ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВ РИСОВНИКОВ ТРОПИЧЕСКОЙ ЗОНЫ. «РИСОВЫЕ» ПОДЗОЛЫ

При орошении риса используют пресные неминерализованные воды, а объектом орошения являются разнообразные по генезису и составу почвы. При затоплении рисового чека независимо от климатических условий зоны и генезиса почв в их поверхностных слоях всегда возникает три необходи­мых и достаточных условия для развития глееобразования: 1) застой грави­тационной влаги на уровне полной влагоемкости; 2) наличие органического вещества, способного к ферментации; 3) присутствие анаэробной гетеро­трофной микрофлоры.

Вторичная гидрология всех почв, используемых для рисосеяния, харак­теризуется т р е м я важнейшими особенностями: 1)длитель­ным застоем гравитационной влаги в поверхностном гумусовом горизонте, 2) вертикальной инфильтрацией свободной воды и 3) перетоком поверхност­ных вод из вышерасположенных в подкомандные чеки.

Т. Сиросита (1965) полагает, что оптимальные условия для возделыва­ния риса возникают тогда, когда уровень воды в чеке и уровень грунтовых вод пьезометрически не связаны между собой. Очевидно, такое состояние возможно при условии, что скорость оттока грунтовых вод выше скорости инфильтрации оросительных вод в грунтовый поток. Это условие может быть выдержано в двух случаях: во-первых, при наличии слабоводопроницаемого подпахотного горизонта или, во-вторых, в результате создания дренажной сети.

Поскольку рисосеяние предопределяет доминирующее развитие процесса глееообразования, можно прогнозировать общие закономерности измене­ния свойств различных почв на основе изложенных выше результатов иссле­дования глееобразования на разных породах в условиях преимущественно застойно-промывного режима.

Торп [Thorp, 1936] в Китае впервые выделил деградированные «рисовые» подзолистые и оподзоленные почвы. Он показал, что их возникновение обус­ловлено оглеением верхних горизонтов почвенного профиля. Такие почвы часто встречаются на старых рисовых оросительных системах Вьетнама, Бир­мы и других стран. В настоящее время термин «рисовые» подзолы включен в классификационные списки почв многих стран Юго-Восточной Азии.

Деградированные «рисовые» подзолы, т.е. почвы с вторично приобре­тенными кислыми светлыми деградированными горизонтами, тождествен­ными или близкими по своим свойствам подзолистым, были описаны и изу­чены И.И. Кармановым (1965), С. Мицуи (1960), В.А. Обуховой (1969), Б.Г. Розановым и И.М. Розановой (1965), В.М. Фридландом (1964), J. Каппо (1957), J. Thorp (1936), идр. Естественно, в этом случае особое внимание всегда привлекают условия и механизм деградации почв рисовых полей.

Известные данные позволяют признать, что формирование вторичных деградированных светлых кислых элювиальных (т.е. подзолистых) горизон­тов происходит преимущественно в суглинистых относительно водопрони­цаемых почвах.

Здесь в культуре орошаемого риса на затапливаемых чеках вода медлен­но просачивается через всю толщу почвы и частично перетекает в нижерас- положенный чек.

Вместе с тем Корнблюм и Любимова отмечают, что интенсивная дегра­дация в результате длительного рисосеяния установлена в красно-бурых по­чвах сухих саванн, красновато-коричневых почвах сухих лесов и кустарни­ков Бирмы [Карманов, 1965], красных почвах субтропиков Китая [Thorp, 1936], ферраллитных почвах Вьетнама [Фридланд, 1964], обладающих опре­деленной водопроницаемостью.

Наконец, следует обратить внимание и еще на два случая, при которых деградация почв на рисовых системах заторможена или не проявляется во­обще. Во-первых, такую ситуацию можно обнаружить на карбонатных по­чвах, обладающих значительными резервами углекислого кальция. Во-вто­рых, деградация обычно не проявляется в легких хорошо фильтрующих почвах на грубых породах (аллювиальные пески, галечники), при затоплении кото­рых поверхностные воды немедленно смыкаются с грунтовыми. При этом почвы оказываются в условиях застойного водного режима, при котором возможны лишь диффузионная миграция ионов и аккумуляция металлов с переменной валентностью в зонах аэрации (т.е. вокруг крупных воздухонос­ных пор, на контакте вода — воздух у дневной поверхности, непосредствен­но в ризосфере риса, корни которого обладают способностью через аэренхи­му транспортировать к участкам восстановленной почвы кислород).

