Мелиорация почв. Часть 2: Учебное пособие с лабораторными работами

М И Н И СТ Е РСТ В О О БРА ЗО В А Н И Я РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РСИ Т Е Т

А .Б.Беляев

М Е ЛИ О РА Ц И Я П О ЧВ Ча стьII У чебноепособиесла бора торными ра ботами Специа льность 03.00.27. - почвовед ение

В оронеж 2003

2

Р аздел IV. О Ц Е Н К А П Р И Г О Д Н О С Т И П Р И Р О Д Н Ы Х В О Д Д ЛЯ Ц Е ЛЕ Й О Р О Ш Е Н И Я В пра к тик еорош а емого землед елия д ля полива сельск охозяйственных к ультур использую твод у из ра зличных источник ов, к оторыев к а ж д ом к онк ретном случа евыбира ю тся исход я из гид рологическ их особенностей территории и техник о-эк ономическ их возмож ностей. Ча щ евсего вод у д ля орош ения берутиз рек, озер, вод охра нилищ , пруд ов, но неред к о использую твод у под земных источник ов, сточныевод ы, а так ж еморск ую вод у. В связи с этим к а чество оросительной вод ы, к онечно, буд ет неод ина к овым, но, в лю бом случа е, поливна я вод а не д олж на ок а зыва ть вред ноевлияниена к ультурныера стения, неухуд ш а ть свойства почв и, что особенно ва ж но под черк нуть, неухуд ш а ть эк ологическ ую ситуа цию ок руж а ю щ ей сред ы за счетпривнесения эпид емиологическ и опа сных возбуд ителей болезней, па тогенных орга низмов. В за висимости отха ра к тера источник а поливна я вод ы мож етсод ерж а тьв тех или иных к оличества х взвеш енныеи ра створенныевещ ества . В од ы рек, к а к пра вило, отлича ю тся сла бой минера лиза цией, но могут сод ерж а ть зна чительныек оличества взвеш енных вещ еств, особенно в период па вод к ов. В од ы под земных источник ов, на оборот, минера лизова ны, но почти несод ерж а твзвеш енных ча стиц. В од ы вод охра нилищ за нима ю т промеж уточноеполож ение. В за висимости отэтого поливныевод ы при поступлении на поля буд утприносить на них взвеш енныеча стицы ра зличного гра нулометрическ ого состава : отила д о песк а , либо ра створимые ввод есоли. Э то и буд етопред елятьпомимо увла ж нительного ещ еи д оба вочный эф ф ект, к оторый мож ет быть либо полож ительным (отлож ение илистых ча стиц на почва х болеелегк ого гра нулометрическ ого состава , поступлениес вод ой питательных элементов: ф осф ора , к а лия и д р.), либо отрица тельным (поступлениевод ора створимых, особенно ток сичных д ля ра стений солей, в больш их к оличества х). П оэтому во всех случа ях необход има оценк а пригод ности вод ы д ля орош ения или обвод нения . 4.1. И с т оч н и ки в од ы д л я орош ен и я В од ы рек. Речныевод ы России имею ттри четк о выра ж енных типа химизма . Больш инство из них обла д а ю тма лой гид рок а рбона тной минера лиза цией – болеед вух третей вод осбора стра ны. П ри этом преобла д а ю щ а я ча сть из них (ра й оны тунд ры, северной тайги, вечной мерзлоты) имею тминера лиза цию менее0.2 г/л. Реки сред ней полосы России имею твод ы с гид рок а рбона тной минера лиза цией в пред ела х 0.2-0.5 г/л и очень незна чительна я ча стьимеетминера лиза цию 0.5-1.0 г/л. В торой тип химизма –сульф а тный - имею треки Северного К а вк а за , П риа зовья, Д онба сса сминера лиза цией 0.5-1.0 г/л. Т ретий тип химизма – хлорид ный - присущ река м П рик а спийск ой низменности сминера лиза цией вод более1.0 г/л.

3

Состав и степень минера лиза ции, к оличество взвеш енных на носов речных вод неявляется постоянным и за виситотвремени год а , отвод осборного ба ссейна , ота нтропогенного возд ействия и т.д . Н а пример, к оличество взвеш енных вещ еств в половод ьемож етбыть в д есять и болеера з выш е, чем в меж енный период . Х имическ ий состав речных вод оченьча сто ухуд ш а ется за счетпромыш ленных сбросов, смыва в них минера льных уд обрений и т.д . В ра йона х орош а емого землед елия, а это, к а к пра вило, зоны не тольк о снед остатк ом а тмосф ерных оса д к ов, но и нехва тк ой речного сток а (П оволж ье, Северный К а вк а з и д р.) использую т обычно вод ы местного сток а : вод ы вод охра нилищ , озер, пруд ов, под земныевод ы, сточныевод ы, вод ы лима нов. В од ы пруд ов и вод охра нилищ на полняю тся за счетвод местного сток а , а так ж еречных вод в случа еих перекрытия и обра зова ния вод охра нилищ . В них вод а очищ а ется отд онных и к рупных взвеш енных на носов, поступа ю щ их с вод осборной площ а д к и. Степень минера лиза ции опред еляется зона льными особенностями. Н ед остатк ом этих на к опителей вод ы является их д овольно быстроеза илениеи эпизод ичность за полнения (д ля пруд ов). В од ы озер. И х минера лиза ция к олеблется в ш ирок их пред ела х от сотых д олей гра мма д о д есятк ов и сотен гра ммов на литр. Э то за виситот под стила ю щ их пород и ок руж а ю щ его сток а и опред еляется зона льными особенностями, а так ж е отк рытостью или за к рытостью этого вод оема (озера , имею щ иесток , менееминера лизова ны, чем бессточные). В од ы лима нов обра зую тся за счетвод местного сток а . О сновна я зона применения лима нного орош ения в России это П оволж ье(136 тыс. га ), К а лмык ия (ок оло 32.0 тыс. га), За па д на я Сибирь (20.0 тыс.га ), Я к утия и К ра сноярск ий к ра й (22.0 тыс.га ), Северный К а вк а з (ок оло 10 тыс.га ), У ра л (7 тыс. га ). В общ ей слож ности при лима нном орош ении од нора зовой вла гоза ряд к епод верга ю тся почвы на площ а д и ок оло 220 тыс.га . Лима ны быва ю тестественныеи иск усственные. П ри их иск усственном проектирова нии необход имо учитыва ть почвенный пок ров в местах их за лож ения (почвы д олж ны бытьнеза соленныеи сла боза соленные), а так ж еисточник их за топления: за топлениеталыми вод а ми, стека ю щ ими с выш ера сполож енных уча стк ов, за счетвод оросительных и обвод нительных к а на лов и т.д . И в этом случа етак ж ецелесообра зно опред елениесостава и степени минера лиза ции этих вод , чтобы невызва ть вторичного за соления за топляемых почв. П од земные и грунтовые вод ы. П од земные вод ы целесообра знее всего использова ть д ля сельск охозяйственного вод осна бж ения. О д на к о за рубеж ом зна чительныеобъемы их использую тд ля орош ения: в СШ А – 40-50 % вод ы д ля орош ения поступа етза счетпод земных вод , в И нд ии, К а на д е, Греции – 30 %, в М ексик еи Ф ра нции – 20 % . В бывш ем СССР, вид имо, неболее7 % .

4

П од земные вод ы почти несод ерж а т взвеш енных ча стиц, но имею т повыш енную и очень высок ую степень минера лиза ции, к отора я опред еляется составом вод оносных горизонтов, глубиной за лега ния и к лима тическ ими или зона льными условиями. В целом с севера на ю г увеличива ется глубина за лега ния грунтовых вод и степеньих минера лиза ции. П ри сла бой минера лиза ции (0.2-0.3 г/л в таеж ной зонеЕ Т С) в грунтовых вод а х преобла д а ю торга ническ иевещ ества , к ремнезем, за к исноеж елезо. А при минера лиза ции 0.5 г/л они бик а рбона тно-к а льциевые, иногд а ма гниево-на триевые. П ри возра стании минера лиза ции д о 3.0 г/л (на пример, черноземна я зона ) увеличива ется сод ерж а ние сульф а тов. Е щ е ю ж нее минера лиза ция возра стает д о 5-20 г/л, иногд а д о 30-50 г/л и она обусловлена , к а к пра вило, сернок ислыми и хлористыми солями. М орск а я вод а . В мировой пра к тик еорош а емого землед елия имеется зна чительный опытд овольно эф ф ективного использова ния морск ой вод ы д ля полива ряд а к ультур. Н есмотря на высок ую соленостьморск ой вод ы, к олеблю щ ую ся от6-8 г/л вБа лтийск ом моред о 39-41 г/л соответственно вСред иземном и К ра сном морях, вприлега ю щ их стра на х их использую тд ля орош ения. Н о д ля этого необход имо соблю д ениеряд а условий. О д но из гла вных условий –это 1) на личиевысок ой вод опрониница емости и хорош ей естественной д ренирова нности территории. Д а лее, 2) необход им промывной тип вод ного реж има , а так ж е3) опреснение сильноминера лизова нных вод путем ра зба вления пресной вод ой. О чень ва ж ен 4) под бор солеустойчивых к ультур. К овд а В .А . советова л осторож но относиться к использова нию морск их вод свысок ой к онцентра тра цией солей (35 г/л), вто ж евремя, всвязи суменьш а ю щ имися объема ми пресных вод и возра стаю щ ими минера лизова нных, рекоменд ова л провести их группировк у и оценк у объемов, химизма и пригод ности по опред еленным гра д а циям (таблица 4.1). Т а блица 4.1. П римерныегра д а ции и возмож ностьхозяйственного пользова ния вод повыш енной минера лиза ции К онцентра ция, Н а зва ние В озмож ноеиспользова ниевхозяйстве г/л 1 2 3 0,5-1,0 О пресненныещ елоч- О рош ение; химмелиора ции 1 ра з в3-5 ные(сод овые) лет; промывк а 1 ра з вгод ; д рена ж ный отвод 10-15% вод оза бора 0,5-1,0 1,0-2,0

О пресненные суль- Т о ж е, но химмелиора ции ненуж ны ф а тные Сла боминера лизоО рош ение; поливы промывные; прова нныесульф а тные мывк а 1 ра з в год ; д рена ж ный отвод 20-25% вод оза бора

5

1 2,0-3,0

3,0-5,0

2 М инера лизова нные хлорид носульф а тные

3 В од опой ж ивотных; орош ениелегк их проница емых песча ных почв; промывк а 1 ра з в год ; д рена ж ный отвод 3035% вод оза бора П овыш енной мине- В од опой ж ивотных; орош а ть мож но ра лиза ции хлорид но- тольк о песк и или щ ебнистые почвы; сульф а тные поливы промывные, к ультуры повыш енной солеустойчивости, па стбищ а , сенок осы с га лоф итной ра стительностью ; д рена ж ный отвод 30-60% вод оза бора

5,0-8,0

В ысок ой минера ли- М ож но орош а ть супеси и песк и и за ции хлорид но- тольк о высок о солеустойчивыеи га лосульф а тные ф итныера стения; поливы сильно промывныек а ж д ый; д рена ж ный отвод 5070% вод оза бора ; мож но использова ть д ля промывк и солей, но с послед ую щ ей д опромывк ой пресной вод ой.

10-20

О чень высок ой ми- В од оемы д ля рыбовод ства и вод опла нера лиза ции суль- ва ю щ ей птицы; полив и выра щ ива ние ф а тно-хлорид ные тростник а техническ ого и к ормового; га лоф итов к ормовых и промыш ленных. Ра ссолы хлорид ныеи В од оемы – испа рители д ля д обычи сульф а тнора зных солей ; получение лечебных хлорид ные грязей.

20-50

Сточныевод ы. За грязненную вод у город ов и на селенных пунк тов, промыш ленных пред приятий и ж ивотновод ческ их к омплексов на зыва ю т сточной вод ой. П о своему происхож д ению их под ра зд еляю тна след ую щ иегруппы: 1) хозяйственно-бытовые(к оммуна льные); 2) производ ственные(отпромыш ленных и сельск охозяйственных пред приятий); 3) смеш а нные. Э ти сточныевод ы д опуск а ю тся д ля орош ения сельск охозяйственных к ультур, но к а чественный состав их д олж ен соответствова ть а громелиора тивным, са нитарно-гигиеническ им и ветерина рным требова ниям. За прещ а ется использова ниед ля орош ения лиш ь сточных вод инф екционных больниц, туберк улезных са на ториев, боен и ветерина рных лечебниц. Сточныевод ы, в естественном состоянии несоответствую щ иепо составу а громелиора тивным и са нитарно-

6

гигиеническ им требова ниям, перед орош ением необход имо под готовить, т.е. очистить. Т ехнологическ ий процесс полной очистк и сточных вод обычно вк лю ча ет: 1) грубую ; 2) меха ническ ую и 3) биологическ ую очистк и. К а чественно сточныевод ы отлича ю тся степенью за грязнения меха ническ ими (взвеш енными) ча стица ми и химическ ими (ра створенными) вещ ества ми, на личием мик роорга низмов (в том числеболезнетворных), а к тивностью и на пра влением химическ их, биохимическ их и биологическ их процессов, а так ж етемпера турой. П еред орош ением сточными вод а ми опред еляю т след ую щ иепок а за тели: 1) темпера туру; 2) рН ; 3) сод ерж а ниевзвеш енных вещ еств; 4) сод ерж а ниера створенных вещ еств; 5) общ еек оличество сухого вещ ества ; (3+ 4); 6) сод ерж а ниеорга ническ их взвеш енных вещ еств; 7) сод ерж а ние орга ническ их ра створенных вещ еств; 8)общ еек оличество сод ерж а ния орга ническ их вещ еств(6+ 7); 9) биологическ ую пятисуточную потребностьв к ислород е(В П К 5); 10) химическ ую потребность в к ислород е(Х П К ); 11) сод ерж а ниеионов к а лия, на трия, к а льция, ма гния, ф осф ора , хлора , сульф а тов, общ ий а зот, нитра ты. Т ольк о послепровед ения всего к омплекса а на лизов, установивш их отсутствиевред ного влияния отд ельных к омпонентов на сельск охозяйственныек ультуры, ж ивотных, человека и под земныевод ы, орга на ми госна д зора , ветерина рной служ бы и д ругих, д а ется ра зреш ениена их использова ние. След уетотметить, что на к онец 80-ых год ов д ля целей орош ения использова ли лиш ь ок оло 10% сточных вод , гла вным обра зом, к рупных промыш ленных центров и ими орош а лосьболее125 тыс. га , хотя объемы сточных вод позволяю торош а тьна поряд ок больш е(д о 2,5-5,0 млн. га ). 4.2. О цен ка п ри год н ос т и в од ы д л я орош ен и я. К а чество вод ы оценива ется по ф изическ им, химическ им и са нитарным пок а за телям. 4.2.1. К ф изическ им пок а за телям относят: темпера туру, мутность, цветность, привк уси за па х. Э то всеорга нолептическ иепок а за тели вод ы. Т емпера тура поливной вод ы мож еток а зыва ть сущ ественноевлияниена рости ра звитиера стений. Х олод на я вод а мож етза д ерж а ть их ра звитие, на оборот, тепла я вод а уд линяетвегетационный период и способствуетнекоторому прод виж ению теплолю бивых ра стений в болеесеверные ра й оны. Т емпера тура поверхностных вод обычно быва етобусловлена временем год а , под земных-опред еляется геогра ф ическ ой ш иротой местности, глубиной их за лега ния.П о темпера туревод ы д елятся на :1)В есьма холод ные– д о 5 0С; 2) Х олод ные– д о 10 0С; 3) Т еплова тые– д о 18 0С; 4) У меренно теплые–д о 37 0С; 5) Горячие–свыш е37-40 0С; Ц ветностьили ок ра ск а вод ы обусла влива ется орга ническ ими вещ ества ми и меха ническ ими примесями. Т а к , гуминовыевещ ества прид а ю т вод еж елтова то-к оричневый оттенок , а примеси к оллоид ов, ила – серый

7

или бурый цвет. Соли за к иси ж елеза (Fe++) ок ра ш ива ю т вод у в зеленова то-голубой цвет, а свобод на я сера (мож етобра зовыва ться при oк ислении серовод ород а ) –в голубой. Лю ба я ок ра ск а вод ы ук а зыва етна еенизк оек а чество и сомнительностьприменения ворош ении. Ц ветность вод ы опред еляю тв гра д уса х цветности по пла тиновок оба льтовой ш к а ле(таблица 4.2.). од ин гра д усэтой ш к а лы соответствует1 мл вод ы, ок ра ш енной 0,1мг порош к а пла тины . Т а блица 4.2. Ц ветностьвод ы по пла тиново-к оба льтовой ш к а ле Ц ветЦ ветвод ы при ра ссмотрении ность, Сбок у Сверху гра д . Бесцветна я Сла бо-ж елтый, уловимый тольк о при < 100 сра внении сна литой втак ой ж ецилинд р д истиллирова нной вод ы. Бесцветна я Сла бож елтова тый 200 Е д ва за метный О ченьсла бож елтова тый 300 сла бож елтова тый Сла бож елтый Сла бож елтова тый 400 В изуа льно или по сра внительной ш к а леопред еляю т обычно природ ныевод ы, поск ольк у их ж елтова тый или к оричневый цветв больш инствеслуча еввызва н присутствием вних гуминовых вещ еств. Что к а са ется сточных вод , имею щ их са мыера знообра зныеок ра ск и (особенно промыш ленныесток и),то их цветность опред еляется послесоответствую щ ей под готовк и спектроф отометрическ и или электроф оток олориметром. След уетотметить, что цветность питьевой вод ы нед олж на превыш а ть200 и лиш ьвиск лю чительных случа ях д опуск а ется д о 300. Ц ветвод , сод ерж а щ их больш иек оличества взвеш енных вещ еств, опред еляю тпослеотстаива ния. О бъективно опред елить цветпроб труд но. К огд а опред елениецвета провести нельзя, оттенок и интенсивность его описыва ю тсловесно. П ри опред елении цветности пробы нек онсервирую тся. О пред елениепровод ятчерез 2 ча са послеотбора пробы. В изуа льноеопред еление. П робу вод ы на лива ю тв цилинд р с плоск им д ном высотой 10 см. Ра ссматрива ю тпробу в цилинд ресверху на белом ф онепри ра ссеянном д невном освещ ении. Результаты опред еления описыва ю тся словесно сук а за нием оттенк а и интенсивности ок ра ш ива ния (сла боеили сильное). О пред елениеметод ом сра внения сиск усственными станд а ртами. В к а чествестанд а ртов использую тсмеси ра створов хлорпла тина та к а лия и хлорид а к оба льта (K2PtCl6 и CoCl2.6Н 2О ) или бихрома та к а лия и сульф а та к оба льта (К 2Cr2О 7 и CoSО 4 . 7Н 2О ). Результаты ук а зыва ю тся в миллигра мма х пла тины на 1 л. О к ра ск а вод ы соответствую щ а я ок ра ск е ра створа , к оторый сод ерж ит0,1 мг пла тины в1 мл, пок а зыва ется гра д усом

