Почвенный покров Казахстана, его экология и приоритетные направления почвенных исследований

ПЛЕНАРНЫЕ ДОКЛАДЫ ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ КАЗАХСТАНА, ЕГО ЭКОЛОГИЯ И ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОЧВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ А.С. Сапаров, Ф.Е. Козыбаева

Казахский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии

им. У.У. Успанова

Экологические проблемы почв и почвенного покрова имеют место не только в нашей Республике, но и в мировом, Глобальном масштабе всеи планеты Земля. Об этом можно судить по работам Всемирных Конгрессов в странах Европы, Америки, Австралии, Турции, Китая и ближнего зарубежья, посвященным деградации, загрязнению, опустыниванию, охране почв и окружающеи среды.

Территория Республики Казахстан составляет 272,5 млн. га. Удельньш вес земель сельскохозяиственного назначения в структуре сельскохозяиственных угодии Республики составляет 38,5 %, из них более 70 % пашни приходится на долю Акмолинскои, Костанаискои, Пав-лодарскои и Северо-Казахстанскои, более 60 % орошаемои пашни - Алматинскои и Южно-Казахстанскои областеи, а небольшие площади пастбищ - Карагандинскои (18,8 %) и Алматинскои (44,1 %) областеи.

Экстенсивное использование природных ресурсов привели к значительнои деградации почв Казахстана. Так, около 75 % почвенного покрова Республики относится в разнои степени деградированным, в зависимости от особенностеи природных условии и их народно-хозяиственного использования. Деградация во всех регионах Казахстана вызвана 3 основными факторами: экстенсивнои формои ведения сельскохозяиственного производства; интенсивным развитием ресурсо-добывающеи промышленности и широ-кои сетью бывших (в период СССР) военных испытательных полигонов.

Экологические проблемы почвенного покрова и окружающеи среды в Казахста-

не вызывают особую тревогу у общественности и населения. Антропогенные факторы, приводящие к возникновению и развитию процессов деградации почв и опустынивания в Казахстане, связаны, главным образом, с такими видами хозя-иственнои деятельности, как ненормиро-ванныи выпас скота, нарушение системы земледелия, разработка недр, строительство и эксплуатация промышленных, военных и гражданских объектов, ирригационных и линеиных сооружении.

В результате антропогенных нагрузок на всеи территории Казахстана наблюдается нарушение почвенного покрова, развиваются эрозионные процессы, ведущие к деградации, опустыниванию и потере биопродуктивности почв, нарушению равновесия в окружающих ландшафтах.

Особенностью эколого-географичес-кого положения Казахстана является малая устоичивость природнои среды к антропогенным воздеиствиям. К ним можно отнести пустынные (45 %) и горные (20 %) ландшафты, где располагаются основные площади пастбищных угодии.

Особенно остро проблема деградации почв проявляется в Северном Казахстане - зоне зернового земледелия. В северных областях Казахстана почвы истощены, за полувековои период освоения целины, потеряно 1/3 часть от его исходного содержания. Основная часть гумуса идет на формирование урожая, а поступление его с однолетними злаковыми культурами ничтожно, нарушается баланс гумуса в почве. Общие потери запасов гумуса пахотного слоя (0-25 см) почвы составля-

ет 28,3 % гумуса за счет минерализации органического вещества, выноса с урожаем, при водной и ветровой эрозии. Одновременно плодородие почв снижается за счет ухудшения ее агрофизических своиств, в основном, вследствие уплотнения почвы машинами. В зерновых раио-нах севера республики 17,8 млн. га земель потенциально подвержены дефляции и 2,6 млн. га страдают от сильнои ветровои эрозии. Вместе с этим до 57 % пашня теряет гумус эрозионным путем. Площадь эродированных почв Северного Казахстана составляет 19,1 млн.га. Согласно послед-неи инвентаризации орошаемых земель половина из них нуждается в мелиоративном улучшении или восстановлении плодородия.

Республика Казахстан занимает 5 место в мире по площади пастбищных уго-дии. Исторически пастбищные угодья являлись движущеи силои экономики страны и занимают 67 % территории страны, т.е. 81 % от всех сельхозугодии. При этом 125 млн. га пастбищ находятся в зоне пустынь и полупустынь.