При глееобразовании значительные массы двухвалентного железа и мар­ганца создают неблагоприятные экологические условия для развития риса. На определенных фазах становится необходимым проветривание почв, сброс избыточной гравитационной влаги (рис. 122, 123). Конструкция рисовых си­стем определяет формирование застойно-промывного типа водного режима, при котором фаза длительного анаэробиоза и переувлажнения сменяется аэробной и интенсивным проветриванием почв. В таких антропогенных кон­трастных условиях переувлажнения и иссушения, как следует из данных мо­дельных исследований, должен идти процесс интенсивной деградации прак­тически всех групп почв. При этом их частные особенности (очень легкий или экстремально тяжелый состав, высокая карбонатность) могут существенно затормозить или на определенный период вообще исключить условия для его развития.

Если полив осуществляется неминерализованными водами способом за­топления на фоне естественного или искусственного дренажа, то в конечном итоге большинство почв должно подвергаться деградации, степень проявле­ния которой находится в тесной зависимости от рассмотренных выше фак­торов.

Систематизируя известные сведения, можно следующим образом пред­ставить вероятную деградацию незасоленных почв рисовых оросительных си­стем (рис. 17.1). В этой связи следует подчеркнуть положение Э.А. Корнблю­ма и И.Н. Любимовой (1978) о том, что для деградации почв рисовых полей необходимо, чтобы в затопленной почве возникали восстановительные усло­вия, а промывание почвы было настолько интенсивным, чтобы обеспечить вынос подвижных продуктов, но не подавить восстановительные процессы.

Рис. 17.1. Условия проявления признаков деградации почв рисовников

Авторы формулируют представление о том, что «переменно-глеевый процесс является наиболее вероятным способом деградации почв рисовых полей». Вся сумма полученных нами данных подтверждает справедливость такой оценки.

В условиях абсолютного застоя влаги глееобразование, тем не менее, все­гда сопровождается элювиированием железа и марганца. Железо и марганец диффундируют в раствор. Глеевый горизонт в застойном режиме всегда является элювиальным по отношению к железу и марганцу. Абсолютным диагностическим признаком глееобразования является несба­лансированный вынос железа из мелкозема или из плазмы мелкозема. Поэтому следующим образом можно формули­ровать связь деградации почв рисовых полей с процессом глееобразования.

Деградация почв рисовников, т.е. вторичное возникновение белесых (свет­лых) кислых или слабокислых поверхностных горизонтов, есть результат гле­еобразования в условиях застойно-промывного водного режима на кислых, нейтральных или выщелоченных породах (горизонтах профилях). Этот про­цесс протекает в условиях пульсирующего водного режима при смене фаз затопления и иссушения и сопровождается подкислением, обезыливанием, обезжелезнением, выносом марганца, алюминия, кальция, магния. При этом возможна сегрегация железа (и марганца) в конкреции.

Наиболее интенсивное изменение почв под влиянием антропогенного воздействия происходит во влажных тропиках, где культура орошаемого риса в течение многовекового цикла и непрерывно в течение года ведется на фоне постоянно высоких температур.

В собственно луговых деградированных (оподзоленных) почвах призна­ки элювиирования проявляются весьма резко. Их поверхностный обрабаты­ваемый горизонт по всей толще имеет белесую окраску. Ниже этот выщело­ченный горизонт покоится на иллювиальном слое, в котором сосредоточены скопления окислов железа и марганца в виде ржаво-бурых стяжений. В це­лом оподзоленный горизонт отличается значительно более легким грануло­метрическим составом, более кислой реакцией среды, потерей алюминия и значительным накоплением кварца (табл. 17.1). Если в луговых глеевых по­чвах прослеживается определенное утяжеление профиля (по сравнению с породой), то в деградированных, напротив, значительное (на две-три гра­дации) облегчение. Профиль интенсивно лессивирован; в нем существенно возрастает фракция мелкого песка и крупной пыли. Запасы гуматно-фуль- ватного гумуса в оподзоленных почвах сокращаются почти в два раза (90 т/га гумуса в луговых глеевых и 50 т/га в луговых оподзоленных почвах). Даже в тяжелых горизонтах (например, на глубине 100—155 см) заметно уменьшает­ся емкость поглощения.

В отличие от луговых глеевых в илистой фракции оподзоленных почв отсутствует или существенно сокращается содержание смешанослойных минералов, высоко присутствие каолинита.

По данным В.А. Обуховой, в лугово-глеевых почвах отношение SiO₂: А1₂О₃ близко к трем, что свидетельствует об их каолинито-гидрослюдистом соста­ве. В луговых оподзоленных почвах это отношение возрастает в 2—4 раза (до 6-13,5, табл. 17.2).

Вместе с тем наличие набухающих минералов в составе ила луговых гле­евых почв обусловливает усиление набухания при затоплении и сжатия при иссушении, их слитизацию и формирование крупных трещин.

Наконец, в оподзоленных горизонтах почв рисовников дельты р. Ирава­ди в Бирме минеральные зерна в большинстве своем отмыты от органожеле­зистых и минеральных пленок, сильно трещиноваты и корродированы.

17.2.