8

цветности. В случа емутности ра створа провод ятего центриф угирова ние или ф ильтрова ниечерез стеклянный ф ильтр № 4. Ход оп ред ел ен и я. а ) Сра внениесо станд а ртным ра створом пла тины. В ряд цилинд ров Н есслера (ем. 50 мл.) отмеряю тпипетк ой 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 6,0 и 7,0 мл станд а ртного ра створа № 1 и д овод ятд истиллирова нной вод ой д о 50 мл. С ок ра ск а ми полученных станд а ртных ра створов, сод ерж а щ их 5; 10; 15; 20; 30; 35; 40; 45; 50; 60 и 70 мг Pt в1 л сра внива ю ток ра ск у пробы (50 мл), ра ссма трива я их вцилинд ра х Н есслера сверху вниз. Е сли ориентировочно величина цветности нера зба вленных проб ок а за ла сьневыш е50 мг Pt в 1 л, то д ля уточнения результата пробу сра внива ю тс болеепод робной ш к а лой станд а ртов. Е сли интенсивность цвета проб выход ит за пред елы ш к а лы, то их на д о соответственно ра зба вить д истиллирова нной вод ой, взять 50 мл и вновь произвести сра внение. Результаты сра внения пересчитыва ю тсучетом ра зба вления. Реак тивы: станд а ртный ра створ № 1, сод ерж а щ ий 0,5 мг пла тины в 1 мл. Ра створяю тв д истиллирова нной вод е, сод ерж а щ ей 100 мл к онц. соляной к ислоты ч.д .а ., 1,246 г K2PtCl6 и 1,0 г CoCl2 . 6Н 2О и д овод ятвод ой д о 1 л. 1 мл станд а ртного ра створа соответствует50 цветности. б)Сра внениесо станд а ртными ра створа ми бихрома та к а лия и сульф а та к оба льта. В ряд цилинд ров Н есслера послед ова тельно отмеряю т пипетк ой 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 4,5; 5,0; 6,0 и 7,0 мл станд а ртного ра створа № 2 (б) и д овод ятд о 50 мл ра зба вленной серной к ислотой (1:999). Ц ветполученных станд а ртных ра створов соответствуетцвету ра створовск онцентра цией 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 45; 50; 60 и 70 мг Pt в 1 л. За тем а на лиз прод олж а ю ттак ж е, к а к вслуча еа ). Реак тивы: станд а ртный ра створ № 2, соответствуетсод ерж а нию 0,5 мг пла тины в1 мл. П риготовляю тслед ую щ иера створы: а ) 0,25 г К 2Cr2О 7 ч.д ..а .. ра створяю твд истиллирова нной вод е, д оба вляю т1 мл к онц. Н 2SО 4 ч.д .а. и д овод ятд истиллирова нной вод ой д о 1 л. б) 5,0 г CoSО 4. 7Н 2О ч.д .а . ра створяю твд истиллирова нной вод е, д оба вляю т0,5 мл к онц. Н 2SО 4 ч.д .а . и д овод ятвод ой (д истиллирова нной) д о 500 мл. в) 5 мл к онц. Н 2SО 4 ч.д .а . разба вляю тд истиллирова нной вод ой д о 500 мл. Станд а ртный ра створ № 2 готовятсмеш ива нием 350 мл ра створа «а » , 200 мл. ра створа «б» и 450 мл ра створа «в» . Серна я к ислота ч.д .а ., ра зба вленна я (1:999). В к ус и за па х вод ы обуслoвлива ется сод ерж а нием в ней ра створенных га зов, особенно серовод ород а , минера льных солей орга ническ их вещ естви мик роорга низмов.

9

В к ус вод ы мож етха ра к теризова ть некоторыепримеси. Т а к , при на личии в вод еперегнойных вещ еств привк усстановится сла д к ова тым, примесь NaCl обуслoвлива етсоленый привк ус, MgSO4 и Na2SO4 - горьк ий, к ва сцы – к ислый, соли за к иси ж елеза – рж а вый или чернильный.О бычно орга нолептическ и опред еляю ттольк о вк ус питьевых вод , описыва ю тего словесно. Ра злича ю тчетыреосновных вк уса : с ол ен ы й; с л ад ки й; горьки й; ки с л ы й. П ри опред елении вк уса питьевой вод ы использую тпробы ба к териологическ и безвред ные, неза грязненныеи несод ерж а щ их ток сическ их вещ еств. О пред елениепровод ятпри к омна тной темпера туреили при 40 0 С, за бира я в рот~ 10 мл вод ы и непрогла тыва я ее, а сплевыва я через неск ольк о секунд . За па х вод ы вызыва ю тлетучиепа хнущ иевещ ества , попа д а ю щ иев нееестественным путем или со сточными вод а ми. О рга нолептическ и за па х опред еляю тпри 20 0 и 60 0С и описыва ю т словесно, на пример, землистый, ф ека льный, гнилостный, тра вянистый, плесневый, тухлый, торф яной, за па х химическ их вещ еств (хлорф енольный, ф енольный, серовод ород ный, й од ный и т.д .) или ра стений (огуречный, за па х роз, на стурций и т.д .). Х од опред еления В д век оническ иек олбы на 500 мл прилива ю тпо 250 мл испытуемой вод ы. О д ну взба лтыва ю т, отк рыва ю тпробк у и опред еляю тза па х при к омна тной темпера туре(ок оло 20 0С). В торую к олбу прик рыва ю тча совым стеклом, под огрева ю тд о 60 0С, перемеш ива ю тсод ерж имое, отк рыва ю тк олбу и так ж еорга нолептическ и устана влива ю тха ра к тер и интенсивностьза па ха . За па х оценива ю тпо ш естира зряд ной (пятиба льной) ш к а ле(таблица 4.3). Т а блица 4.3 О пред елениеза па ха по пятиба льной ш к а ле О ценСтепень У словия обна руж ения за па ха к а, за па ха ба лл 0 Н ет Н еобна руж ива ется 1 О ченьсла бый О бна руж ива ется специа листом, но не потребителем. 2 Сла бый О щ ущ а ется потребителем, если обра титьна это его внима ние. 3 За метный Легк о ощ ущ а ется, мож ет вызвать неод обрительныеотзывы о вод е. 4 О тчетливый За па х привлека етвнима ние, он мож ет за ставитьвозд ерж аться отпитья. 5 О ченьсильный За па х на стольк о сильный, что д ела ет вод у непригод ной д ля питья.

10

М утность вод ы обусловлена присутствием в ней во взвеш енном состоянии минера льных и орга ническ их ча стиц ра зной степени д исперсности (илистыеча стицы, орга ническ иеи минера льныек оллоид ы, гид роок ись ж елеза и а лю миния, к ремнева я к ислота, мик роорга низмы, пла нк тон и д р.). Х а ра к теризуется к оличеством сухого вещ ества (в миллигра мма х), отф ильтрова нного из 1 литра . П о ГО СТ 2874-73 к оличество взвеш енных вещ естввхозяйственной и питьевой вод енед олж но превыш а ть1,5 мг/л. И змерение производ ится турбид иметрическ и, неф елометрическ и или по светопропуск а нию . Н а станциях по очистк евод ы вместо мутности опред еляю теепрозра чностьвгра д уса х. Х од а на лиза . Н а д но стеклянного цилинд ра , высотой неменее15 см и д иа метром 2,5-3 см, к ла д утф а рф оровый д иск (пла стину с метк ой толщ иной 1 мм или ш риф т). Ц илинд р за полняю твод ой д о тех пор, пок а метк а или ш риф тед ва ра злича ю тся. Э тотслой и ха ра к теризуетпрозра чностьисслед уемой вод ы: 1 см слоя вод ы соответствует1 гра д усу прозра чности. Н а ивысш а я прозра чность мож ет д остига ть 90-100 гра д усов, а в мутной вод есниж а ться д о 5-10 гра д усов. М утность вод ы, обусловленна я взвеш енными в ней ча стица ми (на носы), мож етук а зыва ть на ра зличныесвойства поливных вод в за висимости оттого, к а к ую рольэти на носы буд утигра тьпри поливе, полож ительную или отрица тельную . Н а носы к рупнее0,1-0,05 мм выпа д а ю тиз вод ы и за илива ю торосительную сеть, а это привод итк неж ела тельным затра там на их очистк у. Ф ра к ция от0,05 д о 0,001 мм имеетневысок иепитательныесвой ства , но поступа я на поля, она мож ет улучш ить ф изическ ие свойства тяж елых почв, повысив их вод опроница емость. И листыеча стицы (< 0,001 мм) обла д а ю тбольш ой питательной ценностью , вих составемного орга ническ их вещ еств. И листыена носы полезны д ля почв легк ого гра нулометрическ ого состава , к а к в пла нек ольма таж а , улучш ения струк туры этих почв и их питательного реж има (на пример, за счетпоступления к а лия, ф осф ора , к а льция и т.д .). За д а ча пра к тическ их ра ботник ов состоитв том, чтобы на основа нии оценк и оросительной вод ы по к а честву на носов так орга низова ть ее под а чу, чтобы илистыеча стицы, бога тыепитательными вещ ества ми, попа д а ли на поля, а песча ныеи к рупнопылева тыеза д ерж ива лись д о поступления их вк а на лы. 4.2.2. Хи ми ч ес ки йс ос т ав п ол и в н ы хв од . Зна чительноек оличество ра створенных вполивной вод есолей мож етпрямо или к освенно ок а зыва тьвред ноевлияниена ра стения, вызва ть вторичноеза соление, привести к осолонцева нию почв. К а чество поливной вод ы опред еляется след ую щ ими еехимическ ими свойства ми: 1) общ ей минера лиза цией; 2) а к тивной реак цией (рН );

11

3)ж естк остью ; 4) ок исляемостью . След уетск а за ть, что эти пок а за тели использую т, впервую очеред ь, д ляопред еления питьевой вод ы. О бщ а яминера лиза ция –это сумма рноек оличество ра створенных в вод еминера льных и орга ническ их вещ еств. О пред еляется по плотному или сухому остатк у, обра зую щ емуся послевыпа рива ния проф ильтрова нной вод ы и послед ую щ его высуш ива ния всуш ильном ш к а ф у при t=105 0С д о постоянного веса и его взвеш ива ния. О пред елениепрок а ленного остатк а провод ятпутем прок а лива ния вмуф елепри 600 0С сухого остатк а . П отерю при прок а лива нии на ход ятпо ра зности. Ра счетсухого остатк а (Х ) и прок а ленного остатк а (У ) вмг/л вычисляю тпо ф ормуле: Х (У ) = а .1000 , гд е V а –вессухого (или прок а ленного) остатк а , мг.; V - объем пробы , взятой д ля опред еления, мл; 1000 –к оэф ф ициентпересчета на од ин литр. П о величинеплотного (сухого) остатк а провод ятк ла ссиф ик а цию вод по степени минера лиза ции (таблица 4.4) Т а блица 4.4 Группировк а природ ных вод по степени минера лиза ции № п/п 1 2 3 4 5 6

Степеньминера лиза ции П ресные Сла боминера лизова нные Сред неминера лизова нные(солонова тые) Сильноминера лизова нные(соленые) Сильносоленые Ра ссолы

В еличина плотного остатк а , г /л <1 1-3 3-10 10-30 30-80 > 80

Д опустимоед ля ра стений и почвы сод ерж а ниера створимых солей воросительной вод енед олж но превыш а ть1 г/л (0,10%). П ричем и при так ом сод ерж а нии солей след уетосторож но обра щ а ться свод ой, поск ольк у, при под а че, на пример,1000 м3 вод ы впочву поступиток оло 1 тонны солей. А .Н . К остяк ов считал хорош ей оросительной вод ой ту, к отора я сод ерж итнеболее0,4 г/л, а вод а ссод ерж а нием 0,4 –0,1 г/л уж етребуетосторож ного применения сучетом всего к омплекса ееиспользова ния. В од а с сод ерж а нием солей от1,0 д о 3,0 г/л опа сна д ля ра стений, а если солей более4,0 г/л, то они за соляю тпочву. В о всех этих случа ях необход им а на лиз химическ ого состава солей, так к а к вред ноед ействиера зличных солей на ра стения и почву неод ина к ово. П ри этом, на легк их почва х д опустимое сод ерж а ниесолей мож етбытьвыш е, чем на тяж елых почва х. Что к а са ется вод ы повыш енной минера лиза ции (на пример, морск а я вод а ), то условия ее применения оговорены ра нее.В поливной вод емогутприсутствова тьионы Na+, K+, Mg++, Ca++, Cl-, SO4--, CO3--, HCO3-, т.е. в том ж есоставе, что и в

12

вод ной вытяж к е, поэтому их опред еление провод ят теми ж е метод а ми. О тметим зд есьособенности и способы ра счета. О пред еление щ елочности. Д ля опред еления щ елочности от норма льных к а рбона тови общ ей щ елочности берут100 мл вод ы. П ринцип метод а тотж е, что и при опред елении в вод ной вытяж к е. Результаты опред еления выра ж а ю тся вммолях на 1 л и вед утпо ф ормуле: Х = а . н . К .1000 , гд е V -Х –CO3 или HCO3 , вммолях /л; а –число мл к ислоты (HCl), пош ед ш еена титрова ние100 мл вод ы; н –норма льностьк ислоты; К –попра вк а к титру V –объем, взятый на титрова ние 1000 –ра счетна 1 литр. П ересчетммолей/л в мг/л производ ятпутем умнож ения на эк вива лентный весиона (30 –д ля СО 3 и 61 –д ляН СО 3). О пред елениехлор–иона . Д ля его опред еления а ргентометрическ им метод ом берут100 мл проф ильтрова нной вод ы и а на лизирую тк а к в вод ной вытяж к е. Ра счетсод ерж а ния хлор –ионоввммолях/л вед утпо ф ормуле: Х = (а - b) . н . К .1000, гд е V Х –сод ерж а ниеCl- ионоввммолях/л; a –число мл AgNO3, пош ед ш еена титрова ние; b –число мл AgNO3, изра сход ова нноевхолостом опыте; н –норма льностьтитрова нного ра створа AgNO3 ; К –попра вк а к титру AgNO3 ; V –объем пробы вод ы, взятый д ля опред еления. Д ля перера счета хлор –ионов в мг/л, полученную величину в ммолях умнож а ю тна эк вива лентный вес, т.е. 35,45: У = Х . 35,45 О пред елениесульф а т–иона провод ятвесовым метод ом. Н а а на лиз берут250 мл вод ы. Сод ерж а ниеSO4-- вычисляю твммолях/л (Х ) или вмг/л (У ). 0,4116 . 1000 = М . 8,569; У = М . 0,4116 . 1000 = М .411,6 48,03 . V V V V гд е: М –ма сса прок а ленного оса д к а BaSO4 ,мг; 0,4116 –к оэф ф ициентпересчета BaSO4 на SO4-- ; 48,03 - эк вива лентсульф а т–иона ; V - объем вытяж к и д ля а на лиза . О пред елениесумы к а льция и ма гния(ж естк остьвод ы) А на лиз провод ят трилонометрическ им метод ом. Н а опред еление берут100 мл вод ы. Сумму Са ++ + Mg++ вычисляю твммолях/л (Х ): Х = а . н .1000 , гд е V Х

=

М

.

13

а – число мл трилона Б, пош ед ш еена титрова ние, мл; н –норма льностьтрилона Б; V - объем вод ы д ля а на лиза , мл; О пред елениек а льция. В к олбу д ля титрова ния отбира ю тпипетк ой 100 мл вод ы, сод ерж а щ ей неболее15 мг Са ++ (в противном случа еберут меньш ую пробу вод ы и ра зба вляю теед истиллирова нной вод ой д о 100 мл). П ри а на лизек ислых проб их нейтра лизую тра створом щ елочи. В тех вод а х, гд ещ елочность превыш а ет6 ммолях/л, приба вляю тэк вива лентное к оличество 0,1 н HCl , к ипятят1 мин и охла ж д а ю т. П отом приба вляю т2 мл 1н NaOH ,инд ик а тор мурексид и титрую ттрилоном Б. Сод ерж а ниек а льция вычисляю тв мг/л (Х ) или в ммолях/л (У ) по ф ормуле(обозна чения теж е, что и у суммы Са ++ + Mg++) У = а . н . 1000 а . н . 20,04 . 1000 V V , гд е ++ 20,04 –эк в. весСа . М а гний опред еляю тпо ра зности меж д у суммой к а тионови к а льцием. О пред елениена трия и к а лия провод ятпла менно–ф отометрическ им метод ом. Ра счетих сод ерж а ния провод ятвмг/л (Х ) или вммолях/л (У ) по ф ормула м: Х = С . V1; У = С . V1______ V2 V2 . эк в.весК +(Na+), гд е С–сод ерж а ниеК (Na+), на йд енноепо к а либровочной к ривой, мг /л; V1 –объем пробы послера зба вления, мл; V2 –объем пробы взятой д ля ра зба вления. Э к вива лентный весК +- 39; Na+- 23. И оны, опред еляемыеввод е, могутк омбинирова ться вра зличные ток сичныеили безвред ныесоли всоответствии со схемой, пред лож енной Л.П . Розовым / 45 /: NaCl Na2SO4 Na2CO3 MgCl2 MgSO4 │ MgCO3 CaCl2 │ CaSO4 CaCO3 В сесоли, ра сполож енныевыш ечерты, ток сичны д ля ра стений, ниж ечерты –безвред ны. Н а ибольш ей ток сичностью обла д а етсод а (Na2CO3), она в10 ра з ток сичнеесоли (Na2SO4 ,тож еток сичной). Сред и ток сичных солей на трия мож но построитьряд по степени ток сичности: Соль: Na2SO4, NaHCO3, NaCl, Na2CO3 Степеньток сичности: 1 3 3 10 Х

=

О тсю д а следует, что д а ж енезна чительныек оличества сод ы (1-2 ммолях /л.) могуток а зыва тьнега тивноевлияниена почву под щ ела чива я ее, привод я к осолонцева нию и т.д .