В настоящее время пастбищные угодья в разнои степени деградированы. По данным профессора Н.Г. Виноградова к середине 80 годов прошлого столетия деградированные пастбища составляли 47 млн. га, главными причинами данного процесса является отсутствие системы рационального устоичивого использования пастбищных угодии - это прежде всего нарушение почвенного покрова вследствие перевыпаса, несоответствия биопродуктивности пастбищ к растущему поголовью животных, отсутствие мероприятии по окультуриванию почв пастбищ (агротехническая обработка, внесение удобрении, смена кормовых культур, орошение). Кроме того пастбища подвергаются влиянию техногенных факторов. При этом общие экономические потери в

Казахстане, возникшие от прямых и косвенных эффектов деградации земли, оценены в 93 млрд. тенге или 6,2 млрд. долларов, (Доклад МООС РК, Бишкек, 2006 г.).

Интенсивное и нерациональное развитие орошаемого земледелия, а также зарегулирование стока в условиях аридного климата привело к дефициту воды в бассеинах малых и крупных рек южного региона и развитию процессов деградации и опустынивания. Так, опустыненные и засоленные территории занимают более 50 тыс. км2 в бассеинах Арала и Балхаша.

Особую тревогу вызывает состояние и использование 59,6 млн. га земель в раионах экологического бедствия Приа-ралья. Солепылевые потоки, возникающие в этом регионе распространяются на 150-300 км, максимально на 500 км.

Площадь зоны распространения и осаждения пыли составляет около 25 млн. га. В результате усыхания Аральского моря произошли большие изменения в современнои дельте Сырдарьи и на обсохшем дне Аральского моря. Учеными Казахского НИИ почвоведения и агрохимии им. УУ Успанова проводятся мониторинговые исследования. Обсыхание и опустынивание гидроморфных почв современнои дельты Сырдарьи сопровождаются усилением процессов засоления, резким сокращением площадеи неза-соленных почв и увеличением почв раз-нои степени засоления, вплоть до образования солончаков, на долю которых приходится 50 % от обследованнои площади.

Специфические формы техногенного загрязнения проявляются в пределах военных, космического и бывшего ядерного испытательных полигонов, занимающих более 6 % территории страны. Зона влияния испытательных полигонов расширяется, если включить в нее трассы взлета ракет и аварии, которые происхо-

дили в последние годы. Отрицательное воздействие полигонов, кроме прямого изъятия земель, выражается в падении несгоревших в атмосфере фрагментов сту-пенеи ракет, разливов вокруг упавших сту-пенеи высокотоксичного ракетного топлива (гептила) больших объемов сгорания кислорода. Исследования, проведенные в нескольких странах, показывают, что восстановление окружающеи среды до первоначального состояния после падения ракеты требуют огромных затрат.

Говоря об экологических проблемах земельных ресурсов, нельзя не коснуться темы отходов. По данным МООС РК в республике их накоплено свыше 21 млрд. тонн, в том числе 5,2 млрд. тонн токсичных: около 4 млрд. тонн - отвалы горного производства, 1,1 млрд. тонн - отходы обогащения и 105 млн. тонн - отходы металлургического передела. Ежегодно образуются около 1 млрд. тонн промышленных и 14 млн. кубометров бытовых отходов, из которых используются в переработке не более 100 млн. тонн. В Республике не решена проблема утилизации и захоронения радиоактивных отходов. Так, в результате многолетнеи деятельности предприятии, осуществляющих геологоразведочные работы, добычу и переработку урановых руд образовалось 118 отвалов вскрышных пород, некондиционных руд и отходов переработки, радиоактивных руд, представляя прямую угрозу здоровью населения. Более 1,5 миллиарда тонн отходов накоплено только в золо-отвалах Экибастузскои ГРЭС Павлодар-скои области.

В пустынных и пустынно-степных регионах Западного и Южного Казахстана (Мангистауская, Атырауская, Актюбин-ская, Кызылординская области) интенсивно эксплуатируются крупные природные запасы нефти, газа, минеральных солеи и строительного материала. Прог-

рессирующии рост антропогеннои нагрузки на почвенныи покров сильно осложнили экологическую обстановку нефтедобывающих регионов. Эти регионы относятся к самым сильно экологически дестабилизированным территориям Казахстана. Здесь широко распространены антропогенно-преобразованные почвы. Однои из главных причин деградации и опустынивания почвенного покрова является хрупкая природа пустыни. В регионе почвенныи покров подвергается загрязнению нефтью и нефтепродуктами в результате порывов трубопроводов, создания амбаров и эксплуатации скважин. Так, МООС РК отмечает загрязнение почв нефтью и нефтепродуктам на площади более чем в 1,5 млн. га. Большая доля загрязнения почв и окружающеи среды приходится на Атыраускую область - 59 %, Актюбинскую область - 19 %, Западно-Казахстанскую область 13 % и Мангыста-ускую область - 9 %.

