Сейтказиев
А.С., Шилибек К.К., Джанаева Ж.М.
Таразский
государственный университет им.М.Х.Дулати,Казахстан
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРА СОЛЕОТДАЧИ СЕРОЗЕМНО-ЛУГОВЫХ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ
Орошение
имеет большое влияние на почвенные процессы и микроклимат. Оросительная вода
способствует повышению почвенного плодородия. Она растворяет питательные
вещества, делает их более подвижными и усваиваемыми для растений. Чем ближе к
оптимуму запасы почвенной влаги, тем сильнее положительное влияние орошения на
почву, тем выше ее эффективное плодородие. И только чрезмерное увлажнение почвы
поливами может со временем вызвать отрицательные явления: подъем грунтовых вод,
засоление и заболачивание почвы, падение ее плодородия. Поэтому следует
правильно соблюдать водный режим почвы. Когда эти изменения не влияют
отрицательно на рост и развитие растений, водный режим считается положительным,
а при интенсивном развитии растений – оптимальным.
Почвы
структурные в значительно меньшей степени теряют влагу, чем бесструктурные:
наличие некапиллярных промежутков между отдельными комочками ослабляет
водоподъемную способность в них. Наоборот, почвам бесструктурным, в которых
капиллярные поры преобладают над некапиллярными, в силу чего создается хорошая
подача влаги снизу вверх, свойственна большая потеря воды через испарение.
Кроме того, почвы бесструктурные способны при выпадении атмосферных осадков
заплывать, образовывая на поверхности корку. Почвенная корка, обладающая
тонкопористым строением, еще больше усиливает испарение.
Большое
влияние на величину потери воды через испарение оказывает степень уплотненности
почвы: чем сильнее уплотнена почва, тем быстрее она испаряет, и, наоборот, чем
рыхлее почва, тем меньше потеря влаги.
Значительное
влияние на испарение влаги почвой оказывают ветер, температура и степень
влажности воздуха: чем суше воздух и выше температура, тем сильнее испарение.
Увеличение влажности воздуха и отсутствие ветра уменьшают потерю влаги почвой.
Этим объясняется тот факт, например, что в лесу, где почвенный покров защищен
от ветров и где воздух более насыщен парами, испарение влаги верхними слоями
почвы значительно ниже, чем на открытой местности. На величину испарения влияет
также положение, или экспозиция, данного участка: с южных склонов влага сильнее
испаряется, чем с северных.
Расход воды
из почвы через испарение в известной мере зависит и от формы поверхности. Так,
при волнистом или бугристом рельефе испарение будет сильнее, чем при равнинном.
Большое влияние на уменьшение испарения оказывает наличие на поверхности почвы
различного рода мертвого и живого покрова — опавшей листвы в лесу, травы в
степи и т. д. На этом основывается так называемое мульчирование в земледелии,
сущность которого заключается в том, что междурядья той или иной культуры
покрывают мульчей (торфяным порошком, опилками и др.), т. е. материалом,
задерживающим испарение влаги из почвы.Очень много почвенной влаги испаряется с
поверхности сорных растений. Поэтому систематическое очищение полей от сорняков
является важным мероприятием в деле сбережения влаги в почве и получения
высокого урожая.
Оптимально увлажненная почва
обладает наилучшей рыхлостью, меньшей твердостью и удельным сопротивлением,
меньше распыляется при обработке и ветром. Однако сохранить эти свойства при
многолетнем орошении можно лишь соблюдением ряда условий: применением в
севообороте комплекса агротехнических приемов, соответствующих способов и
техники полива, строго нормированной подачи поливной воды. Искаженный режим
орошения отрицательно воздействует на физические свойства почвы: увеличивается
плотность, уменьшается скважность и водопроницаемость, ухудшается структура,
развивается ирригационная эрозия.
Под влиянием орошения нередко
изменяется механический состав по профилю почвы – илистые фракции из пахотного
слоя перемещаются в нижние горизонты. В результате, на глубине 30-80 см у
тяжелых и на глубине 1,5-3 м у легких почв образуется уплотненная прослойка,
затрудняющая рост корней, проникновение воздуха и воды. На тяжелых почвах она
обычно формируется на глубине вспашки. Механический состав почвы часто
улучшается благодаря илистым частицам, приносимым поливной водой[1-2].
Исследования
проводилась на сероземно-луговых
почвах, где именно , происходит
выпотной тип водного режима , который
создаются в обьектах, где годовая испаряемость
значительно превышает годовую сумму осадков и близко к дневной поверхности
подходят грунтовые воды. В связи с этим здесь грунтовые воды поднимаются к
поверхности и частично испаряются. Если грунтовые воды засоленные, неизбежно
засоление почвенной толщи солями, которые содержатся в грунтовых водах.