14

И .Н . А нтипов–К а ра таев пред лож ил ха ра к теризова тьполивную вод у по соотнош ению Ca+++Mg++ / Na+. П ри некотором к ритическ ом соотнош ении вод а становится непригод ной д ля орош ения. К ритическ оеотно ш ениена ход ится влинейной за висимости отобщ ей к онцентра ции ра створимых солей (С, г/л) и выра ж а ется так : Ca+++Mg++ = 0.23 . C Na+ Д ля оценк и к а чества вод ы вна ча леопред еляю тееминера лиза цию , величину к оторой умнож а ю тна 0,23 и получа ю тк ритическ оечисло. О д новременно ввод еопред еляю тСа ++, Mg++, Na+ и ра ссчитыва ю тф ак тическ оеотнош ениемеж д у суммой Са +++Mg++, д еленной на Na+. Е сли к ритическ оечисло (т.е. С . 0,23) меньш еча стного отд еления Са +++Mg++, на Na+, то вод а непригод на д ля орош ения и еена д о улучш а тьра зба влением пресной вод ой, либо внесением гипса . П оливминера лизова нной вод ой привод итк осолонцева нию почвы при поглощ ении из поливной вод ы, к а к считаю тБ.С. М а слови д р., к а тионовна трия и ма гния. П о опа сности осолонцева ния и за соления они под ра зд еляю твод у на четырек ла сса (на основа нии д еш иф ровк и номогра ммы): 1 к ла сс–вод ы, пригод ныед ля орош ения всех к ультур, неухуд ш а ю тф изическ их свойствпочвы, несниж а ю турож а й ностьсельск охозяйственных к ультур при величина х сумма рного сод ерж а ния к а тионовд о 25 ммолях /л и при сод ерж а нии Na+ при этом д о 40-65% отсуммы к а тионов. О д на к о при сод ерж а нии суммы к а тионовболее25 ммолей /л при том ж е сод ерж а нии на трия сущ ествуетопа сностьза соления почв. II к ла сс–огра ниченно пригод ныед ля орош ения. В од а сла бо осолонцевыва етпочву, а при д лительном ееприменении сод ерж а ниепоглощ енного Na+ мож етд оход итьд о 10% отемк ости к а тионного обмена почвы. У рож а й сниж а ется на 5-20%. Э то становиться возмож ным при высок ом сод ерж а нии ввод еNa+->65% отсуммы к атионов. Сущ ествуетопа сностьза соления при суммек а тионовд о 50 ммолей/л. III к ла сс–условно пригод ныед ля орош ения вод ы. О ни вызыва ю т осолонцева ниепочвы. У рож а й сниж а ется на 25-50% по сра внению спресной вод ой. О бяза тельно применениехимическ их мелиора нтов. Э то происход ит, к огд а ввод епреобла д а ю тк а тионы Mg++, Na+, K+, а их сод ерж а ниенеопуск а ется ниж е10 ммолей Сред няя опа сностьза соления почв. IУ к ла сс–вод ы непригод ныед ля орош ения. В ызыва ю тза соление и осолонцева ниепочв. П роисход итпри сод ерж а нии к а тионовболее50 ммолей/л, а их составсостоитиз Mg++, Na+, K+ П ред ставляетпра к тическ ий интересопытра счета опа сности за соления и осолонцева ния почввСШ А вза висимости отминера лиза ции вод и зна чений на трий –а д сорбционного отнош ения (SAR). Н а трий –а д сорбционноеотнош ение(SAR) вычисляю тпо ф ормуле:

15

SAR =

+

[Na ] = √ Ca+++Mg++ 2

1,41 . [ Na+ ] √ Ca+++ Mg++

К онцентра ция к а тионоввыра ж а ется вммолях на литр. Е сли величина SAR меньш е10 –вод а хорош его к а чества , 10-18 –сред него, 18-25 – неуд овлетворительного, 25 и более–весьма неуд овлетворительного. О солонцева ниеи за солениепочвобусловлено соотнош ением общ ей минера лиза цией поливных вод и величиной SAR (таблица 4.5). Т а блица 4.5. О па сностьза соления и осолонцева ния почв оросительными вод а ми (по Рича рд су, 1953, СШ А ) О бщ а я О па сность О па сностьосолонцева ния по зна чению SAR минера ли- за соления О ченьвысоза ция вопочвы Н изк а я Сред няя В ысок а я к ая д ы, г/л <1 низк а я 8-10 15-18 22-26 >26 1-2 сред няя 6-8 12-15 18-22 >22 2-3 высок а я 4-6 9-12 14-18 >18 >3 оченьвы2-4 6-9 11-14 >14 сок а я К а к след ует из д а нных таблицы, д а ж е при низк ой минера лиза ции(<1 г/л), невызыва ю щ ей за соления, возник а етопа сность осолонцева ния почв при величина х SAR выш е15. С повыш ением степени минера лиза ции вод ы увеличива ется опа сностьза соления почв, а осолонцева ниепри этом происход итпри всеболеенизк их величина х SAR. А к тивна я реак ция вод ы опред еляется к онцентра цией вод ород ных ионов, к оторую выра ж а ю тчерез рН . Э тотпок а за тель имеетбольш оезна чение. Е сли рН 7 –вод а имеетнейтра льную реак цию , при меньш ем зна чении –к ислую , при больш ем –щ елочную . В больш инстве природ ных вод к онцентра ция вод ород ных ионов обусловлена лиш ь отнош ением к онцентра ций свобод ной д вуок иси углерод а и бик а рбона т–ионов. В этих случа ях рН к олеблется от4,5 д о 8,3. Н а величину рН мож еток а за ть влияниеповыш енноесод ерж а ниегуминовых вещ еств, сла бых орга ническ их вещ еств, сла бых орга ническ их к ислот, вместесСО 2 они созд а ю треак цию д о 4,5. Щ елочность в природ ных вод а х за висит пра к тическ и тольк о от гид рок а рбона товщ елочных металлов. П рирод ныевод ы имею твосновном сла бощ елочную реак цию . В еличину рН опред еляю тк олориметрическ им или электрометрическ им метод а ми. Ж естк остьвод ы за виситотсод ерж а ния в ней солей к а льция и ма гния. Ра злича ю тж естк ость общ ую в свеж ей сырой вод е; временную , устра няемою к ипячением втечении 1 ча са и постоянную , опред еляемую к а к

16

ра зность меж д у общ ей ж естк остью и временной, т.е. устра нимой к ипячением втечении 1 ча са . В ременна я ж естк ость вызыва ется солями, выпа д а ю щ ими в оса д ок при на грева нии, в основном бик а рбона тами к а льция и ма гния поэтому ее ещ ена зыва ю тк а рбона тной ж естк остью . П остоянна я ж естк ость обра зуется за счетсолей к а льция и ма гния, связа нных с а ниона ми сильных к ислот(Cl-,SO4--,NO3- и д р.) – это, так на зыва ема я, нека рбона тна я ж естк ость. Соли, вызыва ю щ иепостоянную ж естк ость невыпа д а ю тв оса д ок при на грева нии. О бщ а я ж естк ость является суммой временной и постоянной. О бщ ую ж естк ость опред еляю тв питьевых, под земных и поверхностных вод а х, а в некоторых случа ях и в сточных вод а х. Ж естк ость вод ы выра ж а ю тв молях (миллигра мм – эк вива лентах) на 1 литр вод ы. О д ин ммоль/л соответствуетсод ерж а нию в од ном литревод ы 20,04 мг – ионов Са ++ или 12,16 мг - ионовМ g++. О пред елениеобщ ей ж естк ости провод ятк омплексонометрическ им метод ом, хорош о известным при опред елении к а льция и ма гния. П о степени ж естк ости вод у под ра зд еляю тна : мягк ую сж естк остью д о 3 ммоля/л; сред ней ж естк ости от3 д о 6 ммоля/л; ж естк ую – от6 д о 10 ммоля/л и оченьж естк ую –более10 (15) ммолей/л. О бщ а я ж естк ость питьевой вод ы по ГО СТ 2874-73 нед олж на превыш а ть10 ммолей/л. Ж естк а я вод а считается безвредной д ля питья и д а ж е болееприятна на вк ус, чем мягк а я, но неуд обна д ля хозяйственных и техническ их целей. Н ед опустимо применениеж естк ой вод ы д ля па ровых к отлов, поск ольк у на их д неи стенк а х обра зуется больш ой слой на к ипи. О к исляемость . В за висимости отстепени за грязнения вод а мож ет сод ерж а ть больш ие или меньш ие к оличества вещ еств, ок исляю щ ихся сильными ок ислителями, на пример, перма нга на том к а лия или бихрома том к а лия. О к исляемость измеряется к оличеством к ислород а , эк вива лентного к оличеству ра сход уемого ок ислителя, требуемого д ля ок исления орга ническ их вещ еств в 1 л вод ы. В за висимости отприменяемого ок ислителя ра злича ю т: перма нга на тную , бихрома тную ок исляемость и д р. П овыш енна я ок исляемость (более2,5 мг/л к ислород а ) свид етельствуето больш ом сод ерж а нии в вод еорга ническ их вещ еств, что в сочетании с д ругими пок а за телями мож етук а зыва тьна ееза грязнение. М етод ик а и ход опред еления пред ставлены в соответствую щ их рук овод ства х по химическ ому а на лизу вод и почв. 4.2.3. Ба к териологическ а я за грязненность вод ы опред еляется сод ерж а нием в ней па тогенных (болезнетворных) и са проф итных ба к терий, к оторыепопа д а ю тв вод ныеисточник и с поверхностными сток а ми. П о сущ ествую щ ему ГО СТ у 2874-73 в 1 мл питьевой вод ы нед олж но сод ерж а ться более100 ба к терий. Н о, в первую очеред ь, устана влива ю тна личие к иш ечной па лочк и, свид етельствую щ ей о за грязнениевод ы ф ека лиями.

17

Ба к териа льную за грязненностьизмеряю твед иница х к оли –титра и к оли –инд екса . К оли –титр пок а зыва етобъем вод ы (см3), вк отором обна руж ива ется од на к иш ечна я па лочк а , к оли – инд екс – число к иш ечных па лочек в1л вод ы. Са нитарныенормы нед опуск а ю тна личиеболеетрех к иш ечных па лочек в1 л вод ы. 4.3. Лаборат орн ая работ а п ооцен ки кач ес т в а п ол и в н ы хв од . 1.О ха ра к теризова тьисточник взятой д ля а на лиза поливной вод ы. 2.П ровести опред елениеф изическ их пок а за телей поливной вод ы: 2.1.Т емпера туры вод ы вмоментза бора пробы; 2.2.Ц ветности: визуа льно и в гра д уса х цветности по пла тиново-к оба льтовой ш к а ле; 2.3.За па ха по пятиба лльной ш к а ле; 2.4.В к усовых к а честввод ы; 2.5.М утности по светопропуск а нию (или в гра д уса х прозра чности); 2.6.Д атьоценк у вод ы по ф изическ им пок а за телям. 3. П ровести опред елениехимическ ого состава вод ы. 3.1.О пред елить а к тивную реак цию вод ы (рН ) к олориметрическ им или электрометрическ им метод а ми; 3.2.О пред елитьплотный (сухой) остаток , г/л; В ыявить на личиек а тионов (Ca++, Mg++, Na+, K+) и а нионов (HCO3Cl-, SO4--,) вполивной вод е, ммоль/л. 4.О пред елить степень минера лиза ции испытуемой вод ы в соответствии ссущ ествую щ ей группировк ой. 5.О ценить пригод ность а на лизируемой поливной вод ы д ля орош ения по к ритическ ому отнош ению (числу) И .Н . А нтипова –К а ра таева и величинеSAR. Н а основа нии полученных ра счетных д а нных сд ела тьза к лю чениеоб опа сности за соления и осолонцева ния почв при поливеа на лизируемыми вод а ми. 6.О пред елитьобщ ую ж естк остьвод ы. 7.О пред елитьок исляемостьвод ы. 8.П ред ставить всед а нныев свод ной таблицеи д а ть общ ееза к лю чениео пригод ности вод ы д ля орош ения. Кон т рол ьн ы е в оп рос ы п от еме. 1.П еречислитевозмож ныеисточник и вод ы д ля орош ения в зоне местона хож д ения вуза и оха ра к теризуйтеих. 2.К а к иеприменяю тк ритерии д ля оценк и пригод ности вод ы? 3. П еречислитеф изическ иепок а за тели оценк и вод ы,оха ра к теризуйтеих.

18

4 К а к иехимическ иепок а за тели опред еляю твполивной вод е? 5. П ривед итегруппировк у вод по степени их минера лиза ции. 6. П ривед итесхему Л.П . Розова по ток сичности солей вполивной вод е. 7. П ривед итеряд по соотнош ению ток сичности солей на трия. 8. Что так ое«к ритическ оечисло» , применяемоед ля оценк и к а чества поливных вод по И .Н . А нтипову – К а ра таеву, и в к а к ом случа е при ра счетек ритическ ого числа вод а непригод на д ля орош ения? 9. В к а к их случа ях возмож но осолонцева ниеи за солениепочв при орош ении? 10. К а к ра ссчитыва ю т опа сность за соления и осолонцева ния в д ругих стра на х, в ча стности в СШ А ? Что понима ю тпод величиной SAR и к а к она ра ссчитыва ется? 11. К а к ова возмож на я а к тивна я реак ция природ ных вод и чем она обусловлена ? 12. Что понима ю т под ж естк остью вод ы? В ид ы ж естк ости и группировк а вод по степени ж естк ости. 13. Что понима ю тпод ок исляемостью , в к а к их ед иница х измеряется и метод ы ееопред еления? 14. Чем опред еляется са нитарноесостояниевод ы? Что так оек оли –титр и к оли –инд екс? Р аздел 5 Р А С Ч Е Т В Е ЛИ Ч Н Ы П Р О М Ы В Н О Й Н О Р М Ы Д ЛЯ С К В О З Н О Й П Р О М Ы В К И О Т В О Д О Р А С Т В О Р И М Ы Х С О ЛЕ Й 5.1. О бщи е п он ят и я и оп ред ел ен и я В на стоящ еевремя сущ ествую тслед ую щ иеметод ы мелиора ции за соленных почв, гла вным обра зом солонча к ов: 1) меха ническ оеуд а ление солей; 2) за па ш к а солей; 3) поверхностна я промывк а ; 4) вмыва ниесолей; 5) ск возна я промывк а ; 6) гипсова ние; 7) биологическ а я мелиора ция. Сред и них ск возна я промывк а является на иболеена д еж ным и д ейственным приемом освобож д ения за соленных почв отизбытк а вод ора створимых солей. В местес тем это и на иболеетруд оемк ий и д орогостоящ ий метод , поск ольк у он пред усма трива етстроительство д рена ж а (вслуча еотсустствия естественного), провед ениепла нировк и полей, ра збивк у полей на промывныед елянк и и под а чу больш их к оличеств вод ы д ля промывк и с послед ую щ им отвод ом «грязных» промывных вод за пред елы ра ссоляемого ма ссива . П ромывк а за соленных почв – очень слож ный ф изик о-химическ ий процесс, связа нный с ра створением солей, перед виж ением солевых ра створоввпочве, процессовд иф ф узии, ф изическ ой и химическ ой сорбции, д виж ения грнутовых вод в связи с поступлением зна чительных к оличеств д ополнительной вод ы и т.д .

19

В од а , проход я почвенные горизонты, ра створяет соли и вымыва етих в грунтовыевод ы. В случа енед остаточного отток а их применяю тиск усственный д рена ж . П омимо ра ссоления почвы, промывк ой иногд а д остига ю ти опреснения грунтовых вод , что необход имо д ля пред отвра щ ения реставра ции за соления. Ра ссолениепочвы мож но провести за 1-2 год а , д ля опреснения грунтовых вод требуется д лительноевремя и больш оек оличество вод ы. П од ск возной промывк ой понима ю т вымыва ние вод ора створимых солей из всей толщ и почвенного проф иля, вынос ра створенных солей в грунтовыевод ы суд а лением их в условиях естественного или иск усственного д рена ж а за пред елы орош а емого ма ссива . К оличество вод ы, необход имоед ля промывк и солей из почвы, за виситотстепени за соления, ф изическ их свойств почв, глубина за лега ния грунтовых вод и опред еляется промывной нормой, под к оторой понима ю т к оличество вод ы, под а ва емоев течениепромывного период а д ля вымыва ния вод ора створимых солей из почвенного проф иля. 5.2. П од гот ов и т ел ьн ы е работ ы п еред п ромы в кой П еред на ча лом промывк и необход имо провести пла нировк у поверхности уча стк а . Э то способствуетра вномерности нетольк о ра спред еления вод ы по поверхности, но и еепроса чива ния вглубь, а это зна чительно сок ра щ а етра сход вод ы. П ри пла нировк есреза ю тся повыш ения, ра зра внива ю тся промоины, ямы, пониж ения, при этом необход имо след ить, чтобы на ма ломощ ных почва х срезк и были, по возмож ности, небольш ими. П ослепла нировк и провод ятглубок ую ура внительную вспа ш к у и ма лова ниеили легк оеприк а тыва ние. За тем на хорош о спла нирова нных уча стк а х провод ятра зд елениена д елянк и или чеки площ а д ью 0.2-0.25 га путем устройства ва лик ов специа льным ва лик од елыва телем или плугом в д ва проход а . В ысота ва лик ов 30 см, ш ирина у основа ния 60-80 см. Н а спла нирова нных уча стк а х чеки д ела ю тпрямоугольной ф ормы сш ириной сторон 15-25 м и д линой 50-70 м. П ри на личии на д елянк епятен площ а д ью более100 м2 с за солением резк о превыш а ю щ им степень за соления остальной площ а д и, вок руг этих пятен устра ива ю тд ополнительныева лик и д ля провед ения промывк и на этих пятна х больш ими норма ми. В связи с нера вномерным ра спред елением солей на под готовленных д ля промывк и уча стк а х необход имо провести тщ а тельную солевую съемк у с послед ую щ им опред елением к оличества и к а чественного состава солей по результатам вод ной вытяж к и. .3. П роцес с п ромы в ки и в озмож н ы е н егат и в н ы е п осл ед с т в и я ее О бычно промывк у д ела ю тв д ва этапа . П ри этом лучш ими срок а ми считаю тся позд няя осень, к огд а испа рение вод ы с поверхности почвы на именьш ее, а уровеньгрунтовых вод неск ольк о пониж а ется.