В раионах горнои промышленности происходят интенсивные, часто в очень больших масштабах, преобразования естественнои среды, наносящие еи опре-деленньш ущерб. В настоящее время, ведущее место в мировои добыче минерального сырья занимают открытые горные работы. Их удельныи вес составляет: 34 % -угля и 97 % -горнодобывающеи промышленности. Обеспечивая по сравнению с подземными работами в 3-7 раз более высокую производительность труда и в 23 раза меньшую себестоимость добычи, открытые горные работы требовали меньших капитальных вложении, были более безопасны, открывали широкие перспективы комплексного использования сырья и снижения потерь. Однако, как показал опыт нескольких десятилетии, нарушения поверхности земли, наблюдаемые при добыче полезных ископаемых открытыми горными работами, наиболее впе-

чатляющие. Под разработку месторождения полезных ископаемых открытым способом отводятся громадные территории, которые подлежат рекультивации.

Оставляемые выработанные карьерные поля зачастую являются центрами эрозионных процессов, и тогда выводятся из строя участки земель, прилегающие к карьерам. Эрозионным процессам подвергается почвенныи покров, находя-щиися вблизи обогатительных фабрик и заводов в связи с выбросами тяжелых металлов и других загрязнителеи в атмосферу. Они оседают на почву, губительно влияют на растительньш покров и вызывают эрозионные процессы. Экологические проблемы почвенного покрова и окружающеи среды могут вызвать бедствия, катастрофы и решение их в настоящее время требует безотлагательных мер в целях безопасности нашего государства и сохранения в целом здорового населения Республики.

Пути решения проблемы экологии почв Казахстана, разнообразные. В каждом отдельно взятом регионе необходим особыи научно-обоснованныи подход с учетом природно-климатических условии, знанием законов природы, разработ-кои и внедрением новых инновационных технологии.

Успешная защита почв от эрозии и восстановление эродированных земель предусматривает проведение целого комплекса организационно-хозяиственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятии. Организа-ционно-хозяиственные мероприятия включают разработку такого использования земель, которое находится в согласии со средои и с интересами человека, и такого размещения угодии, которое позволит максимально использовать ресурсы территории, не разрушая ее. Агротехнические мероприятия могут способство-

вать увеличению содержания гумуса в почвах, созданию густого растительного покрова, внесению органических, органо-минеральных удобрении, рассеиванию поверхностного стока и ослаблению силы ветра (контурная вспашка и полосное земледелие). В сухих степях и полупустынях необходимо проводить почвозащитные севообороты с полосным размещением посевов и многолетних трав, залужение сильно эродированных земель, снегозадержание, закрепление песков и регулирование выпаса скота, строительство про-тивоэрозионных гидротехнических сооружении (перепадов, водостоков, обвалование вершин оврагов их облесение).

В настоящее время в Казахском НИИ почвоведения и агрохимии им У.У Успано-ва приоритетными направлениями почвенных исследовании являются:

- обновление почвенных карт, на основе которых, можно оценить почвенные ресурсы, их экологическое состояние и выявить ценность, и рациональное использование сельскохозяиственных уго-дии;

- разработка научных основ воспроизводства и сохранения плодородия почв, и повышение биопродуктивности сельхо-зугодии;

- изучение и оценка функции почв в техногенно-нарушенных, загрязненных землях и разработка научных основ их рекультивации;

- оптимизация условии минерального питания и оценка экологических функции применения удобрении.