Полевые исследования (монолитные )
,необходимые для разработки методов прогноза
водно-солевого режима мелиорированных земель , проводились на опытных
участках , характеризующие пять группы почв(по механическому составу) в условиях
орошения в Байзакского района Жамбылской области в крестьянском хозяйстве «Кокозек».Более подробные данные по водно-физическим свойствам почв представлены в таблицах1-2[2-4].
Таблица1 . Водно-физические
свойства почвогрунтов в слое 1м
|
Группы опчв по меаническому составу |
Плотность почвы,γ,т/м3 |
Плтность твердый фазы почвы ,d, т/м3 |
Коэффициент Фильтрации, К,м/сут |
Порозность,% |
Активная порозность, % |
Полная влагоемкость, % |
Наименьшая влагоемкость, % |
Гигроскопическая влаги, % |
Защемленный воздух, % |
Содержание физической глины 0,01мм % |
|
1 |
1,45 |
2,62 |
2-3 |
45 |
41,5 |
31,03 |
21,72 |
1,5 |
2 |
22-27 |
|
2 |
1,43 |
2,65 |
1,5-2 |
46 |
41,5 |
32,20 |
23,50 |
2 |
2,5 |
30-36 |
|
3 |
1,4 |
2,66 |
0,8-1,5 |
47 |
41,5 |
33,57 |
26,20 |
2,5 |
3 |
45-50 |
|
4 |
1,38 |
2,68 |
0,5-0,8 |
49 |
43 |
35,51 |
28,40 |
3 |
3 |
60-80 |
|
5 |
1,37 |
2,70 |
0,1-0,5 |
49 |
43 |
35,78 |
30,41 |
4 |
2 |
85 |
Таблица2.Гидрохимические показатели сероземно-луговых почв
|
Группы опчв по меаническому составу |
Коэффициент Фильтрации, К,м/сут |
Исходное Засоление, % |
Допустимое Засоление , % |
Активная пористо сть, ma,% |
Параметр Пекле ,Pe |
Скорость фильтрации.V ,м/сут |
Фактическая скорость, Vф ,м/сут |
Расчетное (прогнозное)солесодержание,% |
|
1 |
2 |
5 |
6 |
9 |
10 |
11 |
12 |
16 |
|
1 |
2-3 |
1-2 |
0,3 |
39,5 |
5.5 |
0.017 |
0,0485 |
0,32 |
|
2 |
1,5-2 |
1-2 |
0,3 |
39.7 |
3.5 |
0.013 |
0,0327 |
0,30 |
|
3 |
0,8-1,0 |
1-2 |
0,3 |
40.5 |
2.7 |
0.0125 |
0,0308 |
0,33 |
|
4 |
0,5-0,8 |
1-2 |
0,3 |
39.5 |
2.0 |
0.010 |
0,0253 |
0,30 |
|
5 |
0,1-0,5 |
1-2 |
0,3 |
45 |
1.3 |
0.0083 |
0,0184 |
0,29 |
С
особенностью водно-солевого режима связано образование солонцового горизонта.
содержащего значительное количество поглащенного натрия .Воднорастворимые соли
определенной концентрации вызывают коагуляцию коллоидов и способствуют
формированию солонцового горизонта. Известно, что количество поглащенного
натрия в ППК зависит от относительного содержания натрия в почвенном растворе,
от концентрации этого раствора и от содержания в нем других катионов,
обладающих большей обменной способностью. В надсолонцовом горизонте содержание
поглощенного натрия обычно меньше ,чем в солонцовом.
Как исследования показывают ,что
основной целью опытных работ
по изучению солеотдачи почв явилось обоснование промывных норм
засоленных почв. Промывная норма
для опреснения расчетного слоя
почвы определяется по В.Р.Волобуеву по
следующей формуле:
N=K.αlg
Sн/St,
(1)
где N-промывная норма ,м3/га; α-параметр солеотдачи почв; Sн-исходное засоление почв,%; St, -остаточное засоление , %; K-коэффициент пропорциональности ,равный 10000.Из формулы (1) :
α = N/ Klg Sн/St
,
(2)
Нижеприводим
таблицу3,где определялалось по формуле
(2),
по данным наших опытных работ.Величина
α зависит от многих факторов
:от количество солей , от типа засоления , от водопроницаемости почвогрунтов и др. По нашим исследованиям при
промывке почв нормой от 4000 до 10000
м3/га величина α колеблется от 1.36 до 1.79 .