20

П ервый полив (на первом этапе) провод ятиз ра счета увла ж нения метрового слоя почвы д о на именьш ей вла гоемк ости. Э та порция вод ы ра створяетсоли и уж есолевой ра створ за полняетвсек а пиллярныепоры. Н а это обычно требуется вза висимости отгра нулометрическ ого состава от12 д о 3-5 суток . П ослеэтого приступа ю тк второму этапу промывк и –вытеснению солевого ра створа (солей) за пред елы почвенного проф иля вгрунтовыевод ы и д а лееотвед ениеспомощ ью д рена ж а за пред елы орош а емой территории. Считаю т, что к оличество вод ы, необход имоед ля ра створения солей, является д остаточным в пред ела х на именьш ей (пред ельной полевой ) вла гоемк ости. А ееопред еляю тпо ра зности меж д у Н В и к оличеством вла ги, на ход ящ ейся впочвед о промывк и. Солевой ж ера створ из почвы мож но вытеснить объемом вод ы, ра вным еек оличеству уж еимею щ ей ся в почвевод ы, на сыщ енной д о Н В . И з этого след ует, что минима льна я промывна я норма ра вна д вой ной Н В . П ри ра счетепромывной нормы д ля к онк ретного поля необход имо: 1. О пред елить полную вла гоемк ость (вод овместимость) и на именьш ую вла гоемк ость. Ра ссчитатьк а к оек оличество вод ы ра зместится в ра ссоляемом слое, к а к а я ча сть буд етуд ерж а на этим слоем и к а к а я ча стьстечетвгрунтовыевод ы. 2. Ра ссчитать общ еек оличество вод ы, к отороенеобход имо д ля перевод а солей в ра створ и вымыва ния их из почвенного проф иля. Д ля этого необход имы специа льныеисслед ова ния или литера турныед а нные. 3. О пред елить, на ск ольк о повысится уровень грунтовых вод при промывк е. 4. Н а основа нии пред ва рительно опред еленной проточности грунтовых вод ра ссчитать, к а к быстро повысивш ийся уровеньгрунтовых вод приметнорма льноеполож ение. 5. В случа есла бого отток а грунтовых вод спроектирова ть д рена ж ную систему. О ра счетепромывных норм буд етск а за но ниж е, зд есь ж еслед уетостановиться на проверк еэф ф ективности промывк и и возмож ных нега тивных послед ствиях ее. Э ф ф ективность промывк и мож етбыть установлена по внеш ним призна к а м и на основа нии к а чественного опред еления ионов в промывном слоепочвы (эк спресс-метод ), либо провед ением а на лиза вод ной вытяж к и. П о внеш ним призна к а м хорош о промытая почва ха ра к теризуется след ую щ ими пок а за телями: а ) темный цветпочвы послепромывк и постепенно переход итв светлый и она приобретаетк ра снова тый оттенок ; б) при обра ботк епочва к рош ится на мелк иек омочк и; в) почва становится менеевязк ой и в моментспелости пок рыва ется сетью мелк их трещ ин.

21

К а чественный химическ ий а на лиз основа н на к онтролеза вымыва нием иона хлора путем связыва ния его в вод ной вытяж к еа зотнок ислым серебром с обра зова нием густого белого творож истого оса д к а хлористого серебра в случа езна чительных к оличеств хлора , т.е. при нед остаточной промывк е. П ри хорош ей промывк еоса д ок необра зуется, вытяж к а остается прозра чной, либо д а етлегк ую муть. К оличественноеж еопред елениеионов хлора , а так ж еопред еление общ ей щ елочности и щ елочности отнорма льных к а рбона тов провод ятк а к при а на лизевод ной вытяж к и. Д ля к а чественного (эк спрессного) метод а обра зцы отмыва емой почвы отбира ю тстех мести стех глубин, что и д о промывк и. О твеш ива ю т10 г почвы, переносятв к олбу и прилива ю т50 мл д истиллирова нной вод ы (отнош ение1:5). Х орош о перемеш ива ю тсуспензию и отф ильтровыва ю т5-10 мл впробирк у. За тем приба вляю тк вытяж к е5-10 к а пель0.01 н ра створа AgNO3. П ри промывк еза соленных почв на ряд у с улучш ением их свойств могутвозник а ть и нега тивныеизменения так ие, к а к осолонцева ние, обра зова ниесод ы, ухуд ш ениеф изическ их свойств. В за соленных почва х и особенно в солонча к а х почвенныеча стицы на ход ятся в ск оа гулирова нном состоянии бла год а ря высок ой к онцентра ции электролитов в почвенном ра створе. С вымыва нием солей при промывк е происход ит пептиза ция почвенных к оллоид ов, что привод ит к ухуд ш ению мик рострук туры. П ри этом а к тивизирую тся обменныереак ции и поглощ енный на трий поступа етв почвенный ра створ обра зуя сод у по схеме: Na+ ППК + Са (Н СО 3)2 ↔ П П К Са ++а +2NaHCO3 + Na П од щ ела чива ниера створа способствуетд а льнейш ему д испергирова нию почвенных к оллоид ов и они, бла год а ря под виж ности, вымыва ю тся вниз по проф илю . Н а некоторой глубинек оллоид ы под д ействием солей электролитов вновь превра щ а ю тся из золей в гели; на к а плива ю тся, что и привод итк обра зова нию иллю виа льного (солонцового) горизонта. Э тотпроцесс (осолонцева ние) происход итпри зна чительном преобла д а нии ионовна трия на д суммой к а льция и ма гния. Д ля прогнозирова ния возмож ности осолонцева ния почвы при промывк а х (особенно в почва х с на триевым за солением) необход имо зна ть состав к а тионов солей в почве (по результатам а на лиза вод ной вытяж к и). В озмож ность осолонцева ния опред еляется след ую щ им отнош ением к а тионов (табл. 5.1). Д ля иск лю чения угрозы осолонцева ния, т.е. под д ерж а ния соотнош ения выш еук а за нных к а тионов в почвена уровненеболееед иницы, в промывныевод ы след уетвноситьгипс.

22

Т а блица 5.1. О па сностьосолонцева ния почвпри ра зном соотнош ении к а тионов О тнош ениек а тионов, мг-эк в Na + + K + 1. ++ <1 Ca + Mg ++ 2. - « - = 1-4 3. –« - > 4

Степеньпроявления процесса И ск лю чено В озмож но Н еизбеж но

Ла бора торна я ра бота по ра счету величины промывной нормы За д а чей постановк и опыта в условиях ла бора тории является установлениепромывной нормы в иск усственных условиях по степени выщ ела чива ния солей. И сслед ую тобычно почвы за соленныесолями к а льция и на трия. В случа еза соления солями к а льция при промывк ек оллоид ы на сыщ а ю тся к а тиона ми к а льция, прид а ю щ ими почвенорма льныехимическ ие и ф изическ иесвойства . П ри промывк епочвы, за соленной солями на трия, к оллоид ы на сыщ а ю тся к а тиона ми на трия. П ри этом происход итувеличениеобщ ей щ елочности отнорма льных к а рбона тов (СО 3--), что свид етельствуето ра звитии солонцового процесса . За ра ссолением почвслед ятпо выщ ела чива нию солей. Д ля этого провод ятсок ра щ енный а на лиз вод ной вытяж к и, вк оторой опред еляю т: 1) плотный остаток , %; 2) общ ую щ елочность, ммольи %; 3) щ елочностьотнорма льных к а рбона тов, ммольи %; 4) ион хлора , ммольи %. Х од опыта 1. П од бира ю ттри стеклянных цилинд ра д иа метром 5-6 см и высотой 15-20 см с сетча тым д ном, прик рытым к усочк ом ф ильтрова льной бума ги. 2. В од ин цилинд р на сыпа ю тпочву за соленную солями к а льция, в д ва д ругих – за соленную солями на трия. П очву нед осыпа ю тд о к ра я, оставляя свобод ными 5-6 см и присыпа ю тнебольш им слоем песк а . 3. Ц илинд ры ставятна воронк и и за к репляю тна ш тативес д ерж а телем и к ольца ми. 4. В д ва цилинд ра ск а льциевым и на триевым за солением под а ю твод у, в третий сна триевым за солением –на сыщ енный ра створ гипса (3 г CaSO4·2H2O на 1 л вод ы). 5. Н а д цилинд ра ми устана влива ю т постоянный на пор в 2-3 см по принципу сосуд а М а риотта, используя д ля этого мерный стеклянный цилинд р на 250-500 мл, перевернутый вверх д ном.

23

6. Д ля сбора ф ильтра та под воронк у ставятмерный цилинд р. 7. Ф ильтра тобъемом 30 мл собира ю ти вылива ю тв чистый стак а нчик . Н а бира ю тнеменеепяти порций ф ильтра та. 8. В к а ж д ой пробеопред еляю т: СО 3--, Н СО 3-, Cl-. Д ля опред еления щ елочности берут25 мл ф ильтра та, а д ля хлора – 3-5 мл. П олученныед а нныепересчитыва ю тна литр ра створа . П ромывк у за к а нчива ю т, к огд а хлора в ф ильтра тебуд етнеболее0.1 г/л. 9. П ромывную норму вычисляю тпо ф ормуле: М = П П В – m + n ·П П В , гд е М –поливна я норма , мл; П П В (=Н В ) –пред ельна я полева я вла гоемк ость, мл; m –за па свод ы перед промывк ой впочве, мл; n – к оэф ф ициент, за висящ ий отстепени и ха ра к тера за соления (n к олеблется от0.5 д о 3.0). Е го вычисляю тпо к оличеству ф ильтра та и величине ППВ : V П П В , гд еV –общ ий объем ф ильтра тов, мл. В еличину П П В (=Н В ) опред еляю тпо ра зности меж д у исход ным объемом вод ы, взятым д ля промывк и и суммой оставш ейся вод ы в сосуд е М а риотта и на поверхности почвы с объемом ф ильтра тов. Д ля к онтроля величину П П В (=Н В ) мож но опред елить и термовесовым метод ом, высуш ива я 5-10 г почвы послепромывк и при t=105 0С д о постоянного веса и вычтя из него за тем сод ерж а ниевла ги в почвена ход ящ ееся перед промывк ой, опред еленноетем ж еметод ом. П ри промывк епочв, за соленных в основном к а льциевыми солями, общ а я щ елочностьпостепенно уменьш а ется и почва послевымыва ния солей (восновном а нионовCl-, SO4--, HCO3-) приобретаетбла гоприятныеф изик о-химическ иесвойства , за счетионовСа ++, на ход ящ ихся вП П К . В случа еза соления на триевыми солями процесс ра ссоления за висит отприменяемых приемов. Е сли промывк а осущ ествляется чистой вод ой, то стечением времени ф ильтра ция за мед ляется, в ф ильтра теобна руж ива ется щ елочностьотнорма льных к а рбона тов (СО 3--). Э то ук а зыва етна проявлениепроцесса осолонцева ния. Е сли ж епромывк а провод ится вод ой с д оба влением гипса , то солонцева тостьнеобна руж ива ется. Н а основа нии полученных д а нных строится гра ф ик по величина м ионовCl-, HCO3- и СО 3 -- и д ела ю тсяопред еленныевывод ы. Д ля того чтобы использова ть д а нныела бора торных опытов д ля ра счета промывной нормы в производ ственных условиях, необход имо провести д ополнительныера счеты. В на ча лепересчитыва ю ттотобъем вод ы, к оторый изра сход ова н д ля промывк и опред еленного веса почвы в цилинд ре(условно 250 г) на 1 к г почвы. За тем ра ссчитыва ю твес почвы д ля производ ственных условий (на пример, 1 га ) га, мощ ность ра ссоляемого слоя (на пример, 1 м) по ф ормуле:

24

Р = S ·h ·dV, гд е Р –веспочвы вслоеh, к г/га ; S –площ а д ьра ссоляемой почвы, см2; h –мощ ностьпромыва емого слоя, см; dV – плотность почвы, г/см3. Зна я общ ий вес промыва емой почвы в производ ственных условиях и зна я ск ольк о ра сход уется вод ы д ля отмывк и 1 к г почвы, легк о ра ссчитатьпромывную норму вм3/га . П оясним это на примере. Т а к , в результатела бора торных исслед ова ний при промывк еза соленной почвы получены след ую щ иед а нные: величина П П В (=Н В ), полученна я ра счетным способом составила 40 мл. Сод ерж а ниевла ги перед промывк ой (m) было в почве10 мл. П ри промывк е получено четыреф ильтра та по 30 мл, так им обра зом, общ ий объем ф ильтра та составил 120 мл. V общ. 120 = О пред елим к оэф ф ициентn ра счетным путем: n П П В = 40 = 3 Т еперьра ссчитаем промывную норму по ф ормулеЛ.П .Розова . М = П П В – m + n ·П П В = 40 –10 + 3 ·40 = 150 мл Э то к оличество вод ы, к отороеусловно потребова лось д ля промывк и, на пример, 250 г почвы. Д ля пересчета на 1 к г эту величину (150 мл) умнож а ю тна к оэф ф ициент4 и получа ю т600 мл или 0,6 л/к г. Э то к оличество вод ы (0,6 л/к г) необход имо пересчитать на веспочвы вмелиорируемом слое(100 см) на площ а д и 1 гектар. П лотностьпочвы условно пусть буд етра вна 1,25 г/см3. Т огд а Р = 100 см · 108 см · 1,25 г/см3 = 12500000 к г/га П ромывна я норма (М ) буд етра вна : М = 12,5 ·106 ·0,6 = 7500000 л/га = 7500 м3/га П ровед енныера счеты промывных норм по метод у Л.П .Розова неучитыва ю тмногих ф изическ их свой ств почв, минера лиза ции и глубины за лега ния грунтовых вод и т.д . П оэтому ряд ом ученых пред лож ены эмпирическ иеф ормулы, учитыва ю щ иеэти пок а за тели. Эмп и ри ч ес ки е формул ы рас ч ет а п ромы в н ы хн орм Сред и ра счетных метод ов опред еления промывных норм на иболее ча сто привод ятся и использую тся эмпирическ ие ф ормулы В .А .К овд ы, А .Н .К остяк ова , В .Р. В олобуева . Ф ормула , пред лож енна я В .А .К овд ой, выгод но отлича ется отд ругих тем, что в од ной ф ормулеод новременно учитыва ю тся ф изическ иесвойства почв ( гра нулометрическ ий состав), а так ж еглубина и минера лиза ция грунтовых вод : M = n1. n2 . n3 . 400 . S + 100, гд е М –промывна я норма , мм. вод . ст. n1, n2 , n3 – к оэф ф ициенты, пок а зыва ю щ иеза висимость промывной нормы отгра нулометрическ ого состава ( n1), глубины за лега ния грунтовыхвод (n2), и минера лиза ции грунтовых вод (n3) (таблица 5.2) S –сред неесод ерж а ниесолей вслоепочвы 0 –2 м, %

25

+ 100 –к оэф ф ициент, позволяю щ ий увеличитьпромывную норму д ля почв тяж елого гра нулометрическ ого состава и хлорид ного, сульф а тнохлорид ного за соления ( приба вляя 100, т. е. + 100) и уменьш а ть ( т.е. – 100) д ля почв легк ого гра нулометрическ ого состава с хлорид носульф а тным и сульф а тным за солением 400 –эмпирическ ий к оэф ф ициент. Т а блица 5.2. Зна чения к оэф ф ициентов( n1, n2, n3) д ля ра счета промывной нормы Гра нулометрическ ий состав П есок Суглинок Глина

n1

0,5 1,0 2,0

Глубина за лега ния n2 грунтовых вод , м 7-10 2-5 1,5-2,0

1,0 1,5 3,0

М инера лиза ция N3 грунтовых вод Сла ба я Сред няя Ра ссолы

1,0 2,0 3,0

А .Н . К остяк овым на основа нии изучения и обобщ ения эмпирическ их ф ормул, пред лож енных в ра зныегод ы Л.П . Розовым, С.В . А стаповым, В .А . К овд ой, В .М . Легостаевым, И .С. Ра бочевым и д ругими, пред лож ена ф ормула , имею щ а я след ую щ еевыра ж ение: S −S 2 , гд е M = 100 ⋅ h ⋅ d v ⋅ (Н В − Е П В ) + 1 K М –промывна я норма , м3/га ; h –глубина промыва емого слоя, м; dv –плотностьпромыва емого слоя почвы, к г(т) / м3; HB –на именьш а я вла гоемк ость, % отма ссы почвы; EП B –естественна я полева я вла ж ностьпочвы перед промывк ой, %; S1 –сод ерж а ниесолей д о промывк и, %; S2 –д опустимоесод ерж а ниесолей послепромывк и, %; K –к оэф ф ициент, пок а зыва ю щ ий к оличество солей, вымыва емое1 м3 вод ы из промыва емого слоя почвы, т/м3. Д ляметрового слоя он составляет 0,0001-0,0006 т/м3. К –за виситотф изическ их свойствпочв, глубины за лега ния грунтовых вод , к оличества и вид а солей. П ромывную норму ча сто опред еляю ттак ж епо ф ормулеВ .Р. В олобуева (1975): S1 М = 10000 • h • α • lg S2, гд е М - промывна я норма , м3/га ; h –ра счетна я глубина опреснения, м; α –пок а за тельсолеотд а чи, за висящ ий отгра нулометрическ ого состава и типа за соления (таблица 5.3.); S1 –исход ноесод ерж а ниесолей перед промывк ой, %; S2 –д опустимоесод ерж а ниесолей послепромывк и, %

26

Т а блица 5.3. О тносительныевеличины α вза висимости отсвойствпочвы. Гра нулометричеТ ип за соления ск ий состав Сульф а тХ лорид - Сульф а тно- Х лорид ноный ный хлорид ный сульф а тный П есча ный, супес0,62 0,75 0,82 1,18 ча ный Сред несуглини0,92 1,02 1,12 1,48 стый Глинистый или суглинистый, но с 1,22 1,32 1,42 1,78 пониж енной солеотд а чей Глинистый 1,80 1,90 2,10 2,40 Глинистыеслитые 2,70 2,80 3,00 3,30 почвы П ромывныенормы д ля почв ра зличного гра нулометрическ ого состава и ра зного типа за соления, ра ссчитанныепо ф ормулеВ .Р. В олобуева , соответствую тпок а за телям, привед енным втаблице5.4. Т а блица 5.4. П ромывныенормы нетто д ля слоя почвы мощ ностью 1 м, м3 / га Т ип за соления Сод ерж а ниесолей в ра счетном слоед о Х лорид Сульф а тХ лорид но- Сульф а тна ча ла промывк и, % ный носульф а тный ный отвеса почвы хлорид ный 1 2 3 4 5 I.П очвы легк ого гра нулометрическ ого состава со свобод ной солеотд а чей α = 0,62

α= 0,75

α= 0,82

α= 1,18

0.5 –1.0

4500

4000

3500

-

1.0 –2.0

6500

6000

5500

4000

2.0 –3.0

7500

7000

6500

5500

3.0 –4.0

8500

8000

7500

7000

II. П очвы сред несуглинистыеили а на логичныеим по солеотд а че, слоистыепочвы неод нород ного гра нулометрическ ого состава α=0.92 α=1.02 α=1.12 α=1.48 0.2 - 0.5

