Если проследить долину р. Аму-Дарья на всем ее протяжений от верховьев до низовьев, то окажется, что здесь имеют место оба типа строения долин, показанные нами выше, а именно: в верхнем течении, особенно по Вахшу и Пянджу, долина представлена рядом резко выраженных террас, тогда как по выходе на равнину, в среднем и нижнем течении, река полностью течет в своих собственных мягких наносах и ложе ее более или менее приподнято над древней поймой. Эта последняя в среднем течении обнимает реку сравнительно узкой лентой, не превышающей нескольких километров, тогда как в нижнем течении ниже гор. Турткуля она быстро расширяется до 40—80 км, а в современной дельте (Кара-Калпакия) — до 120 км и более.
Область всей этой низкой древней долины и является основным плацдармом, на котором развивалось орошение в древности; на нем расположены все основные современные орошаемые массивы, и здесь же проектируется орошение крупных новых территорий. Всей этой области присуще единство основных мелиоративных признаков. В качестве типичного примера почвенно-мелиоративных условий этой области ниже мы рассмотрим более подробно территорию крупного Куня-Дарвинского проекта по материалам, представлявшимся при проекте.

Территория проекта представляет собой полосу, вытянутую с востока на запад почти перпендикулярно к р. Аму-Дарья, от этой последней и вплоть до обрывов Усть-Урта. Северной границей ее является древний проток Аму-Дарьи, теперь сухой, так называемый Куня-Дарья. На юге проект охватывает собой урочище Уаз. Район в целом представляет собой область древней дельты Аму-Дарьи. В древности район, по-видимому, в значительной части орошался, так как сохранились следы ирригационных систем, крупных населенных пунктов и значительные площади культурно-ирригационных наносов.
Площадь контура района около 0,5 млн. га, площадь проектного орошения около 130 000 га.

Топографически район представляет собой чрезвычайно плоскую равнину, наклоненную только частью по течению Аму-Дарьи, а главным образом под углом к ней на северо-запад и запад. Аму-Дарья течет теперь следовательно в приподнятых над местностью своих собственных наносах.
Уклоны равнины крайне незначительны и едва достаточны для проведения оросительных и сбросных каналов (0,0001—0,0008).
Общая равнинность деформирована редкими возвышенностями — остатками древних коренных пород (меловых и третичных) и, с другой стороны, очень широко развитыми песками. Включения бугристых и иных песков занимают по отдельным районам от 5 до 50% площади. В среднем для всей площади песков имеется 16%, а для западной половины 22,4%.
Пески не являются объектом орошения, тем не менее значение их существенно, кроме того, что они деформируют рельеф, еще в двух отношениях: значительные территории местных глинистых почв требуют пескования, и с этой точки зрения песчаные массивы, являясь подручным материалом, могут быть оцениваемы как положительный фактор. С другой стороны, развевание песков представляет существенную угрозу засыпания культурных полей. Местами передвижение песков может быть, повидимому, очень значительным. Так например отмечены следующие наблюдения: у скважины № 27 бугры высотой 2,5—3 м передвинулись на 10 м за 6 час.; у Сипай-Яба отмечено передвижение на 30 м за двое суток. По-видимому, в ряде случаев пески рассеяны на равнинной территории мелкими буграми, и здесь потребуется специальная планировка для устранения препятствий работе машин.