Результаты фундаментальных и прикладных исследовании по направлениям следующие: в области географии, генезиса и оценки почв Казахстана являются исследования по оценке современного состояния почвенного покрова территории орошаемого и богарного земледелия, и пастбищных угодии. Исследования про-

водились в пределах северных склонов хребтов Заилииского Алатау и Кетменя, а также их предгорных равнин с охватом всего спектра вертикальнои зональности. Установлено, что в ряду вертикальнои ландшафтнои зональности Северного Тянь-Шаня наибольшеи устоичивостью к антропогенным воздеиствиям характеризуются почвы горнои и предгорнои степнои зоны (черноземы выщелоченные, типичные, в меньшеи степени - обыкновенные и южные), что связано с оптимальными условиями увлажнения, определяемыми гидротермическим коэффициентом, близким к единице. При оценке трансформации предгорных почв установлено, что наибольшую степень трансформации претерпевают почвы орошаемых земель. В пределах вертикальнои зональности предгорных равнин наименьшим изменениям подвергаются почвы пустынно-степнои и сероземнои зон. Почвы пустыннои зоны - бурые, серо-бурые подвергаются сильнои трансформации также, как почвы с высоким естественным плодородием (черноземы, луговые темные). Обобщенные материалы исследовании позволили составить новыи систематическии список почв Юга-Востока Казахстана с характеристиками их морфогенетических своиств.

Важным результатом исследовании является создание первои в истории казахстанского географо-генетического почвоведения электроннои крупнорегио-нальнои почвеннои карты юго-востока Казахстана (Семиречья) в масштабе 1:500000 с использованием новых геоинформационных технологии.

На основе предыдущих методик был составлен систематическии список почв, разработана бонитировочная шкала, составлена почвенная карта Жамбылскои области (М 1:5000000). Составлен элек-тронныи вариант почвеннои карты Южного Казахстана масштаба 1:500000.

Составлена почвенная карта масштаба 1:100000 земельных ресурсов засушливых территории Карагандинскои области. Выявлены и даны характеристики закономерностям формирования почвенного покрова территории Северного и Северо-Восточного Прикаспия и составлен электронныи вариант почвеннои карты масштаба 1:500000, а также тестового участка месторождения Косшагыл, масштаба 1:10000.

Исследования по совершенствованию основ управления почвенным плодородием при минимальнои, нулевои и традици-оннои обработке черноземов Северного Казахстана показал преимущество нуле-вои обработки. Так, при нулевои обработке содержание влаги в почве выше против минимальнои обработки. Плотность почвы при нулевои обработке ниже, чем при традиционнои вспашке и культивации. Но, следует отметить, что при нуле-вои и минимальнои обработке значительно увеличивается численность паразитических нематод по сравнению с традици-оннои обработкои почв.

Анализ почвенно-мелиоративных исследовании орошаемых земель показал, что земли с хорошим мелиоративным показателем занимают от 34,0 % (ЮжноКазахстанская область) до 55 % (Жамбыл-ская область) площади орошаемых почв республики.

Результаты проведеннои солевои съемки почв рисосеющих регионов показал, что почвы обследованных территории засолены. Следует отметить, что по распределению солеи по профилю почв, отмечено повсеместное вторичное засоление, в некоторых случаях наблюдается солонцеватость. Экологическая оценка показала, что количественное содержание некоторых тяжелых металлов превышает предельные нормы и приближается к критическому состоянию.

Испытание нанобиостимуляторов на засоленных щелочных почвах оказали эффективное воздеиствие на урожаи-ность риса.

По ресурсосберегающим технологиям разработаны способы получения модифицированных азотных и фосфорных удобрении на основе цеолита для орошаемых почв и установлены эффективность их применения.

Установлено современное гумусное состояние почв рисовых полеи орошаемых массивов и распределение гумуса, а также зависимость урожаиности риса от количественного содержания общего гумуса и содержания азота в почве.

Разработан новыи агроприем повышения урожаиности трав на орошаемых сенокосах сазовои полосы Алматинскои области с использованием препарата адоптогена.

На основании мониторинговых исследовании почв Приаралья была составлена карта трансформированных почв в результате аридизации в масштабе 1:200000.

Исследованиями техногенно-нару-шенных земель горнорудных месторождении получены результаты, имеющие теоретическое и практическое значение в области почвоведения и экологии. Изучены теоретические основы процессов почвообразования в условиях естественного зарастания и биологическои рекультивации техногенно-нарушенных почв. Исследованы вопросы трансформации почвогрунтов в период рекультивации промышленных отвалов и начальные процессы почвообразования, их скорость и направление. Установлено, что инициаль-ныи процесс почвообразования идет по принципу зональности. Изучение грунтов отвалов фосфоритового месторождения показали тесную взаимосвязь растительных сообществ с породным элюви-

ем. Почвенно-экологические функции в техногенно-нарушенных ландшафтах проявляются также как и в ненарушенных почвенных условиях. Только в условиях техногенеза почвенно-экологические функции оцениваются, как слабовыра-женные. На ближаищее будущее намечены работы по рекультивации отвалов фосфоритовых месторождении с целью создания низкопродуктивных пастбищ, охраны окружающеи среды и секвестрации углерода в атмосфере.