4000

3000

1000

-

0.5 –1.0

6500

5500

4000

-

1.0 –2.0

9500

8500

7500

4500

27

1

2

3

4

5

2.0 –3.0

11000

10000

9500

7000

3.0 –4.0

12000

11500

11000

9000

III. П очвы глинистыеили суглинистыеспониж енной солеотд а чей α=1.22

α=1.32

α=1.42

α=1.78

0.2 –0.5

5000

3500

1500

-

0.5 –1.0

8500

7000

5500

-

1.0 –2.0

12000

11000

10000

5500

2.0 –3.0

14500

13000

12000

8500

3.0 –4.0

15500

15000

14000

11000

IV. П очвы глинистыеснизк ой солеотд а чей α=1.80

α=1.90

α=2.10

α=2.40

0.2 –0.5

7000

4000

2500

-

0.5 –1.0

12500

10000

7000

-

1.0 –2.0

18000

15500

15000

7000

2.0 –3.0

21500

19000

19000

12000

3.0 –4.0

23000

21500

21000

14500

V. П очвы глинистыеслитые α=2.70

α=2.80

α=3.00

α=3.30

0.2 –0.5

11000

6000

3000

-

0.5 –1.0

19000

14500

12000

-

1.0 –2.0

27000

22000

21000

10000

2.0 –3.0

32000

28000

25000

15000

3.0 –4.0

35000

31500

30000

20000

След уетна помнить, что исход ноесред неесод ерж а ниесолей в почве д о промывк и (S1 ) опред еляется по плотному ( сухому ) остатк у в к а ж д ом горизонте( или слое) почвы, а за тем ра ссчитыва ется сред невзвеш енный процентвпромыва емом слое(на пример 1.0 м). S ⋅ h + S ⋅ h + ... + S n ⋅ h n 2 2 = 1 1 , гд е % h + h + ... + h n 1 2 S – сред невзвеш енноесод ерж а ниесолей ,% S1 , S2 , … Sn - процентсод ерж а ния солей вгоризонтах: 1,2, … n h1 h2 , … hn - мощ ностьгоризонтов:1,2, … ,n S

28

Считаю т, что промывк у мож но за к а нчива ть тогд а , к огд а в промыва емом слоеок а ж ется пред ельно д опустимоесод ерж а ниесолей соответствую щ ееопред еленному типу за соления: 0,2 % - при хлорид ном типеза соления; 0,3 % - при сульф а тно-хлорид ном типеза соления; 0,4 % - при хлорид но-сульф а тном типеза соления; 1,0 % - при сульф а тном типеза соления; П оряд ок в ы п ол н ен и я работ ы п ооп ред ел ен и ю и рас ч ет уп ромы в н ы х н орм Ра бота состоитиз д вух ча стей. П ерва я ча стьпред усма трива етопред еление эк спериментальным путем в ла бора торных условиях промывной нормы д ля почв ра зличного гра нулометрическ ого состава и ра зных типов за соления. Д ля этого под бира ю тся почвы соответствую щ его гра нулометрическ ого состава и в них ввод ится соответствую щ еера счетное(1 – 4 %) сод ерж а ниесолей в ра створенном вид е. Н а пример, д ля получения почвы хлорид ного за соления с сод ерж а нием 1,5 % солей необход имо отвесить 1,5 г соли Nа С1 в ра счетена 100 г почвы, ра створить еев минима льном объемевод ы и им смочить почву, д ать ей просохнуть д о возд уш но-сухого состояния и за тем уж ена бива ть стеклянныетрубк и. Е сли д ля на полнения трубк и требется 200 г, то отвеш ива ю т3 г соли и т. д . Д ля смеш а нных типов за соления составляю тпропорции соответствую щ их солей, имея в вид у, что преобла д а ю щ им является ион, стоящ ий на втором месте. П ринцип эк сперимента и ход а на лиза привед ен выш е. В тора я ча сть ра боты за к лю ча ется в ра счетепромывных норм по эмпирическ им ф ормула м. В к а чествепримера привед ем опред елениеи ра счетпромывных норм д ля почвхлорид ного за соления супесча ного гра нулометрическ ого состава . 1) П П В = 20 мл; 2) m = 8 мл; 3) в результатепромывк и получено д ва ф ильтра та по 30 мл, т. е., общ ий объем вытяж к и составил 60 мл. Э тотобъем небольш ой, т. к . супесча ныепочвы являю тся почва ми легк ой солеотд а чи; Vобщ . 4) по этим д а нным на ход им к оэф ф ициент n = = 60 : 20= 3; ППВ 5)плотностьэтой почвы (dv) составляет1.35 г/см3; 6)в почву вносили хлористый на трий в ра счете1,0 % по плотному остатк у. Н а основа нии полученных д а нных ра ссчитаем объем вод ы, необход имый д ля отмывк и солей в к олонк е с условным к оличеством почвы, на пример 250 г, по ф ормулеЛ.Н . Розова : М = П П В -. m + n. П П В = 20 –8 + 3 . 20 = 72 мл Д ля промывк и 1 к г почвы потребуется вод ы в4 ра за больш е, т.е. 72 . 4 = 288 мл = 0,288 л

29

Д ля опред еления промывной нормы на 1 га необход имо вна ча ле вычислить вес мелиорируемого ( промыва емого) слоя почвы в к г, на пример, вслоемощ ностью 1 м по ф ормуле: Р = h. dv . S гд е Р –весслоя почвы, к г /га ; h -мощ ностьмелиорируемого слоя , см; dv -плотностьпочвы, к г см3; S - площ а д ь1 га, см2 . Р = 100 . 1,35 . 108 = 13,5 . 109 = 13 500 000 П ослеэтого ра ссчитыва ем к оличество вод ы, необход имоед ля промывк и 13,5 . 106 к г почвы в1-метровом слоесучетом к оличества вод ы, за тра ченноена промывк у 1 к г почвы вла бора торных условиях : М = 13500000 . 0,288 = 3888000 л /га = 3886 м3/ га За тем, д ля этой ж епочвы с так ими ж еисход ными д а нными, ра ссчитаем промывную норму, применяя выш епривед енные эмпирическ ие ф ормулы. 1. Ра ссчитаем промывную норму по ф ормулеВ .А . К овд ы: М = n1 • n2 • n3 • 400 • S + 100 Согла сно пок а за телям к оэф ф ициентов (n1; n2; n3), привед енным в таблице5.2., д ля а на лизируемой почвы эти к оэф ф ициенты буд утиметь след ую щ иезна чения: n1 = 0,5 –почва легк ого гра нулометрическ ого состава ; n2 = 1,5 –глубина грунтовых вод условно взята 5 м; n3 = 1,0 –минера лиза ция грунтовых вод сред няя и ма ла я; S = 1,0 % - исход ноесод ерж а ниесолей. Т огд а : М = 0,5 • 1,5 • 1,0 • 400 • 1,0 + 100 = 300 + 100 = = 400 мм вод . ст. = 4000м3/га П римеча ние: поск ольк у почва имеетхлорид ный тип за соления, мы, к а к условились выш е, приба вляем к ра счетной величине300 мм величину к оэф ф ициента, ра вную 100, и получа ем 400 мм вод . ст. или 4000 м3/га . 2. За тем провед ем ра счетпромывной нормы по ф ормулеА .Н . К остяS −S 2 , гд е к ова : M = 100 ⋅ h ⋅ d v ⋅ (Н В − Е П В ) + 1 K Н еобход имыед а нныена ход ятся из условия за д а ния: h = 1 м –мощ ностьпромыва емого слоя; dv = 1,35 г/см3; Н В = 20 % (отвеса почвы) –на именьш а я вла гоемк ость(условно к а ж д ый миллиметр вла ги соответствуетод ному проценту и, если вла бора торном опытеустановлено, что П П В = Н В = 20 мл, то это соответствует20 %) Е П В = 10 % (отвеса почвы) –естественна я полева я вла ж ность перед промывк ой (ра считыва ется так ж ек а к Н В ); S1 = 1,0 % - исход ноесод ерж а ниесолей; S2 = 0,2 % - пред ельно д опустимоепри хлорид ном типеза соления; К = 0,0004, поск ольк у у легк их почв быстрееи лучш еид етпроцесс солеотд а чи.

30

Т огд а М = 100 • 1,0 • 1,35 • (20 –8) + (1,0 –0,2) : 0,0004 = = 135 • 12 + 2000 = 3620 м3/га 3.П ромывна я норма по ф ормулеВ .Р. В олобуева имеетвеличину S 1,0 M = 10000 ⋅ h ⋅ α ⋅ lg 1 = 10000 ⋅ 1,0 ⋅ 0,62 ⋅ lg = 6200 ⋅ 0,6990 = 4334 м3 /га S 0,2 2 Т а к им обра зом, на основа нии провед енных исслед ова ний и ра счетов мож но за к лю чить, что промывныенормы, к а к полученныеврезультате ла бора торного опыта, так и ра счетным путем (по ф ормула м), д овольно близк и меж д у собой, к олеблясьвпред ела х 3620 –4334 м3/га Сред ний пок а за тель3961 м/га сотк лонениями отсред него + (+ 73; +341) и (- 39; 373). Э то мож но считатьнебольш ой погреш ностью при больш их промывных норма х. Кон т рол ьн ы е в оп рос ы п от еме 1. Что понима ю тпод ск возной промывк ой за соленных почв? 2. Что понима ю тпод промывной нормой и отчего за виситеевеличина ? 3. К а к ие а гротехническ ие мероприятия провод ят на за соленных площ а д ях перед промывк ой? 4. К а к осущ ествляется процесспромывк и? К а к оевремя год а считается лучш им срок ом д ля промывк и? 5. К а к иевод но-ф изическ иепок а за тели необход имы д ля установления и ра счета промывной нормы? 6. П о к а к им пок а за телям устана влива ется эф ф ективностьпромывк и? 7. К а к иенега тивныепослед ствия могутвозник нуть в процессепромывк и за соленных почв? В к а к их случа ях они возмож ны? К а к ие мероприятия возмож ны д ля их пред отвра щ ения? 8. К а к иесущ ествую тметод ы д ляопред еления промывной нормы? 9. Что полож ено в основу ра счета промывной нормы по эмпирическ им ф ормула м? П ривед итеизвестныева м ф ормулы ра счета. 10. К а к устана влива ю тсод ерж а ниесолей впромыва емом слое? 11. П ривед ите пред ельно д опустимые величины сод ерж а ния солей при ра вных типа х за соления.

31

Р аздел VI. К исл отность почв и ееустр анениеизвесткованием 6.1. О бщи е п он ят и я О д ним из ш ирок о ра спростра ненных небла гоприятных свойств почвы является еек ислотность. П о современным пред ставлениям к ислотность почв мож етбыть обусловлена сод ерж а нием обменного вод ород а , обменного а лю миния, на личием д ругих элементов (на пример, ж елезо, ма рга нец) и соед инений. В общ ем ж евид ереак ция почвенного ра створа за виситотсоотнош ения в нем ионов вод ород а (Н +) и гид рок сила (О Н -). К а к известно, реак ция сред ы выра ж а ется символом рН , пред ставляю щ им собой отрица тельный лога риф м к онцентра ции вод ород ных ионов. П очвы считаю тся нейтра льными при рН почвенного ра створа ра вного 7, щ елочными, если рН более7 и к ислыми, если рН менее7. Реак ция почвенного ра створа в его к ислом интерва ле ок а зыва ет сущ ественноенега тивноевлияние(впрочем точно так ж е, к а к и в почва х щ елочного ряд а ) на рости ра звитиера стений, д еятельность мик роорга низмов, на химическ ие, ф изическ иесвойств и, в целом, на плод ород ие почв. П оэтому проблема почвенной к ислотности и пути ееустра нения были пред метом глубок ого исслед ова ния многих выд а ю щ ихся ученых, втом числе Д .И .М енд елеева, А .Н .Э нгельга рд та, И .А .Стебута, К .К .Гед рой ца , Д .Н .П ряниш ник ова . В реш ениеэтой проблемы внесли свой зна чительный вк ла д В .А .Чернов, Н .С.А вд онин, Н .И .А лямовск ий, С.Н .А леш ин, А .В .Сок олов, Н .П .Ремезов, Д .Л.А ск ина зи, А .В .П етербургск ий, В .А .Голубеви д ругие. 6.2. Рас п рос т ран ен и е ки сл ы хп оч в и от н ош ен и е раст ен и йк реакци и п оч в ен н огорас т в ора П очвы с к ислой реак цией сред ы ш ирок о ра спростра нены в мире. Э то ф орма ции к ислых а ллитных, к ислых а ллитно-к а олинитовых, к ислых к а олинитовых, на к онец, к ислых сиа ллитных почв. К а к отмеча ет В .А .К овд а (1989), за 10-20 тысяч лет, прош ед ш их послеок онча ния лед ник ового период а , во вла ж ных лесных обла стях промывной реж им привел к выщ ела чива нию основа ний и в бореальном поясеобра зова лисьра зличные к ислы под золистыепочвы и под золы, серыелесныеи бурыелесные(буроземы) почвы. Зна чительныеплощ а д и к ислых почвна ход ятся всубтропическ их и тропическ их ра й она х, гд еза сотни тысяч и миллионы летпромывного реж има , выветрива ния и лесного почвообра зова ния, непрерыва емого к а так лизма ми типа олед енения, обра зова лись а ллитные, ла теритные (Fe-Al) к ислыепочвы, тропическ иепод золы, ж елтоземы, к ра сноземы и д р. В общ ей слож ности всеэти почвы на на ш ей пла нетесоставляю тпримерно 40% почвенного пок рова . И особенно тревож итто, что процесс неприоста-

32

новлен, а на оборот, обра зова ние к ислых почв ид ет уск оренными темпа ми, гла вным обра зом за счет«вторичной к ислотности» , обусловленной а нтропогенными ф а к тора ми (к ислотныед ож д и, ф изиологическ и к ислыеуд обрения, выбросы к ислых реагентов: д вуок ись серы, ок ислы а зота, д вуок ись углерод а и т.д .). Э тотпроцесс к оснулся и некоторых под типов черноземных почв. Зна чительна площ а д ьк ислых почввСН Г и Российск ой Ф ед ера ции. П о послед ним обощ енным д а нным в стра на х СН Г ок оло 117 млн. га сельск охозяйственных угод ий имею т повыш енную к ислотность, а в России к ислыепочвы за нима ю т33% па ш ни, что составляеток оло 44 млн. га от 133 млн. га па хотных земель стра ны. В Н ечерноземной зонеони составляю тболее70% па хотных земель. К ислыепочвы за нима ю тзна чительные площ а д и и в Ц ентра льно-Черноземной зоне, составляя в на стоящ еевремя 4,8 млн. га (44% общ ей па ш ни). В В оронеж ск ой обла сти площ а д и к ислых почв составляю тболее600 тыс.га , а в Т а мбовск ой и того более– 1 млн. 36,3 тыс.га . О трица тельноевлияниепочвенной к ислотности проявляется в том, что в почва х, в о-п ерв ы х, повыш а ется к онцентра ция ток сичных д ля ра стений ионовAl+, Mn2+, Н +, а при сильном под к ислении и д ругих высок оток сичных ионов, в том числетяж елых металлов (Cr, Cd, Pb, Cu, Zn, Ni, Co, Hg), в о-в т оры х, в результатевозд ействия орга ническ их и минера льных к ислотпроисход итра зруш ениетруд нора створимого углекислого к а льция, перевод его вболеера створимоесостояние(гипс, бик а рбона ты): CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + CO2 + H2O CaCO3 + H2CO3 → Ca(HCO3)2 Реак ции под обного типа вед утк потереиз П П К так ж еMg++, K+, Na+. В т рет ьи х, происход итизменениед оступности ра стениям элементов питания. Т а к , усвояемость ф осф ора ма к сима льна при рН =5,5, сниж а ясь в к ислую и щ елочную сторону (возра стаетлиш ь при рН ок оло 9,0 и выш е). П ри этом в к ислой сред епроисход итобра зова ниема лора створимых ф осф а тов ж елеза и а лю миния. В к ислой сред еповыш а ется ра створимость соед инений Fe, Mn, Al, B, Cu, Zn, при избытк ек оторых прод ук тивностьра стений сниж а ется. В к ислом интерва ле(рН меньш е5,5) уменьш а ется сод ерж а ниенитра тов(под а влениенитриф ицирую щ их ба к терий), тормозится поглощ ениек а тионовCa++, Mg++, NH4+, K+ и д р. В-ч ет в ерт ы х, ухуд ш а ю тся ф изическ иеи ф изик о-химическ иесвойства почв. Н а сыщ ениевод ород ом минера льных к оллоид ных ча стиц привод итк их постепенному ра зруш ению и вымыва нию вниж ележ а щ иегоризонта. Н езна чительноесод ерж а ниек оллоид ной ф ра к ции и к а льция в П П К обусловлива ю т плохую струк туру, а так ж е небла гоприятные ф изик охимическ иесвойства : низк ую емк ость поглощ ения и сла бую буф ерность. У величениед оли вод ород а во ф ра к циях гумусовых к ислоти соответствую щ ееуменьш ениек а льция, повыш а етд исперсностьи под виж ностьпочвенного гумуса .