Геологически и литологически весь район представляет собой, как обычно для такого рода аллювиальных объектов, исключительно пеструю свиту пород, однако, грубо схематически, он подразделяется все же на три части:
1. Восточная часть от Аму-Дарьи и примерно до линии Куня — Ургенч — Ильялы представляет собой область древней дельты и характеризуется преобладающим развитием аллювиальных песков с глинистыми и суглинистыми не мощными прослоями, с поверхности прикрытых суглинками.
2. Западная часть представляет собой область отложений не только дельтовых протоков, но, по-видимому, главным образом спокойных озеровидных бассейнов, соответственно чему здесь явно преобладание глин.
3. Наконец в качестве третьего района выделяется область таких крупных недавних протоков, как Куня-Дарья и Даудан. Эта область сложена преимущественно песками, «вложенными» в окружающие глинистые массивы, и представляет полосы вдоль протоков шириной 2—5 км.
Таково первое, самое грубое, деление всего массива. Внутреннее содержание каждого района остается еще крайне пестрым. Дальнейшими изысканиями его предстоит уточнять. Такое дробное картографирование в местных условиях будет иметь особенно крупное практическое значение, поскольку будущий гидрологический режим отдельных, даже не крупных массивов будет здесь несомненно весьма локален, как об этом свидетельствует весь опыт орошения в долине Аму-Дарьи.
Громадная преобладающая часть будущей зоны орошения лежит в западном глинистом районе, т. е. западнее упомянутой линии Kyня —Ургенч — Ильялы.

Грунтовые воды характеризуются следующими чертами:
1. Глубины залегания их варьируют по району от нуля до 30 м. В восточном орошаемом районе они колеблются от пуля до 10 м в зависимости от интенсивности орошения. В интенсивно орошаемых участках глубииа не превышает 3 м, а местами воды выходят на поверхность, образуя родники и заболачивая местность.
Восточная часть Сипай-Яба (не орошаемая) имеет воды на глубинах 10—15 м, средняя часть Сипай-Яба и Уаза — 15—20 м и на западе — 20—30 м. Таким образом грунтовые воды резко заглубляются по направлению с востока на запад.
2. Соответственно схеме гидроизогипс на май 1932 г. уклон зеркала грунтовых вод в восточной части направлен на запад и северо-запад, затем становится прямо на запад и наконец поворачивается на юго-запад.
Уклон зеркала в западной части достигает 0,00018 и отвечает уклону поверхности земли. Таким образом следует заключить, что отток общего грунтового бассейна здесь ничтожен.
3. Опыты по определению скорости грунтового потока в орошаемой зоне дали величины следующего порядка: у г. Порсу, при глубине грунтовой воды 3,8 м, залегающей в песчано-суглинистом слое, методом откачки скорость определена в 3,456 м и 10,20 м в сутки, или соответственно К равняется 0,040—0,125 мм/сек.
В другом опыте, при глубине воды 2 м, К равняется 0,025—0,110 мм/сек. По Слихтер у скорость определилась в 4,03 м в сутки, или К равняется 0,046 мм/сек.
Следовательно величины получаются одного порядка, и они должны быть оценены как значительные. Однако это чисто местные явления, присущие лишь песчаным прослоям.
Гидрогеологи сделали также попытки определить скорости вертикальной фильтрации воды через местные грунты. Метод состоял в том, что на различных глубинах делались ямки размером 20x50 см, наполнялись водой, и заданный напор от 10 до 50 см поддерживался на постоянном уровне. В опыте у г. Порсу, где грунтовая вода была на глубине 2 м, результат получился следующий:

Забой шурфа на глубине 1,5 м квалифицируется как супесь. Другой забой шурфа 2 м, вскрыта грунтовая вода, грунт квалифицируется как супесь, переходящая в пески.

Мы видим, что величины фильтрации здесь очень значительны, и они резко возрастают с увеличением напора. Эти определенные величины фильтрации предсказывают значительную интенсивность питания грунтовых вод за счет фильтрации из каналов.
Определение скорости фильтрации на поверхности почвы в ямках размером 20x25 см и расположенных над штольней дало величину скорости при постоянном напоре в 20 см — 0,02 см/сек., т. е. опять громадную.
4. Наблюдения за динамикой грунтовых вод охватили короткий срок в три месяца, начиная с мая, и дали возможность отметить лишь следующие моменты:
а) динамика в орошаемом районе связана с поливами. Амплитуда достигает здесь двух метров и максимум падает на май — июнь;
б) в западном районе зависимость от орошения не отмечена; амплитуда выражается всего 20 см;
в) минимум стояния вод отмечается в январе — феврале.
Оценивая все эти условия с мелиоративной точки зрения, нужно признать, что благоприятным показателем здесь является лишь значительная глубина бытового зеркала грунтовых вод. Учитывая однако вероятные большие потери воды на фильтрацию в каналах и бессточность грунтовых вод, нужно ожидать довольно быстрого подъема их уровня после орошения.
5. Минерализация грунтовых вод везде весьма значительна. Так, для Порсуйского района указывается содержание в литре 10—15 г хлора; в Уазе и Сипай-Ябе воды горько-соленые. Только в области древних русел и области орошения минерализация воды меньше.
К сожалению, нет анализов содержания солей в глубоких толщах грунта, почему нельзя предусмотреть возможного солевого состава грунтовых вод после орошения.

