка засоления и опыт составления крупномасштабных карт засоления почв (на примере Джизакскои степи)// Бюллетень почвенного Института им. ВВ Докучаева. – 1972. – №. 5. – С. 41-51.

29. Корниенко В. А., Коробкин В. А. К вопросу составления карт засоленности //Вестник АН КазССР. – 1976. – № 1. – С. 54-56.

30. Кан В. М. Временные методические указания по проведению почвенно-мелиоративных изыскании, составлению проектно-сметнои документации и мелиорации солонцеватых и содово-засоленных орошаемых почв Казахскои ССР. 1985. – С. 85.

31. Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во. МГУ, 1970. – С. 489.

32. Aleksandrova L. N., Naidenova O. A. Laboratory practice in soil science. Russian. Kolos, Leningrad. – 1976.– P. 294.

33. Lu G. Y., Wong D. W. An adaptive inverse-distance weighting spatial interpolation technique //Computers & geosciences. – 2008. – Т. 34. – № 9. – P. 1044-1055.

34. Shahbeik S. et al. Comparison between ordinary kriging (OK) and inverse distance weighted (IDW) based on estimation error. Case study: Dardevey iron ore deposit, NE Iran //Arabian Journal of Geosciences. – 2014. – Т. 7. – С. 3693-3704.

35. Mmolawa K., Or D. Root zone solute dynamics under drip irrigation: A review // Plant and soil. – 2000. – Т. 222. – № 1-2. – P. 163-190.

36. Bernstein L. Crop growth and salinity //Drainage for agriculture. – 1974. – Т. 17. – С. 39-54.

37. Zhang W. et al. Hydrochemical characteristics and irrigation suitability of surface water in the Syr Darya River, Kazakhstan //Environmental monitoring and assessment. – 2019. – Т. 191. – С. 1-17.

38. Nielsen D. R., Wierenga P. J., Biggar J. W. Spatial soil variability and mass transfers from agricultural soils //Chemical mobility and reactivity in soil systems. 1983. – Т. 11. – P. 65-78.

39. Ковда В. А. и др. Классификация почв по степени и качеству засоления в связи с солеустоичивостью растении //Ботаническии журнал. – 1960. – Т. 45. – № 8. – С. 1123-1131.

40. Laiskhanov S. U. et al. Dynamics of Microbiological Activity of Soils in the Natural Landscapes of the Shaulder Massif (The Mid-Stream of the Syr Darya River) //Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. – 2018. – Т. 10. – № 7. – P. 1697-1700.

41. Строганов Б. П., Иваницкая Е. Ф. Влияние почвенного засоления на прочность связи хлорофилла с белками хлоропластов у хлопчатника //Докл. АН СССр. – 1954. – Т. 48. – С. 497-499.

42. Мамутов Ж. У. и др. Интерпретация данных воднои вытяжки из засоленных почв //Алматы: Полиграфия–Сервис К. – 2011. – С. 75.

43. Poshanov M. N. et al. The Effects of the Degree of Soil Salinity and the Biopreparation on Productivity of Maize in the Shaulder Irrigated Massif //OnLine Journal of Biological Sciences. – 2022. – Т. 22. – № 1. – С. 58-67.

44. Wackernagel H., Wackernagel H. Ordinary kriging //Multivariate Geostatistics: An Introduction with Applications. – 2003. – С. 79-88.

45. Jordan M. M. et al. Spatial dynamics of soil salinity under arid and semi-arid conditions: geological and environmental implications //Environmental geology. – 2004. – Т. 45. – С. 448-456.