33

К исла я реак ция почвенного ра створа отрица тельно ск а зыва ется на ростеи ра звитии ра стений. И сслед ова ниями Н .С.А вд онина установлено, что к исла я реак ция в первый период роста вызыва етсильныена руш ения в углерод ном и белк овом обмене, отрица тельно влияетна за к ла д к у генера тивных орга нов, что привод итк сниж ению урож а йности. П ри к ислой реак ции осла бляется синтез белк овых вещ еств, сод ерж а ниебелк а и общ его а зота в ра стениях уменьш а ется с увеличением в них небелк овых ф орм. Т а к ж есниж а ется превра щ ениемоноса ха ров в д ругиеболееслож ныеорга ническ иесоед инения. П овыш енна я к ислотность за труд няетрост к орней, отрица тельно влияетна ф изик о-химическ оесостояниепротопла змы к леток к орня, на руш а етнорма льную проница емостьи обмен вещ ествв к орнях П овыш енна я к ислотность почвенного ра створа , в связи с появлением в нем под виж ных Al3+ и Mn2+, является причиной сниж ения зимостойк ости озимых к ультур. П ра к тик ой и эк спериментальными исслед ова ниями установлено, что на иболеебла гоприятной д ля ра стений в ф изиологическ ом отнош ении является нейтра льна я, или близк а я к нейтра льной, а так ж есла бок исла я и сла бощ елочна я реак ция почвенного ра створа . В к ра йних интерва ла х реак ции сред ы происход итугнетениероста ра стений и д а ж еих гибель. Ра зличныера стения, в за висимости отих биологическ их и эк ологическ их особенностей, имею тнеод ина к овыеинтерва лы рН , бла гоприятныед ля их роста и ра звития и обла д а ю т, естественно, неод ина к овой пла стичностью и чувствительностью при изменении реак ции сред ы (табл. 6.1). Т а блица 6.1 О птима льныеинтерва лы рН д ляра стений и мик роорга низмов Ра стение И нтерва л Ра стение И нтерва л рН , бла горН , бла гоприятный приятный д ля роста д ля роста 1.Зерн ов ы е кул ьт уры IX.П ряд и л ьн ы е кул ьт уры 1. П ш еница ози- 6,3-7,5 1. Х лопча тник 6,5-7,3 ма я 2. П ш еница яро- 6,0-7,3 К онопля 6,7-7,4 ва я 3. Я чмень 6,0-7,5 3. Лен 5,5-6,5 4. Рож ь 5,0-7,7 Х. О в ощн ы е кул ьт уры 5. О вес 5,0-7,5 1. О гурцы 6,4-7,8 6. П росо 5,5-7,6 2. Т ома т 5,0-8,0 7. К ук уруза 6,0-7,5 3. К а пуста к оча нна я 7,0-7,4 8. Рис 5,5-6,5 4. Са ла т 6,0-7,0 9. Гречиха 4,7-7,5 5.Ред ис 5,0-7,3 II Зерн обобов ы е 6. Лук 6,4-7,5

34

1. Горох 6,0-7,0 2. К ормовыебобы 6,0-7,0

7. Ба к ла ж а н 5,5-6,0 ХI.П л од ов ы е, кус т арн и ков ы е и ягод ны е 1. А брик ос 6,0-7,0 А пельсин 6,0-7,5 3. В иш ня 5,5-8,0 кор- 4. Груш а 6,0-7,5

3. Соя 6,5-7,5 4. Ф а соль 6,4-7,1 5. Лю пин 4,6-6,0 III. Корн еп л од ы и кап ус т а мов ая 1. Са ха рна я свек- 7,0-7,5 ла 2. К ормова я свек- 6,2-7,5 ла 3. М орк овь 5,6-7,0 4. Брю к ва 4,8-5,5 5. К а пуста 7,0-7,4 6. Т упнепс 6,0-7,0 IV. К лубнеплод ы 1. К а ртоф ель 4,5-6,3 V. Бахч ев ы е кул ьт уры 1. А рбуз 5,5-6,5 2. Т ык ва 5,5-6,5 VI. М ас л и ч н ы е 1. П од солнечник 6,0-6,8 2. Ра пс 6,0-7,5 VII. a) М н огол ет н и е бобов ы е т рав ы 1. К левер 6,0-7,0 2. Лю церна 7,2-8,0 б) мн огол ет н и е зл аков ы е т рав ы

5. Лимон

6,0-7,5

6. П ерсик

6,0-7,5

7. Я блоня 8. К рыж овник 9. Е ж евик а 10. Земляник а 11. Ча йный к уст 12. В иногра д ХII.Древ ес н ы е п ород ы 1.Береза 2. Д уб 3. Я сень ХIII/М и кроорган и змы 1. Грибы 2. А зотоба к тер

5,5-7,0 5,5-7,0 4,5-6,0 5,0-6,5 6,0-7,5 6,0-7,5 5,0-6,5 5,5-6,5 5,5-7,0 3,5-6,0 6,5-7,8

3. Н итриф ик а торы 6,0-8,0 4. Д енитриф ик а торы 7,0-8,0 5.К лубеньк овые ба к те- 6,6-7,0 рии

1. Т имоф еевк а 4,5-7,6 2. Е ж а сборна я 6,0-7,0 3. О всяница луго- 5,0-7,0 ва я VIII. О д н ол ет н и е бобов ы е кормов ы е т рав ы 1. В ик а 5,5-7,5 2. Сера д елла 6,0-7,0 Н а иболеед ейственным приемом сниж ения к ислотности почв является их известк ова ние. П о отнош ению к реак ции сред ы и по требова тельности к известк ова нию сельск охозяйственные к ультуры, плод овые д еревья и к устарник и под ра зд еляю тна пятьгрупп (таблица 6.2).

35

Т а блица 6.2. Группировк а ра стений по отнош ению к к ислотности почви отзывчивости на известк ова ние(по ра зным источник а м) И нтерва лы рН 7-8/6,8-7,1*/ 6-7/6,0-7,5*/ 4,5-7,5 5,5-6,0/5,5- 4,5-5,0/4,5опт.5,5-6,0 6,5*/ 6,0*/ Н а иболее ЧувствиСла бочувстСла бочувБла гопричувствитель- тельные к вительные к ствительятна к исла я ные к к и- повыш енной к ислотности и ные к к и- реак ция. слотности и к ислотности отзывчивы на слотности и отзывчивые и отзывчивы известк ова ние не перенона известк о- на известк осящ ие изва ние ва ние бытк а к а льция. I группа II группа III группа IV группа V группа 1 2 3 4 5 Рож ь П ш еница Х лопча тник Лен Ча йный ярова я и О вес Лю церна К а ртоф ель к уст П росо озима я Э спа рцет Лю пин П од солГречиха Свекла (са - Я чмень синий и нечник ** М орк овь** ха рна я, сто- К ук уруза ж елтый М орРед ис лова я, к ор- Горох Сера д елла к овь** Т ома т** В ик а мова я) Щ а вель Т ома т** Т имоф еевк а К ормовые К онпля К а ба чек бобы К а пуста А рбуз Соя Лук ** Репа Ф а соль Чеснок Ред ьк а П од солнечП ерец П етруш к а ник ** Ш пина т Т а ба к К левер лу- О гуцы Груш а Лук ** говой К рыж овСа ла т Д онник ник К а пуста Горчица М а лина (к ормова я и Земляник а цветна я) К левер** Я блоня В иш ня Слива П римеча ние: * - интерва лы к ислотности по ра зным источник а м. ** - отнесениек ультур к ра зным группа м по ра зным источник ам

36

6.3. Ви д ы п оч в ен н ойки с л от н ос т и В на стоящ еевремя ра злича ю тслед ую щ иевид ы почвенной к ислотности: 1. А к туа льна я (или а к тивна я) к ислотность 2. П отенциа льна я (ск рытая) к ислотность–она под ра зд еляется на : а ) обменную к ислотность б) гид ролитическ ую к ислотность. А к туа льна я к ислотность–это к ислотностьпочвенного ра створа , обусловленна я присутствием свобод ных ионов вод ород а , отд иссоциирова нных свобод ными минера ла ми (на пример, Н 2СО 3) и орга ническ ими (на пример, а минок ислоты, к а рбоновые к ислоты: янтарна я к ислота – Н О О С(СН 2)2СО О Н , ук сусна я - СН 3СО О Н и т.д .) к ислотами, обра зую щ имися впочве. А к туа льна я к ислотность почвы является очень ва ж ным пок а за телем почвы, поск ольк у опред еляетусловия сущ ествова ния ра стений и ж изнед еятельность мик роорга низмов. П оэтому опред елениерН почвенного ра створа является непременным условием ха ра к теристик и почв. О бычно рН почвенного ра створа измеряю тред к о, ввид у труд оемк ости его вытеснения из почвы. В место этого а на лизирую твод ныевытяж к и или вод ныесуспензии почв, к оторыеготовятв соответствии среш ением II М еж д уна род ного К онгресса почвовед ов (1930) при отнош ении почва : вод а = 1 : 2,5 (д ля торф а 1 : 25). Степень к ислотности почвенных ра створов, вытяж ек и суспензий оценива ю твеличиной рН , обусловленной к онцентра цией ионов вод ород а (таблица 6.3.). Т а блица 6.3. Группировк а а к туа льной к ислотности почвв за висимости отк онцентра ции ионовН + Степеньк ислотности РН вод . К онцентра ция ионов, г/л Сильнок исла я 3-4 10-3 –10-4 К исла я 4-5 10-4 –10-5 10-5 –10-6 Сла бок исла я 5-6 10-7 Н ейтра льна я 7 Сла бощ елочна я 7-8 10-7 –10-8 8-9 Щ елочна я 10-8 –10-9 Сильнощ елочна я 9-11 10-9 –10-11 П отенциа льна я к ислотность ха ра к теризует сумма рную к онцентра цию к ислоти к ислотных а гентов, сущ ествую щ их в почвев поглощ енном состоянии, в основном ионов вод ород а и а лю миния. П отенциа льна я к ислотностьопред еляется путем титрова ния почвенного ра створа или поч

37

венной суспензии ра створом щ елочи опред еленной к онцентра ции и выра ж а ется ммолях на 100 г почвы. Ра зновид ностью потенциа льной к ислотности является обменна я к ислотность, к отора я обусловлена на личием в П П К обменного вод ород а или обменного а лю миния. О пред еляю теепутем возд ействия на почву ра створом нейтра льной соли, на пример, Iн KCl (рН = 5,6 –6,0). К+ Н+ К+ П П К + 4 KCl = П П К К + + HCl +А 1Cl3 А 13+ К+ Д ля опред еления к оличества к ислотности солевую вытяж к у (но не суспензию ), титрую тра створом щ елочи и результатвыра ж а ю твммолях: HCl + NaOH = NaCl + H2O или AlCl3 + 3NaOH = 3NaCl + Al(OH)3 Ча сто обменна я к ислотность ха ра к теризуется так ж евеличиной рН , т.е. степенью к ислотности, вытяж к и или суспензии. О бменна я к ислотностьха ра к терна д ля д ерново-под золистых, серых лесных, бурых лесных почв и к ра сноземов, поэтому ееопред еляю ттольк о в почва х, имею щ их к ислую и сильнок ислую реак цию вод ной вытяж к и, в щ елочных почва х она отсутствует. Д ля почв, в к оторых опред еляется обменна я к ислотность, принята след ую щ а я группировк а по степени к ислотности (рН К С1): 1. О ченьсильнок ислыеи к ислыепочвы имею трН > 4,5. 2. Сред некислые. 4,6 –5,0 3. Сла бок ислые 5,1 –5,5 4. Близк иек нейтра льной реак ции 5,6 –6,0 5. Н ейтра льные 6,1 –7,0 В почвенном поглощ а ю щ ем к омплексепомимо легк опод виж ных ионоввод ород а и а лю миния, вытесняемых вра створ нейтра льной солью (I 1 н KCl), вид имо, имею тся и болеесвяза нныеионы вод ород а , вытесняемыелиш ь при щ елочной реак ции соответствую щ ей соли а цетата на трия. А цетатна трия (СН 3СО О Na) является гид ролитическ и щ елочной солью , и поэтому обра зую щ ую ся при этом к ислотностьна зва ли гид ролитическ ой. В вод ном ра створеэта соль гид ролитическ и ра сщ епляется и обра зуетсла бод иссоциирую щ ую ук сусную к ислоту и сильноеоснова ние, поэтому ра створ становится щ елочным (рН = 8,2 –8,5): СН 3СО О Na + Н 2О = СН 3СО О Н + NaО Н = СН 3СО О Н + Na+ + О Н В за имод ействиесП П К почвы д а лееуж еид етпо схеме: П П К -Н + + СН 3СО О Н + Na+ + О Н - = П П К -Na+ + СН 3СО О Н + Н 2О

38

П оск ольк у в состав гид ролитическ ой вход ити обменна я к ислотность (т.е. легк ообменива ю щ иеся ионы Н +), то гид ролитическ а я к ислотностьобычно больш еобменной. М ногиеа вторы, к а к отмеча етД .С. О рлов (1992/, объясняю тэто именно щ елочной реак цией а цетата на трия (рН = 8,2 – 8,5).Н о при выра внива нии рН ра зличия сохра нялись. Д .С. О рлов считает, что причина за к лю ча ется в к онечных результатах реак ции вза имод ействия, а именно в обра зова вш ейся сильнод иссоциирова нной (на 100%) соляной к ислоте, ионы Н + к оторой вслед ствиеэтого могутвновьпоглощ а ться почвой и сла бод иссоциирова нной ук сусной к ислотой, к отора я на к а плива ется впочвенном ра створе, что вид но из схем реак ций: П П К –Н + + KCl ↔ П П К –К + + HCl П П К –Н + + СН 3СО О Na = П П К –Na+ + СН 3СО О Н С этим след уетсогла ситься, имея в вид у, од на к о, что ла бора торна я мод ель вытеснения ионов вод ород а (А 13+) лиш ь очень приближ енно отра ж а етпроцессы обмена в природ ной обстановк е. Н о к а к пок а за тель имею щ ихся в почвера зличий по степени связыва ния ионов Н + (и А 1) эта мод ель вполнеприемлема и болеетого, она прош ла испытаниевременем и пра к тик ой, поск ольк у изба влениеотк ислотности основа но на опред елении именно гид ролитическ ой к ислотности и нейтра лиза ции ееизвестью . 6.4. О п ред ел ен и е н еобход и мос т и и зв ес т ков ан и я п оч в Н а блю д а тельному пра к тик у, специа листу сельск ого хозяйства и, тем болееспециа листу почвовед у, к исла я сред а почвенного пок рова всегд а броса ется в гла за при внима тельном ра ссмотрении поверхности почвы и произра стаю щ ей ра стительности. Белесый оттенок поверхности почвы, выра ж енный под золистый горизонт, д остига ю щ ий 10 и болееса нтиметров, говорято к ислой реак ции и необход имости известк ова ния. М ногиед ик иеи сорныера стения являю тся эд иф ик а тора ми к ислой реак ции: щ а вель, хвощ , ситник , щ учк а , лю тик ползучий, вереск , ба гульник , белоус и д р. П лохой ж ерости сильноеизреж ива ниек левера , лю церны, свеклы, озимой пш еницы, к ук урузы и д ругих, чувствительных к повыш енной к ислотности к ультур, свид етельствую т о необход имости известк ова ния. Болееобоснова нно необход имость известк ова ния почв устана влива ю тпо результатам а грохимическ ого а на лиза , опред еляя рН солевой вытяж к и и степень на сыщ енности основа ниями (V, %).Е сли рН К С1 менее4,5, то нуж д а емость сильна я, от4,6 д о 5,0 – сред няя, от5,5 – сла ба я и при рН выш е5,5 почва визвестк ова нии ненуж д а ется. Ра ссчитанный по ф ормулепок а за тельстепени на сыщ енности основа ниями (V% = S/S+H . 100, гд еS – сумма поглощ енных основа ний, мг – эк в.; Н – величина гид ролитическ ой к ислотности, ммоль) так ж ед а етприд ерж к и д ляустановления степени нуж д а емости визвестк ова нии.

39

П ри V =50% и ниж енуж д а емостьвизвестк ова нии сильна я, при V = 50-70 – сред няя, при 70 – 80 – сла ба я и при V – более80% - почва в известк ова нии ненуж д а ется. П ри ра вных зна чениях рН почвы с болеевысок ой степенью на сыщ енности основа ниями сла беенуж д а ю тся визвестк ова нии. П ри совмещ ении этих пок а за телей, а так ж ес учетом гра нулометрическ ого состава точность нуж д а емости в известк ова нии повыш а ется. Н ед остатк ом их является то, что это всек а чественныепок а за тели призна к а , хотя и на их основа нии В И У А ра ссчитаны приблизительныед озы извести вза висимости отрН и гра нулометрическ ого состава (таблица 6.4). Т а блица 6.4. Д озы извести вза висимости отрН и гра нулометрическ ого состава , т/га. Гра нулометрическ ий составпочв П есча ные Супесча ные Легк осуглинистые Сред несуглинистые Т яж елосуглинистые Глинистые

<4,5 2,5 3,5 4,5 5,5 7,0 8,0

рН солевой вытяж к и 4,6 4,8 5,0 5,2 1,0 1,3 1,6 2,1 1,5 2,0 2,5 3,0 2,5 3,0 3,5 4,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,0 5,5 6,0 6,5 6,0 6,5 7,0 7,5

5,4-5,5 0,7-0,5 1,2-1,0 2,0 3,0 4,5 5,5

Н ед остатк ом ра счетного метод а является то, что величина рН неслуж ит прямой мерой к оличества к ислотности и по ней нельзя ра ссчитать полную д озу извести. Д ля этого необход имо опред елить к оличество к ислотности, д ля чего и опред еляю тгид рологическ ую к ислотность, величину к оторой умнож а ю тна к оэф ф ициент1,5 и получа ю тполную норму извести. К оэф ф ициент1,5 получа ется в результатетак их ра счетов. Д ля нейтра лиза ции 1 мг - эк в ионовН + на 100 г почвы требуется эк вива лентноек оличество Са СО 3, т.е. 1 мг - эк в, что соответствует50 мг Са СО 3, а на 1 к г –500 мг Са СО 3. Е сли мы условно примем мощ ность па хотного слоя ра вной 20 см, а плотностьпочвы –1,5 г/см3,вэтом случа евеспочвы на 1 га буд етра вен 3 000 000 к г. У множ иввеличину Са СО 3, на йд енную д ля нейтра лиза ции 1 к г почвы, т.е. 500 мг на ма ссу па хотного слоя 3 000 000 к г и ра зд еливна 109 (д ля пересчета миллигра ммоввтонны), получа ю т: норма Са СО 3 = Н + . 500 . 3 000 000 = Н +г . 1,5 1 000 000 000 О д на к о ра ссчитанный к оэф ф ициент1,5 немож етсчитаться универса льным д ля почв с ра зличной мощ ностью па хотного слоя и плотностью слож ения. П оэтому, вк а ж д ом случа е, требуется точный ра счетсучетом к онк ретных па ра метровпочвы.

40

6.5. Лаборат орн ая работ а п орасч ет уд ози зв ес т и д л я мел и ораци и ки с л ы хп оч в . Д ля выполнения этого за д а ния необход имо опред елениегид ролитическ ой к ислотности в серии обра зцов ра зличных типов и ра зновид ностей почв (д ерново-под золистые, серые лесные, черноземные, луговочерноземныепочвы ра зличного гра нулометрическ ого состава ), чтобы на основа нии ла бора торного а на лиза и послед ую щ их ра счетов сд ела тьвывод о степени проявления этого призна к а и необход имых мелиора тивных мероприятиях. О пред елениегид ролитическ ой к ислотности провод ят ш ирок о известным метод ом К а ппена . Х од опред еления. 1. В серию к оническ их к олб на 200 мл отвеш ива ю тна технохимическ их веса х по 20 г почвы (в 2-х повторностях), просеянной через сито сд иа метром 1 мм. П од бира ю тся почвы ра зных типов с возмож но ш ирок им к олеба нием гра нулометрическ ого состава . 2. П рилива ю тк почве50 мл 1 н СН 3СО О Na (ра створ д олж ен иметьрН 8,2 –проверитьпо ф енолф талеину) и взба лтыва ю т1 ча с. 3. Суспензию ф ильтрую тчерез сухой ск ла д ча тый ф ильтр (бела я лента). П еред ф ильтрова нием сод ерж имоек олбы взба лтыва ю ти переносятна ф ильтрбольш ую ча стьпочвы. П ервую порцию переф ильтровыва ю т. 4. Берутпипетк ой 25 мл чистого ф ильтра та в к оническ ую к олбу на 100 мл, приба вляю тд ветри к а пли ф енолф талеина . 5. Ф ильтра ттитрую т0,1 н NaО Н д о сла бо-розовой ок ра ск и, неисчеза ю щ ей втечение1 мин. 6. П о к оличеству за тра ченной на титрова ниещ елочи вычисляю твеличину гид ролитическ ой к ислотности по ф ормуле: Н +г = а . Н . К . 1,75 .100, гд е С + Н г –величина гид ролитическ ой к ислотности, ммоль/100 г почвы; а –к оличество миллилитров, пош ед ш еена титрова ние; Н –норма льностьщ елочи; К –попра вк а к титру щ елочи; 100 –множ ительд ля перера счета на 100 г почвы; 1,75 –условно принятый к оэф ф ициентна неполноту вытеснения Н +; С – на веск а почвы, соответствую щ а я а лик воте, взятой на титрова ние(25 мл) В ычислениед оз извести по гид ролитическ ой к ислотности провод ят так (на примересветло-серой лесной сла боопод золенной легк осуглинистой почвеиз Болховск ого ра й она О рловск ой обла сти): 1. П усть величина гид ролитическ ой к ислотности в верхнем 18 – са нтиметровом слое(h) почвы ра вна 5,6 ммоля/100 г почвы, т. е. в100 г почвы имеется 5,6 ммоля поглощ енного вод ород а . Т огд а в 1 к г почвы буд етсод ерж а ться 56 ммоля или 0,056 г Н +.