Почвенный покров весьма разнообразен, пестр и охватывает по сводной почвенной карте 26 наименований. Однако большая работа, проделанная на месте экспертными комиссиями специалистов, выделила из этого разнообразия лишь ограниченное число наименований почв, квалифицируемых как безусловно годные для орошения, затем земли второй категории и наконец земли, не пригодные и не включаемые в проект. Поэтому в дальнейшем мы сосредоточим наше внимание главным образом на первых двух категориях, обращаясь к третьей лишь в меру необходимости выяснения возможных будущих условий существования ирригационного района.
1. Наиболее крупным объектом, охватывающим площадь 60 889 га, являются слабо солонцеватые сероземы, глинистые и суглинистые, на слоистых суглинистых и супесчано-песчаных наносах, с признаками культурных поливных почв.
По степени засоления — не засолены или слабо засолены. Расположены в Уазе и по Сипай-Ябу.
Этот массив квалифицируется как безусловно пригодный для орошения и не требующий никаких мероприятий по регулированию солевого режима.
Однако имеющиеся анализы покапывают, что в некоторых из разрезов до глубины 150—170 см количество солей (плотный остаток) действительно незначительно и не превышает 0,2%, но в других оно выше, например в № 19 в пределах 0—10 см — 0,5%, в № 1 в пределах 70—80 см — 0,5%, в № 13 на глубине 110 см — 1%. Следовательно осолонение пестро и выходит за пределы допустимого.
Кроме того приведенными анализами вся амплитуда осолонений, по-видимому, не охвачена. Характеристики осолонения нижележащих грунтов нет совсем.
При этих условиях утверждать, что вся эта территория ни в какой части не потребует регулирования солевого режима, нельзя. Наоборот, имеющиеся характеристики заставляют считать, что хотя территория в целом действительно удовлетворительна, тем не менее в какой-то части промывать соли на ней будет необходимо. Кроме того щелочность этих почв лежит между 0,07—0,10, т. е. весьма высока, и следовательно нельзя утверждать, что здесь не потребуется частичной химизации.
В отношении физических условий возможных промывок этих почв, определяемых механическим составом, эти почвы представляются, по-видимому, удовлетворительными в значительной части. Механические анализы показывают, что поверхностные горизонты до 40—50 см представляют легкие суглинки с 25—30% частиц тоньше 0,01 мм, дальше глинистость резко возрастает до 60—80%, а ниже падает до 10—12% во втором и третьем метрах. Такое сложение признается хорошим. Слабозасоленные сероземы этой территории обладают гораздо худшим механическим составом, — они являются тяжелыми глинистыми (60—75% частиц тоньше 0,01 мм) уже с самой поверхности.
2. Второй крупный массив почв в 11 300 га именуется так: комплекс из слабосолонцеватых сероземов, бывших культурно-поливных почв и светлых сероземов незаселенных. Развит на глинистых, суглинистых и супесчано-песчаных слоистых аллювиальных отложениях, прикрытых культурно-ирригационными наносами; на глубине свыше 1,5 м подстилается супесями и серыми речными песками. Расположен в западной части Уаза и Сипай-Яба.
По механическому составу это легкие почвы с 27—30% глины на поверхности и до 44—83% во втором метре. Общее засоление не превышает 0,3%, но характерны высокая щелочность (0,09—0,10%) и очень малое количество гипса, отвечающее 0,05—0,2% серного ангидрида, растворимого в 5%-й соляной кислоте.
Эти почвы не отличаются следовательно существенно от предыдущих.
Далео в группу первоочередных земель отнесены площадь 4 700 га по Дар-Ялыку саксаульников, требующих раскорчевки, и площадь 5 000 га на востоке в урочище Таджибай уже орошенных и в некоторой мере используемых земель. По общему типу это те же солонцеватые сероземы различного механического состава.
Наконец в эту группу зачислены 4 254 га, представляющих собой пестрый мелкопятнистый комплекс из светлых сероземов, солонцеватых сероземов и пухлых солончаков. Такой комплекс требует промывок.
В этом и ряде других случаев для мелкопятнистых комплексов принимается чисто арифметическая, а не географическая разверстка на группы — годных столько-то процентов, а не годных столько-то. Очевидно, что в натуре такая разбивка комплексов невозможна, и потому самый принцип такой разбивки не должен допускаться.
Итак, лучших земель первой очереди имеется около 81 000 га. Как видно из вышеизложенного, они не. представляют собой однородного массива. Наоборот, почвенные отчеты подчеркивают крайнюю пестроту местного почвенного покрова, что вообще является характерным для аллювиальных зон.
Кроме того крайняя пестрота физических свойств почв в ряде случаев потребует специфического дробления полипных карт, что прямо должно отразиться на проектировке сети и организации хозяйства. Эти обстоятельства являются показателем того, что вся эта территория должна быть заснята детально, на основе планшетов 1:10 000, что уже и должно лечь в основу проектирования сети и организационного плана хозяйства.
Далее проект предполагает земельный фонд расширить, во-первых, на группу так называемых такырных почв, требующих ряда специфических мероприятии, как химизация, пескование, промывка, и, во-вторых, на некоторые засоленные земли.
Эти два принципиальных вопроса о промывках и о такырах мы рассмотрим отдельно.
Под промывки намечено: без химизации 11 881 га и с химизацией 4 388 га, а всего 16 269 га.
Крайний случай засоления пухлого солончака имеет следующие черты:

Этот солончак должен оцениваться как подозрительный с мелиоративной точки зрения ввиду преобладания хлористого натрия, высокой щелочности, малого количества гипса и глинистости ближайшей подпочвы. Нужна экспериментальная проверка хода промывки в лаборатории и по возможности в поле.
Более слабое засоление можно характеризовать такими цифрами разреза № 28:

Эта почва значительно легче для мелиорации по количеству и по составу солей, тем не менее и она потребует для промывки довольно значительных количеств воды.
Самое осуществление промывок предполагается проектом без дренажных устройств, за счет глубоких грунтовых вод. Принципиально такая постановка правильна, однако она требует специальной проработки и подсчетов водного баланса, что в материалах отсутствует. Специфичность этого вида промывок заключается, как мы знаем, в следующем: промывки с дренажем не ограничены ни в смысле размеров промываемых площадей, ни в смысле промывных норм на единицу площади.
Промывки без дренажа, в условиях хотя бы и глубоких грунтовых вод, но не имеющих обеспеченного и быстрого оттока, всегда строго ограничены емкостью грунта для воды как в отношении размеров промываемых территорий, так и в отношении промывных норм. Несоблюдение этой границы неизбежно вызовет подъем грунтовых вод выше критического и приведет к тому, что положительный эффект промывок исчезнет, и даже, наоборот, создастся угроза порчи соседних земель. Проект освещения вопроса в этой плоскости не дал.
Кроме того местные грунты крайне слоисты и часто с глинистыми водоупорными (по-видимому) пластами. Естественно ожидать, что в таких местах, при промывках, будут создаваться верховодки. Таким образом возможный объем промывок сокращается. Остается неизвестным, какого качества будет в смысле осолонения эта верховодка.
Наконец чрезвычайно важное обстоятельство заключается в том, что в местных условиях рассолонение приводит, по-видимому, к широкому развитию солонцовых явлений, но оно не получило пока экспериментального освещения.
Такыры занимают площадь ориентировочно от 48 000 до 73 000 га. Внешне это совершенно ровные, плотные, паркетообразные территории, почти совершенно лишенные растительности.
По механическому составу это обычно очень тяжелые глинистые почвы, по степени же осолонения они разнообразны: встречаются и совсем незасоленные разности, обычно же они не сильно, но засолены.
В качестве примеров приводятся следующие анализы таких такырных почв:

Эти своеобразные почвы практически не поддаются с.-х. освоению при обычных методах культуры. Здесь обычно просто не удается получить всходов посевов, но иногда гибнут и уже развившиеся растения.
Причины, такого поведения почв остаются пека неясными, но, по-видимому, они многочисленны. В некоторых случаях вредит засоленность, часто неблагоприятна высокая глинистость. Однако в настоящее время большинство исследователей главную причину неблагоприятных свойств такыров склонно усматривать в их солонцеватости, т. е. в присутствии поглощенного натрия. К сожалению, с этой стороны такыры вообще и в частности Куня-Дарьи остаются крайне мало изученными.
Выше мы приводили для примера анализ такыра Иолотанской станции (табл. 134).
Для куня-дарвинских объектов имеется несколько аналиаов только для поверхностной корочки, которые дают величины емкости около 7—11 м/экв., а количество поглощенного натрия 1,7—1,9 м/зкв., т. е. около 20% натрия от емкости.
С этой точки зрения заслуживает внимания факт, сообщенный нам В. С. Малыгиным: в 1932 г. развившийся посев хлопка на такыре Сипай-Яба вдруг погиб сейчас же после первого полива. С точки зрения солонцеватости это может быть объяснено вспышкой щелочности при поливе.
В общем нужно признать, что решение вопроса о с.-х. пригодности такыров может лежать в подробном их аналитическом исследовании и в широких полевых опытах культуры. На Иолотанской станции осенью 1932 г. (с 26 сентября) были поставлены полевые и вегетационные опыты посева разнообразных культур, применяя различные приемы химизации, обработок почвы, поливов, пескования, удобрений, но во всех случаях получился резко отрицательный результат: в большинстве случаев не удалось получить даже всходы. Единственный положительный эффект получен в отношении фильтрационных свойств при химизации.
По аналитическим данным такыры Куня-Дарьи тяжелее иолотанских, поэтому если не удалось пока получить положительного эффекта в условиях опытного поля, то трудно рассчитывать на хозяйственный эффект в условиях Куня-Дарьи.
На основании этих опытов можно заключить, что дело с.-х. освоения такыров не безнадежно, но отыскание удовлетворительных технических приемов его требует продолжения серьезных исследований этого вопроса.