Низкое значения (0.97 -1.79) у
почв опытных площадек 1,2,3 (Таблица3).Это обьясняется тем ,что
водопоницаемость почв перечисленных
площадей очень низкая.Как уже говорилось выше в первой площадке для впитывания
нормы 4000 м3/га
потребовалось 720 часов времени
, во второй площадке для
впитывания 8000 м3/га воды 594часов, а в третьей площадке
для впитывания нормы 10000
м3/га -530 часов.Как
известно , чем ниже водопроницаемость , то есть скорость движения воды в почвенных порах , тем больше солей растворяются в единице обьема
воды.Низкой водопроницаемости почв способствует химизм засоления (натриевый тип засоления
катионногосостава и участие соды в
анионном составе). Известно ,что соли
натрия , особенно сода (Na2CO3), диспергирующие действует на
почву, в результате чего происодит набухание
почвенной массы , которое приводит
к сужению активных пор.
Для почв
опытной площадки №4,имеющей больший параметр солеотдача α(2.38-3.51), характерна высокая
водопроницаемость. Для впитывания нормы
10000 м3/га воды потребовалось всего 16 часов времени.Такая высокая водопроницаемость,обьясняется по нашему мнению , отсутствием соды в исходном
засоления почвы и не
появлением ее в ходе промывок. Низкой
солеотдачи почв способствует так же присутствие в почве значительная количества
труднорастворимой соли –гипса(CaSO4-0.52%).
Таблица 3.Определение параметра солеотдачи почвы
|
Название почв |
Тип за соления |
Nнт, м3/га |
Sн,% |
St,% |
lg
Sн/ St |
α |
|
|
Солончак луговой |
Хлоридно- сульфатный |
2000 |
0.854 |
0.53 |
0.207 |
0.97 |
|
|
4000 |
0.854 |
0.45 |
0.278 |
1.44 |
|||
|
6000 |
0.854 |
0.35 |
0.387 |
1.55 |
|||
|
Лугово-сероземная
,Сильнозасоленная |
Хдоридно- Сульфатный,с учасием соды |
2000 |
1.754 |
1.25 |
0.146 |
1.37 |
|
|
4000 |
1.754 |
0.863 |
0.308 |
1.30 |
|||
|
6000 |
1.754 |
0.565 |
0.491 |
1.20 |
|||
|
8000 |
1.754 |
0.454 |
0.587 |
1.36 |
|||
|
Лугово-сероземная,
Сильнозасоленная |
Сулфатно- Хлоридный,с учасием соды |
2000 |
1.352 |
0.950 |
0.153 |
1.31 |
|
|
4000 |
1.352 |
0.845 |
0.2041 |
1.96 |
|||
|
6000 |
1.352 |
0.680 |
0.2984 |
2.01 |
|||
|
8000 |
1.352 |
0.584 |
0.584 |
1.37 |
|||
|
10000 |
1.352 |
0.372 |
0.560 |
1.79 |
|||
|
Лугово-болотная, Опустынивщаяся Сильнозасоленная |
Хлоридно- сульфатный |
2000 |
1.840 |
1.62 |
0.0569 |
3.51 |
|
|
4000 |
1. 840 |
1.25 |
0.1679 |
2.38 |
|||
|
6000 |
1. 840 |
0.94 |
0.2923 |
2.05 |
|||
|
8000 |
1. 840 |
0.65 |
0.4518 |
1.77 |
|||
Литература:
1.
Сейітқазиев Ә.С. «Суғармалы
геоэкожүйелердегі тұзданған топырақтың су-тұз алмасуы», Тараз, 2010, -294б.
2.
Seitkaziyev А. S. ,Zhaparova S.Z., Salybayev .,Shilibek
K.,Seitkaziyeva K. Evaluation
of cycle technique aimed at leaching salts from saline soils// Journal of
Scientific Research and Development 2 (11): 37-43, 2015 Available online at
www.jsrad.org ISSN 1115-7569.
3.
Сейтказиев А.С. Почвенно-экологическая оценка засоленных
земель в условиях аридной зоны//
Материалы
международн.научно-практ. Конф. «Мелиорация в России –традиции и
современность» посвящена 110-летию С.Ф.Аверьянова , Москва,2013,С.162-170
4.
Аверьянов С.Ф.Борьба с засолнием орошаемых
змель.М.:Колос,1978,-288с.
5.
Байзакова А.Е. Экологические основы регулирования сероземно-луговых
почв хлоридно-сульфатного засоления (на примере
Таласского массива орошения)//Автореф.диссер.
на соискание учен. степени канд. техн. наук.,Тараз,2007,-24с.
6. Сейтказиев А.С.,Буданцев
К.Л. Моделирование водно-солевого режима почв на засоленных землях//Межвузов.
Сб.научн.трудов. М.:2002,С.72-79.
7.
Сейтказиев А.С, Винокуров Ю.Н, Алжанова Л.А
Экологическая оценка мелиоративного режима засоленных почв на орошаемых
геосистемах // Международн. научн. журнал, «Мир науки, культуры, оброзование» ,
ИВЭП СОРАН, Барнаул, 2010, №1 (20), С. 100-102