41

3. Ра ссчитыва ю твес слоя почвы (Р) мощ ностью 18 см (h) и плотностью (dv) –1,36 г/см3 на площ а д и (S) 1 га (108 см2) по ф ормуле: Р = h . dv . S = 18 .1,36 .108 = 2450000 к г. 4. П ересчитыва ю т сод ерж а ние поглощ енного вод ород а на весь мелиорируемый слой почвы ра счетного веса на площ а д и 1 га Н + к г/га = Р . Н +г = 2450000 . 0,056 = 137,2 к г/га Н + 5. Ра ссчитыва ю тк оличество извести д ля нейтра лиза ции этого к оличества вод ород а , рук овод ствуясь эк вива лентными вза имоотнош ениями, т.е. на 1 ча сть Н + необход имо за тра тить n ча стей Са СО 3 (мол. вес Са СО 3 = 40+12+48 = 100:2 = 50), зна чит, на 1 ча сть Н + на д о за тра тить50 ча стей Са СО 3. След ова тельно, д ля нейтра лиза ции 137,2 к г Н +, сод ерж а щ ихся в слое0 – 18 см, требуется 6860 к г или 6,86 т/га Са СО 3 (д оза Са СО 3 т/га = 137,2*50 = =6860к г = 6,86 т/га ). Т а к ой ра счетд ела ется по всем а на лизируемым проба м вза висимости оттипа почви их гра нулометрическ ого состава . П о этой темек а ж д ый студ ентполуча етсвоеинд ивид уа льноеза д а ниеи выполняетего по выш еук а за нной схеме. П ри использова нии, к ромеизвести, д ругих известк овых ма териа ловпривод им процентноесод ерж а ниеСа СО 3 вних: 1. М ел -90-100 % 2. И звестняк ова я и д оломитова я мук а -80-100 % 3. О зерна я известь(гаж а ) -80-100 % 4. И звестк овый са пропель -50-75 % 5. И звестк овый туф (1-3 сорта) -80-60 % 6. Д еф ека т -40-75 % К О Н Т РО ЛЬН Ы Е В О П РО СЫ П О Т Е М Е 1. Что понима ю тпод к ислотностью почв? 2. Чем вызыва ется к ислотностьпочв? 3. В к а к их типа х почвпроявляется почвенна я к ислотность? 4. В к а к их геогра ф ическ их, к лима тическ их пояса х ра спростра нены к ислыепочвы вмире? П лощ а д ьк ислых почввмире? 5. За счетк а к их процессовобра зуется вторична я к ислотностьпочв? 6. К а к ую площ а д ь за нима ю тк ислыепочвы в стра на х СН Г, в России, в В оронеж ск ой обла сти? 7. В чем проявляется отрица тельноевлияниепочвенной к ислотности? 8. П ривед итегруппировк у ра стений по отнош ению к к ислотности. 9. К а к иера злича ю твид ы почвенной к ислотности? О ха ра к теризуйтеих. 10.П очему гид ролитическ а я к ислотностьбольш еобменной? П ричины. 11.К а к за виситпод виж ностьэлементовпитания отрН ? 12.П ривед итегруппировк у почвпо а к туа льной и обменной к ислотности. 13.П о к а к им пок а за телям мож но установитьнеобход имостьпочвв известк ова нии?

42

14.П ривед ите прид ерж к и рН солевой и степени на сыщ енности основа ниями, при к оторых возник а етнеобход имостьвизвестк ова нии. 15.П еречислитепричины необход имости известк ова ния почв. 16.Что понима ю тпод степенью к ислотности и к оличеством к ислотности? 17.П ривед итеф ормулу ра счета гид ролитическ ой к ислотности. 18.К а к ра ссчитыва ю тд озы извести? Р адел VII. М Е ЛИ О Р А Ц И Я С О ЛО Н Ц О В И С О ЛО Н Ц Е В А Т Ы Х П О ЧВ . 7.1. О бщи е с в ед ен и я и п он ят и я. П очвы, сод ерж а щ иев почвенном поглощ а ю щ ем к омплексе(П П К ) иллю виа льного (солонцового) горизонта (В па ) зна чительные к оличества обменного на трия, а иногд а и ма гния, на зыва ю тся солонца ми. Э ти почвы имею тхорош о д иф ф еренцирова нный проф иль, состоящ ий из на д солонцового гумусово-элю виа льного (А Е ), иллю виа льного (солонцового) (В nа ) и под солонцовых горизонтов, сод ерж а щ их к а рбона ты, гипс и глубж ера сполож енного горизонта ма к сима льного ск опления легк ора створимых солей. П роф иль солонцов мож но пред ставить в вид еслед ую щ ей бук венной ф ормулы: А –Е –В nа –В Са –В СS –В Sa –С Н а личиев под солонцовом горизонтеск опления ра зличных по ра створимости солей (труд но-, сред не- и легк ора створимых) позволяетотносить солонцы (так ж е к а к и солонча к и) к почва м за соленного ряд а , но имею щ их за солениена глубине. Д ля солонцов ха ра к терна столбча тая, призма тическ а я, к рупноорехова тая или глыбистая струк тура , щ елочна я реак ция иллю виа льного и ниж ележ а щ их горизонтов. О ни сод ерж а т, в иллю виа льном горизонтеболее 20%обменного на трия отсуммы обменных к а тионов (в меж д уна род ной к ла ссиф ик а ции величина на трия составляет15% отЕ К О ) и отлича ю тся к ра йненебла гоприятными а грономическ ими свойства ми. И зучением генезиса , свойств, распростра нения и мелиора ции солонцов и солонцовых почв за нима лисьв на ш ей стра немногиевыд а ю щ иеся почвовед ы: П .С. К оссович, Г.М . Т умин, К .Д . Глинк а , К .К . Гед рой ц, В .А . К овд а . В послед ниед есятилетия этой проблемой за нима лись Н .И . У сов(1948), И .Н . А нтипов–К а ра таев/ 1965 /, М .С. Ц ыга нов / 1972 /, К .П . П а к /1975 /, А .М . М ож ейк о / 1961 / и многиед ругие. 7.2. Рас п рос т ран ен и е с ол он цов и с ол он цев ат ы хп оч в . Солонцы д овольно ш ирок о ра спростра нены на земной поверхности, но они необра зую тсвоей зоны, а лиш ь встреча ю тся в вид ек рупных ма ссивови пятен сред и д ругих почв.

43

П о д а нным Е .В . Лобовой, А .В . Х а ба рова / 1983 / площ а д ь солонцов в миресоставляет77,7 млн. га , а вместессолонцева тыми почва ми 212 млн. га. В стра на х СН Г (бывш . СССР) чистых солонцов 35 млн га , к рометого они обра зую тк омплексы с зона льными почва ми на площ а д и 70 млн. га. В Российск ой Ф ед ера ции солонцы и солонцовыепочвы за нима ю т 28,8 млн. га. И з них чистыесолонцы–10,4 млн. га, солонцева тыепочвы– 8,77 млн. га и 9,59 млн. га к омплексы с зона льными почва ми В Ц ЧО общ а я площ а д ь солонцов и солонцева тых почв – 601,2 тыс га , из них 146,2 тыс. га –чистыесолонцы и 455 тыс. га –черноземы осолод елыеи солонцева тые. С учетом их ра сполож ения пятна ми сред и черноземов они созд а ю тпестроту и неод нород ность почвенного пок рова на площ а д и более1,5 млн га . Сред и обла стей Ц ентра льно –Черноземного ра й она на д олю В оронеж ск ой обла сти приход ится 336 тыс. га (56%) солонцов и солонцева тых почв. П ри этом на д олю солонцева тых черноземов приход ится 233 тыс. га. И з этой площ а д и солонцева тых черноземов ок оло 150 тыс. га на ход ится в па ш не. К ромеВ оронеж ск ой обла сти солонцы и солонцева тыепочвы ра спростра нены ещ евБелгород ск ой и Т а мбовск ой обла стях. Т а к им обра зом, на личиезна чительных площ а д ей этих почв с небла гоприятными свойства ми в зонечерноземных, к а ш тановых, бурых полупустынных, д ик туетна сущ ную необход имостьих мелиора тивного улучш ения. Т а блица 7.1. Ра спред елениесолонцовых почвпо обла стям и к ра ям Российск ой Ф ед ера ции, тыс. га (на 1996 г.) Республик а , к ра й, обла сть.

1 П оволж ск ий ра йон 1. А стра ха нск а я обл. 2. В олгогра д ск а я обл. 3. К уйбыш евск а я обл. 4. П ензенск а я обл. 5. Са ра товск а я обл. 6. У льяновск а я обл. 7. Ба ш к ирск а я Респ. 8. К а лмыцк а я Респ. 9. Т а тарск а я Респ .Северо-К а вк а зск ий ра й он

В сего солонцовых почв 2 9616 908,1 3137,1 312,3 151,1 2600 66,6 741,7 1451,2 247,9 4189,8

па ш ня

из них сенок оП а стсы бищ а

за леж ь

3 2815 43 1863,3 59,5 23,2 582,2 8 12,3 222,9 -

4 2951,4 526,2 281,6 115,8 123,9 209,8 52,6 721,2 672,7 247,6

5 2320,8 325,5 991,7 137,0 3,6 293,2 5,7 8,2 555,6 0,3

6 14,3 13,4 0,5 0,4 -

1700

1252,3

1187,5

-

44

1 1.К ра снод а рск ий к ра й 2.Ставропольск ий к ра й 3.Ростовск а я обл. 4.Д а гестанск а я А О 5.К а ба рд ино-Ба лк а рск а я АО 6.Северо-О сетинск а я АО 7.Ч77.Чеченск а я и И нгуш ск а я Республик и У ра льск ий ра йон 1. К урга нск а я обл. 2. О ренбургск а я обл. 3. Сверд ловск а я обл. 4. Челябинск а я обл. Ц ентра льноЧерноземный ра й он За па д но-Сибирск ий ра йон 1. А лтайск ий к ра й 2. К емеровск а я обл. 3. Н овосибирск а я обл. 4. О мск а я обл. 5. Т ю менск а я обл. В осточноСибирск ий ра йон 1. К ра сноярск ий к ра й 2. И рк утск а я обл. 3. Читинск а я обл. 4. Бурятск а я обл. 5. Я к утск а я обл. В сего по РФ

2 90,7 1644,6

3 16,9 719,1

4 59,8 439,8

5 14,0 485,8

6 -

1840,0 311,3

920,0 12,8

301,5 258,9

618,5 39,6

80,7

1,1

79,2

0,4

54,8

2,9

33,9

18,0

117,8 4196,7 759,9 1122,8 622,8 1240,3

27,3 1196,6 501,0 302,0 7,9 385,7

79,2 2238,1 494,2 534,0 608,8 601,1

11,3 759,4 213,0 286,8 6,1 253,5

2,6 2,6 -

601,2

200,0

9590,7 1868,3 613,5 3149,9 2715,2 1225,0

1991,5 255,0 54,9 646,1 1033,5 2,0

6598,2 1438,9 555,0 2193,9 1187,3 1223,0

951,4 159,2 21,0 280,9 40,3 -

49,6 15,2 0 ,5 29,0 4,1 0,8

3086,7 1150,5 331,6 1184,8 419,9 711,8

52,8 14,3 2,4 9,1 27,0 2,9

3001,5 1127,9 328,0 1158,4 387,2 699,8

29,8 7,6 1,2 16,3 4,7 8,4

2,6 0,7 1,0 0,9 0,7

28765

9876,0

2064,0

8013,3

53,2

-

7.3. Н еобход и мос т ь мел и ораци и П рисутствиев почвенно-поглощ а ю щ ем к омплексепочвы на трия в зна чительных к оличества х обусловлива ет плохие химическ ие, ф изик охимическ иеи ф изическ иесвойства почв, что отрица тельно влияетна рост и ра звитиера стений. П реж д евсего, отрица тельноевлияниеок а зыва етщ елочна я реак ция иллю виа льного и ниж ележ а щ их горизонтов, обусловленна я присутствием сод ы ( Na2CO3 ). Н а личиеобщ ей щ елочности (Н СО 3-) в к оличестве1 ммоля (0,06%) свид етельствуето солонцева тости почвы, а ее

45

увеличение д о 1,65 ммоля (0,1%) привод итк обра зова нию солонцов и сильно солонцева тых почвы. Н а личиещ елочной реак ции усилива етпод виж ность гумуса и привод итк его мигра ции в ниж ележ а щ иегоризонты, в связи с чем в иллю виа льном (солонцовом) горизонтеимею тся гумусовыепотеки. Н а трий, вход ящ ий в П П К , привод итк пептиза ции орга ническ иеи минера льные к оллоид ы, они приобретаю т под виж ность и при на личии вла ги вымыва ю тся вниз по проф илю , обра зуя плотный солонцовый горизонт. В о вла ж ном состоянии к оллоид ы сильно гид ра тирую тся и на буха ю т, перекрыва я всепа ровыепростра нства , и горизонтстановится вод онепроница емым, вязк им и липк им. Н аоборот, при под сыха нии происход итуплотнениек оллоид ов с обра зова нием тверд ых к рупных струк турных отд ельностей (к рупно глыбистых, к рупно призма тическ их и столбча тых) с сетью ра зличных трещ ин меж д у ними. К а к втом, так и вд ругом случа еих обра ботк а пра к тическ и невозмож на . И з-за низк ого плод ород ия, плохих химическ их и ф изик о-химическ их свойств эти почвы иск лю ча ю тся из сельск охозяйственного оборота, а если учесть, что они привод ятк резк о выра ж енному пестрополью , неод нород ности почвенного пок рова , меш а ю т использова нию ок руж а ю щ их па хотных почв, особенно в ра йона х интенсивного землед елия, то необход имость их улучш ения с помощ ью мелиора тивных мероприятий становится очевид ной. 7.4. Ди агн ос т и ч ес ки е и кл ас с и фи каци он н ы е ос обен н ос т и . Д иа гностическ иеи к ла ссиф ик а ционныеособенности солонцов и солонцева тых почв игра ю тсущ ественную роль при их мелиора тивном освоении и послед ую щ ем использова нии. В связи с больш им многообра зием условий их обра зова ния, их к ла ссиф ик а ция услож нена и объемна . П реж д евсего, след уетотметить, что солонцы ра спростра нены, гла вным обра зом, втрех почвенных зона х: - взонебурых полупустынных почв; - взонек а ш тановых почв; - взонечерноземных почв. В нутри этих зон уж евыд еляю ттипы по гид роморф ности: 1. а втоморф ные(степные) солонцы сглубиной за лега ния грунтовых вод более6 м; 2. полугид роморф ныесолонцы (лугово-степные) сза лега нием грунтовых вод на глубине3-6 м; 3. гид роморф ные(луговые) солонцы при глубинеза лега ния грунтовых вод менее3 м. П од типовыеособенности обусловлены зона льными условиями их ф ормирова ния. В черноземной зоневыд еляю тслед ую щ иепод типы солонцов: 1. Солонцы черноземныестепные(т. е. а втоморф ные); 2. Солонцы лугово-черноземные(лугово-степные);

46

3.Солонцы черноземно-луговые(луговые). В к а ш тановой зонетак ж евыд еляю т: 1. Солонцы к а ш тановыестепные; 2. Солонцы лугово-к а ш тановые(лугово-степные); 3. Солонцы к а ш таново-луговые(луговые). В зонебурых полупустынных почвна ход ятся: 1. Солонцы бурыеполупустынные; 2. Солонцы лугово-бурыеполупустынные; 3. Солонцы бурыеполупустынныелуговые. К рометого, выд еляю тещ есолонцы лугово-болотныеи солонцы лугово-мерзлотные. П од типы солонцов под ра зд еляю тся на род ы по типа м за соления, степени за соления, глубинеза лега ния солей ид ентичным д ля за соленных почввцелом. В пред ела х род а под ра зд елениена вид ы производ ится: 1. П о мощ ности на д солонцового горизонта (А Е ); 2. П о сод ерж а нию поглощ енного на трия всолонцовом горизонте; 3. П о степени осолод енения; 4. П о струк туревсолонцовом горизонте. П о мощ ности на д солонцового горизонта (А Е ) ра злича ю тслед ую щ иевид ы солонцов: 1. К орк овые(А Е д о 5 см); 2. М елк ие(А Е от5 д о 10 см); 3. Сред ние(А Е 10-18 см); 4. Глубок ие(А Е более18 см). П о сод ерж а нию поглощ енного на трия всолонцовом горизонтевыд еляю т: 1.М а лона триевые(остаточные) солонцы соченьнизк им сод ерж а нием на трия –10% отЕ К О ; 2. сред нена триевые–10-25%; 3. многона триевые–более25%; П о степени осолод ения выд еляю т: 1) сла боосолод елые; 2) осолод елые; 3) сильнотосолод елые. П о струк туревсолонцовом горизонтеВ Na: 1)столбча тые; 2)орехова тые; 3)призма тическ ие; 4)глыбистые. Зд есьж е, вид имо, целесообра зно ск а за тьи о солонцева тых почва х. Солонцева тыепочвы –это род ы почвра зных типов(Т олк овый слова рьпо почвовед ению , 1975). Н а личиепоглощ енного на трия вП П К обусла влива етморф ологическ ие, ф изическ иеи ф изик о-химическ иесвой ства , похож иена свойства солонцов, но эти свойства нед остига ю тк оличественного уровня, позволяю щ его отнести их к солонца м. П о степени со лонцева тости, согла сно И .Н . А нтипову –К а ра таеву, так иепочвы под ра зд еляю тся на сла бо,- сред не- и сильносолонцева тые(таблица 7.2.)