Резюмируя все вышеизложенное, мы можем констатировать следующие основные моменты.
Территория проекта является типичным участком древней поймы, сложенной мощной свитой слоистых отложений, варьирующих по механическому составу от песков до тяжелых глин.
Поверхностные слои этой толщи уже давно вышли из-под непосредственного влияния как речных разливов, так и грунтовых вод. Соответственно этому современное почвообразование протекает здесь в основном в нормальных для Средней Азии сухих условиях. Однако следы аллювиального происхождения, несомненно усиленные бывшим здесь орошением, ясно проявляются во всех элементах почвенного покрова. Основным показателем его является заметное развитие за засоления как в сероземах, так особенно в мелкопятнистых солончаковых комплексах. Последние могли возникнуть главным образом под влиянием бывших здесь близких грунтовых вод, а в настоящее время существование их является, по-видимому, реликтовым.
Влияние бывшего здесь ранее широкого развития засоления проявляется в том, что здесь почти все почвы в той или иной мере солонцеваты. Эта солонцеватость явилась второй фазой развития почвообразования в долине, наступившей тогда, когда уровень грунтовых вод опустился ниже критического горизонта. Вероятно, что на значительных территориях выщелачиванию способствовало орошение, обостряя однако явления засоления на соседних не орошаемых площадях. Все такыры также несут на себе признаки как бывшего, так и современного засоления. Современное засоление осуществляется за счет поверхностного стока, приносящего одновременно и взвешенные илистые частицы. Таким образом неблагоприятные топографические условия, не обеспечивающие стока, создают и в настоящее время условия временно-избыточного увлажнения, поверхностного засоления и крайне неблагоприятного механического состава такыров.
Оценивая весь этот комплекс почвенных условий территории проекта с с.-х. точки зрения, устанавливается, что здесь несомненно имеются обширные площади, позволяющие прямое их освоение. Это будут сероземы. Однако отмечающаяся их солонцеватость, по-видимому, не исключает потребности в частичной их химизации или легкой предварительной промывке в виде обильного зимнего или предпосевного полива.
Наряду с этим столь же обширные территории сероземов, засоленных в разной степени, несомненно требуют предварительных промывок и возможно частично с химизацией. Это требует подачи в район дополнительных количеств воды. Самые промывки можно осуществлять в первый период без дренажа, пользуясь достаточно глубоким уровнем грунтовых вод.
Чрезвычайно важной с с.-х. точки зрения чертой является то, что площади сероземов являются все же весьма пестрыми по своему составу: здесь наблюдается быстрая смена почв не только по механическому составу, но и по степени засоления и по солонцеватости. В практике это будет обязывать к весьма дробному приспособлению агротехники на отдельных индивидуальных площадях.
Эта черта невыгодно отличает сероземные площади аллювиальной области от сероземов на лессах, характеризующихся обычно большой выровненностью своих свойств на значительных территориях.

Решающим фактором, определяющим собой общую эволюцию почвенного покрова после орошения, является, как мы знаем, поведение грунтовых вод и именно возможность подъема их до уровня, критического для засоления поверхностных горизонтов почвы.
Куня-Дарышский район имеет некоторые благоприятные показатели, препятствующие быстрому достижению зеркалом грунтовых вод такого угрожающего уровня.
Во-первых, бытовой их горизонт настолько глубок, что, допуская даже полную бессточность грунтового бассейна, все же потребуется ряд лет для заполнения фильтрационными водами свободной порозности толщи грунта, измеряющейся, как мы видели, 15—20 м.
Элементарный расчет, исходящий из предположения, что свободная порозность грунта равна 20%, а ежегодно фильтрующийся объем воды равен 5 000 м3 на гектар, дает величину ежегодного подъема уровня грунтовых вод в 2 м. Ряд практических наблюдений в близких по условиям районах (Голодная степь) показывает, что эти темпы подъема осуществляются в природе. Таким образом в нашем случае заполнение 15—20-метровой толщи не должно произойти ранее 7—10 лет. С другой стороны, в пределах контура района имеются крупные массивы песков, которые орошаться не будут и будут служить в известной степени бассейнами, отсасывающими грунтовые воды с соседних орошаемых территорий. Учесть значение этого фактора, хотя бы и ориентировочно, но количественно, пока нельзя. Качественно же несомненно, что этот фактор будет задерживать естественный подъем грунтовых вод после орошения.
Однако нужно признать, что при развитии орошения на всех запроектированных площадях подъем грунтовых вод до критического уровня все ?ке должен будет осуществляться. Показателями к этому служат следующие обстоятельства:
1) местные грунтовые воды лежат в мелкоземистых грунтах, и следовательно возможный отток их будет обладать малой скоростью;
2) при наличии в районе массы песчаных прослоев, которые будут прорезаться каналами, потери на фильтрацию будут значительны;
3) весь опыт орошения соседних, аналогичных по условиям районов говорит о неизбежности этого процесса при обычных условиях самотечного орошения.
Поскольку пока нет возможности сколько-либо точно подсчитать водный баланс орошаемых территорий, постольку прямой опыт орошения аналогичных по условиям площадей является по существу решающим показателем в постановке прогноза о судьбе вновь орошаемых территорий. Исходя из этого, мы и остановимся кратко на характеристике влияния орошения на почвы в соседних районах — Порсуйском и Хорезмско-Ташаузском.