Исследование нефтезагрязненных почв месторождения Кенкияк позволили определить устоичивость почв к техногенным нефтехимическим нагрузкам, степень засоления и состав солеи в почвах при загрязнении.

Казахскии НИИ почвоведения и агрохимии тесно сотрудничает с НИИ биологических и аграрных направлении, а также с Вузами страны, активно участвует в подготовке научных кадров совместно с университетами. В стенах Института студенты проходят практику и участвуют в полевых и лабораторных исследованиях. Сотрудники Института проводят большую работу среди одаренных учеников школ города Алматы в подготовке их к раион-ным, городским, республиканским и международным интеллектуальным олимпиадам. Проводится работа в распространении знании и информации в различных фермерских хозяиствах по почвенно-агрохимическим исследованиям и применению инновационных технологии воспроизводства плодородия почв и повышения продуктивности сельскохозяиствен-ных культур.

В связи с ухудшением экологическои ситуации Казахстан занимая 9-е место в мире по площади земельных ресурсов, рискует уже в ближаишее время стать зонои экологического бедствия. В этом немаловажную роль играет человеческии фак-

грамму рационального использования земель сельскохозяиственного назначения и воспроизводства почвенного плодородия, имеющую межотраслевую значимость, которая будет направлена на проведение Единои политики развития аграрного сектора с целью обеспечения Продовольственнои безопасности страны.

тор. В связи с этим, для решения экологических проблем необходимо разработать и принять Законы по охране почв и рекультивации деградированных, нарушенных и загрязненных земель, а также «Закон о государственном регулировании обеспечения плодородия земель сельско-хозяиственного назначения». Либо разработать целевую Государственную про-

УДК 631.45

СОСТОЯНИЕ И ПРИОРИТЕТЫ АГРОХИМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

КАЗАХСТАНА Р.Е. Елешев1, А.К. Куришбаев2

1Казахский национальный аграный университет, Алматы, 2Казахский агротехнический университет им. С.Сейфуллина, Астана, eleshev.r@mail.ru

Почвенные ресурсы являются осно- Поставки минеральных удобрении по

вои сельскохозяиственного производства стране за перестроечные годы снизились

и составляют главное богатство нашеи от 1,1 млн. т (1986 г.) до 36 тыс. т (1995 г.).

страны. Резко сократилось также применение

Поэтому сохранение плодородия органических удобрении

почв и организация ведения сельскохозя- (1986 г.) до 1141 тыс. т (1995 г.).

иственного производства с применением Уменьшение поставок агрохимичес-

технологии, обеспечивающих его сохра- ких ресурсов сельскому хозяиству приве-

нение и воспроизводство, относится к ло к резкому падению содержания под-

актуальным проблемам в реализации про- вижных форм азота, фосфора и калия, к

довольственнои программы в Казахстане. снижению урожаиности сельскохозя-

Почвенныи покров Казахстана отли- иственных культур, и в конечном итоге

чается большим разнообразием, экологи- общего объема производства валовои про-

ческими своиствами, уровнем плодоро- дукции растениеводства.

дия и продуктивности, образуя ярко выра- Особо напряженная ситуация склады-

женную природную зональность от серых вается в орошаемои зоне юга и юго-

лесных почв и черноземов на севере до востока Казахстана, где созданные ранее

бурых и серо-бурых пустынных почв на уровни плодородия почв при интенсив-

юге. Земледелие в Казахстане ведется в ном применении удобрении, в настоящее

исключительно жестких (по мировым время резко снизились до первоначально-

стандартам) климатических условиях, где го состояния.

годовое количество атмосферных осад- Агрохимическое обеспечение сель-

ков в основных земледельческих зонах ского хозяиства, неразрывно связан° ста-

составляет 200-300 мм и при дефиците новлением и развитием систем земледе-

необходимых элементов минерального лия.

питания растении: в первую очередь фос- Анализ направлении развития сель-

фора, затем азота и в меньшеи степени ского хозяиства показывает, что в про-

калия. шлом столетии в мировом земледелии

произошла существенная эволюция: от