47

Т а блица 7.2. Группировк а почв по степени солонцева тости. Степеньсолонцева то сти Н есолонцева тые Сла босолонцева тые Сред несолонцева тые Сильносолонцева тые Солонцы

Н а трий в% отсуммы обменных основа ний Черноземовсолонцева К а ш тановых сотых почв лонцева тых почв 3 5 3-10 5-10 10-20 10-15 20-30 15-20 >30 >20

В природ ных условиях, в том числеи в Ц ЧО , ча сто встреча ю тся почвы сморф ологическ ими призна к а ми солонцовили солонцева тых почв, но с ма лым сод ерж а нием на трия в П П К . О к а за лось, что так ого род а солонцева тость мож етбыть обусловлена поглощ енным ма гнием, к оторый под обно на трию (но в меньш ей степени) увеличива ет гид роф ильность к оллоид ов, на руш а етсвязи меж д у мик роа грега тами, превра щ а етпочву в неустойчивую к щ елочному гид ролизу. Солонцева тыесвойства могутра звива ться так ж епри высок ом сод ерж а нии ра зличных гид роф ильных к оллоид ов (на пример, к оллоид ной к ремниевой к ислоты), обра зова ниек оторых обусловлено га льмиролизом (выветрива ниеминера лов под влиянием солевых ра створов). В озник а еттак на зыва ема я «ф изическ а я» солонцева тость. Генезиссолонцов, род овыеи вид овыеособенности опред еляю тнеобход имость и пути мелиора тивных мероприятий на них. Са мыми труд номелиоруемыми являю тся солонцы черноземной зоны, поск ольк у в составесолей ча сто присутствуетсод а , созд а ю щ а я сод овый тип за соления. Сод а ж епривод ити к созд а нию щ елочной реак ции почвенного ра створа . П остоянное присутствие сод ы усугубляет отрица тельные солонцовые свойства , привод я к высок ому уплотнению иллю виа льного горизонта, а след ова тельно и плохим вод но-ф изическ им свойства м. Легчепод д а ю тся мелиора ции полупустынныесолонцы, поск ольк у они ра звива ю тся на к а рбона тных пород а х, ча сто сод ерж а тк а рбона ты с поверхности, у них неглубок о за лега ю тгипсовыегоризонты. В след ствие этого они имею тменьш ееуплотнение, слитостьи мощ ность, чем солонцы д ругих зон. Солонцы к а ш тановой зоны за нима ю т промеж уточноеполож ение меж д у солонца ми черноземными и полупустынными. 7.5. М ет од ы мел и ораци и с ол он цов В сесущ ествую щ иек на стоящ ему времени метод ы и способы мелиора ции солонцовмож но условно ра зд елитьна три группы. 1) а гротехническ ие;

48

2) а гробиологическ ие; 3) химическ ие. К группеа гротехническ их метод ов относят: землева ние; термическ ий па р; мелиора тивную вспа ш к у сцелью са момелиора ции. В а гробиологическ ой мелиора ции использую тза сухо- и солеустойчивыед ревесные, к устарник овыепород ы, а так ж епосевы многолетних тра в. П ри химическ ой мелиора ции использую т: известк ова ние, к ислова ние, гипсова ние. В привед енной послед ова тельности д а д им к ратк ую ха ра к теристик у сущ ествую щ им метод а м мелиора ции. А грот ехн и ч ес ки е с п ос обы мел и ораци и . Землева ние. М етод пред лож ен Н .В . О рловск им д ля мелиора ции черноземных солонцов За па д ной Сибири. За тем мод иф ицирова н сотруд ник а ми И нститута с/х Ц ЧП им. Д ок уча ева . За к лю ча ется этотприем втом, что с ок руж а ю щ их плод ород ных черноземных почв снима ется небольш ой толщ ины слой и им прик рыва ю тсолонцовоепятно: многок ра тно тонк ими слоями по 1-1,5 см по способу Н .В . О рловск ого или од ин ра з, но слоем 1520 см по способу И нститута с/х Ц ЧП . В послед ую щ ем солонцовыепятна , прик рытиегумусовым горизонтом, обра ба тыва ю тся безотва льной вспа ш к ой. Т ермическ ий па р применяется в условиях к а ш тановой и бурой полупустынной зон с больш им к оличеством солнечной ра д иа ции и к онтра стными темпера тура ми д ня и ночи. В ывернутый вспа ш к ой на поверхность солонцовый горизонтпод д ействием солнца , перепа д а темпера тур и ветра , под верга ется д егид ра тации и к оа гуляции. П ри этом ф изическ иесвойства солонцового горизонта улучш а ю тся. М елиора тивна я вспа ш к а провод ится в случа еза лега ния в под солонцовом горизонтена небольш ой глубине(30-45 см) гипсовых и к а рбона тных горизонтов. В результатепла нтаж ной вспа ш к и происход итсмеш ива ниегипсового и солонцового горизонтов и на блю д а ется эф ф ектса момелиора ции в течение4-5 лет. П рименяя многоярусную вспа ш к у, меняю тместами солонцовый и гипсовый (к а рбона тный ) горизонты. Гумусовый горизонтпри этом обора чива ется, рыхлится, но он остается на поверхности. Д ля этих целей использую тспециа льныеплуги типа П Т –2-30 (плуг трехъярусный д вухсекционный сш ириной за хва та секции ра вной 30 см. Глубина па хоты –60 см.). П рием мелиора тивной вспа ш к и применяю тна солонца х и солонцева тых почва х к а ш тановой и бурой полупустынной зон в к омплексеса гротехническ ими мероприятиями по на к оплению вла ги, внесению уд обрений и т.д . А гроби ол оги ч ес ки ймет од мелиора ции солонцов пред усма трива ет к омплексное(меха ническ ое, биологическ оеи химическ ое) возд ействиена

49

свойства солонцов. П ри этом осущ ествляется глубок а я мелиора тивна я вспа ш к а , вла гона к опительныемероприятия, посев и поса д к а ф итомелиора нтов, применениеорга ническ их и минера льных уд обрений. Н а на ча льном этапеосвоения солонцов и солонцева тых почв возмож на поса д к а за сухо- и солеустой чивых д ревесно-к устарник овых пород : вяза перистоветвистого, лоха узк олистного, а к а ции белой, к ленов полевого и татарск ого, тама рик cов, смород ины золотистой, ж имолости татарск ой и д р., к оторыеза счет на земного спа д а и проник а ю щ их вглубь к орней улучш а ю тхимическ иеи ф изическ иесвойства и плод ород иеэтих почв, хотя са ми и нед а ю тхорош ей прод ук тивности. П ослевыполнения этой за д а чи их уд а ляю т, а на их место выса ж ива ю тлибо основныед ревесныена са ж д ения, либо прод олж а ю тмелиора цию путем посева мелиора тивных тра в. Д ля неорош а емых условий это ж итняк , волоснец сибирск ий, д онник , пырей промеж уточный или ползучий, горчица и д р., д ля орош а емых – лю церна , д онник и, к остер безостый, ж итняк беск орневищ ный и д р. Д ействиеф итомелиора ции резк о повыш а ется на ф онемелиора тивных вспа ш ек и применения уд обрений. Хи ми ч ес кая мел и ораци я. Т еоретическ ой основой химическ ой мелиора ции солонцов является вытеснениеиз П П К солонцового горизонта поглощ енных Na+, Mg++ и за мена их на Са ++. И звестк ова ние. П ри известк ова нии солонцовреак ция ид етпо схеме Na+ П П К - Na+ + Са СО 3 = П П К –Са ++ + Na2СО 3 И сход я из схемы реак ции, прод ук том вза имод ействия является сод а , что и меш а етш ирок ому применению этого мелиора нта и особенно оно неприменимо на сод овых солонца х. П ри применениеизвести происход ит сильноепод щ ела чива ниепочвы. К тому ж еизвесть труд нора створима в вод еи д ействуеточень мед ленно. О д на к о известь ш ирок о д оступный и д еш евый мелиора нт, к оторый мож но применятьна солонцева тых почва х и ма лона триевых солонца х. П рименениеизвести д а етэф ф ектв к омплексеа гроприемов, сред и к оторых неприменным является применениеорга ническ их и минера льных (ф изиологическ и к ислых) уд обрений, посев за сухо- и солеустойчивых бобовых и зла к овых тра в, вла гона к опление, глубок а я обра ботк а . И сслед ова ниями установлена высок а я эф ф ективность мелиора ции солонцовых почв обла сти местными к а льциевыми мелиора нтами: порош к овым мелом и д еф ека том са ха рных за вод ов, за па сы к оторых в обла сти зна чительны. П рименениеэтих мелиора нтовэф ф ективно на ф онебольш их д оз на воза (д о 40 т/га ). Ра счетд оз мела или д еф ека та провод ится по ф ормуле, применяемой д ля ра счета д оз гипса , с за меной лиш ь эк вива лента гипса (0,086) на эк вива лент Са СО 3 (0,05): Са СО 3 т/га = 0,05 (Na –0,05 E) + (Mg –0,3 E) . h . dv (I) , гд е

50

0,05 –1 ммольСаСО 3; Na+ - общ еесод ерж а ниеобменного на трия, ммоль/100 г почвы; Е –емк остьпоглощ ения почвы в мелиорируемом слое, ммоль/100 г почвы; Mg++ - сод ерж а ниеобменного ма гния, ммоль/100 г почвы; 0,05 и 0,3 –д опустимоесод ерж а ние, соответственно поглощ енного на трия и ма гния, невызыва ю щ иесолонцева тости; h - мощ ностьмелиоруемого слоя, см; dv - плотностьмелиоруемого горизонта, г/см3. Э ти ра счетныед озы известк овых мелиора нтов пересчитыва ю тна ф изическ ий вессучетом Са СО 3 в мелиора нтеи его вла ж ности по ф ормуле: Са СО 3 ф из. вес, т/га = Са СО 3*) . 100 . 100 , гд е П . (100 –В ) Са СО 3 –ф изическ ий весмелиора нта, т/га ; Са СО 3* - ра ссчитанный чистый вес (при 100 %-ном сод ерж а нии Са СО 3) по ф ормуле(1),т/га ; П –сод ерж а ниеСа СО 3 визвестковом ма териа ле, %. В –сод ерж а ниевла ги, %. К ислова ние– способ внесения сульф а тсод ерж а щ их соед инений с целью получения гипса в почвеи послед ую щ его его возд ействия на на трий П П К . Е сли применяю тсерную к ислоту (1- % еера створ), то реак ция протека етпо схеме Са СО 3 + Н 2SО 4 = Са SО 4 + Н 2СО 3 Na+ П П К - Na+ + Са SО 4 = П П К –Са ++ + Na2SО 4 У глекислота так ж евозд ействуетна к а рбона тк а льция, превра щ а я его в болеера створимый бик а рбона тк а льция, к оторый так ж емож етвытеснятьиз П П К на трий: Са СО 3 + Н 2СО з = Са (Н СО 3)2 Na+ П П К - Na+ Са (Н СО 3)2= П П К –Са ++ + 2NaН СО 3 Э тотприем эф ф ективен на к а рбона тных и сод овых солонца х. О бра зова вш иеся бик а рбона ты к а льция и на трия могутв первоевремя под щ ела чива тьпочвенный ра створ. Сред и перечисленных метод ов мелиора ции на иболеед ейственным является метод гипсова ния солонцов. О н основа н на вытеснении поглощ енного на трия из П П К гипсом по схеме: Na+ П П К - Na++ Са SО 4 = П П К –Са ++ + Na2SО 4 И з реак ции след ует, что д ля на иболееполного еепротека ния слева на пра во необход имо уд а лять обра зую щ ийся легк ора створимый сернок ислый на трий, что и д остига ется либо орош ением, либо д ополнительным на к оплением вла ги снегоза д ерж а нием в бога рных условиях. П ри соблю д е-

51

нии этого условия мелиора тивный эф ф ектмож етбытьд остигнуточень быстро –всего за 2-3 год а . Э тотприем впервыебыл применен В .С. Богд а ном в 1900 год у на В а луйск ой опытной станции, за тем Гильга рд ом в СШ А . Н о применяемые д озы гипса были нед остаточными, поск ольк у ра ссчитыва лисьд ля нейтра лиза ции сод ы. В послед ую щ ем К .К . Гед ройц обоснова л ра счетд озы гипса , исход я из сод ерж а ния поглощ енного на трия. В на стоящ еевремя д озу гипса д ля многона триевых (типичных) солонцов нейтра льного за соления ра ссчитыва ю тпо след ую щ ей ф ормуле: Д оза Са SО 4 . 2Н 2О , т/га = 0,086 (Na –0,05 . Е ) . h . dv (I) гд е: 0,086 –1 ммольСа SО 4. 2Н 2О ; Na+ - общ еесод ерж а ниеобменного на трия, ммоль/100 г почвы; Е –емк остьпоглощ ения почвы в мелиорируемом слое, ммоль/100 г почвы; 0,05 – д опустимоесод ерж а ниепоглощ енного на трия послегипсова ния (5%отемк ости поглощ ения) h - мощ ностьмелиоруемого слоя, см; dv - плотностьмелиоруемого горизонта, г/см3. В случа ена личия ма гниевой солонцева тости, т.е. на личия в П П К поглощ енного ма гния в к оличества х более25-30 % отсуммы обменных к а тионови при на личии поглощ енного на трия свыш е10 % в пред ыд ущ ую ф ормулу вносятсоответствую щ иеизменения и она приобретаетслед ую щ ий вид : Д оза Са SО 4 . 2Н 2О , т/га = 0,086 (Na –0,05 . Е ) + (Mg –0,3 . Е ) . h . dv (II ), гд е: Mg++ - сод ерж а ниеобменного ма гния, ммоль/100 г почвы; 0,3 – д опустимоесод ерж а ниеобменного ма гния, невызыва ю щ ее солонцева тость. О стальныеинд ексы теж е, что и вура внение1. Д ля многона триевых (типичных) солонцовсод ового за соления д озу гипса ра ссчитыва ю тсучетом на личия сод ы ввод ной вытяж к е: Д оза Са SО 4 . 2Н 2О , т/га = 0,086 (Na –0,05 . Е ) + (S –M) . h . dv (I) Гд е: S-сод ерж а ниесуммы СО 3--+Н СО 3-, ммоль/100 г почвы (по результатам вод ной вытяж к и); М – сод ерж а ниесуммы Са +++М g++, ммоль/100 г почвы (по результатам вод ной вытяж к и); О стальныеинд ексы теж е, что и вура внении 1. П ри гипсова нии след уетисход итьиз к омплексности почв. Е сли солонцовыепочвы составляю тменее30% общ ей площ а д и, то гипс вносят тольк о на солонцовыепятна , а если более30%, д а ещ еи ок руж ены солонцева тыми почва ми, то гипсую твсеполе, но ра зными д оза ми. Т ехнология внесения гипса опред еляется вид овыми особенностями солонцов: в случа ек орк овых и мелк их солонцов всю ра счетную д озу гипса вносятод новременно послевспа ш к и и за д елыва ю тк ультива тором, на сред не- и глубок о столбча тых солонца х сглубиной солонцового горизонта

52

10-20 см – в 2 приема : ча сть (1/4 – 1/2) – под плуг и ча сть (3/4 –1/2) послевспа ш к и под к ультива тор. Н а глубок о солонцовых (>20 см) почва х всю норму гипса вносятперед вспа ш к ой и за д елыва ю тплугом с пред плуж ник ом. Э ф ф ективность гипсова ния за виситотстепени его перемеш ива ния с почвой, оттонины помола гипса , на личия вла гоза ряд к овых или вегетационных поливов при од новременном применении орга ническ их и сид ера льных уд обрений. П ослед ействиегипса сохра няется д олго, улучш а я при этом состав поглощ енных основа ний за счетионов Са ++, вод но-ф изическ иесвой ства и вцелом плод ород иеих. 7.6. Лаборат орн ая работ а п ооп ред ел ен и ю д озги п с а д л я мел и ораци и с ол он цов и с ол он цев ат ы хп оч в . П реж д ечем реш а ть вопрос о необход имости химическ ой мелиора ции солонцов , ра счета д оз гипса или д ругих мелиора нтов (ф осф огипс, глиногипс) провод ят опред еление сод ерж а ния поглощ енного на трия в почвепо метод у И .Н . А нтипова –К а ра таева и Л.Я . М а ма евой, а так ж еопред еляю темк ость поглощ ения тем ж еметод ом с пред ва рительной обра ботк ой по метод у К .К . Гед ройца . П ринцип метод а опред еления поглощ енного на трия по метод у И .Н . А нтипова –К а ра таева и Л.Я . М а ма евой: 1. Н а веск у почвы обра ба тыва ю топред еленным к оличеством титрова нного ра створа гипса , к а льций к оторого вытесняетNa+ из П П К вра створ. 2. Н еизра сход ова нный на вытеснениена трия к а льций гипса оса ж д а ю тизвестным объемом титрова нного ра створа щ елочной смеси (2Na2CO3 + NaOH), а избыток ееоттитровыва ю тк ислотой. 3. П о ра зности меж д у взятым объемом щ елочной смеси и к оличеством к ислоты, пош ед ш ей на титрова ниеееизбытк а , устана влива ю т к оличество щ елочной смеси, эк вива лентное к оличеству оса ж д енного к а льция гипса , неизра сход ова нного на вытеснение поглощ енного на трия. 4. К оличество на трия эк вива лентно пош ед ш ему на его вытеснение к а льцию и опред еляется по ра зности меж д у сод ерж а нием к а льция в исход ном ра створегипса и в ра створепослеустановления ра вновесия спочвой. Ра счетвед утпо ф ормуле: Na+ = (a-b) . K . н . 100, С Na+ - к оличество на трия, ммоль/100 г почвы; а - к оличество ра створа 0,1 н Н С1, пош ед ш его на титрова ниеиспытуемого ра створа (послевза имод ействия спочвой);

53

б - к оличество ра створа 0,1 н Н С1, пош ед ш его на титрова ниеисход ного ра створа гипса , мл; К –попра вк а к титру соляной к ислоты; н –норма льностьсоляной к ислоты; 100 –к оэф ф ициентд ля перевод а на 100 г почвы. С – на веск а почвы, соответствую щ а я к оличеству вытяж к и, взятой д ля титрова ния (т.е. с учетом ра зба вления первона ча льной вытяж к и в 4 ра за ). Х од а на лиза привод ится всоответствую щ их рук овод ства х. Д ля ра счета степени солонцева тости, а в послед ую щ ем и норм гипса необход имо опред елениеемк ости поглощ ения солонцов и солонцева тых почв. П ринцип метод а . М етод основа н на на сыщ ении П П К почвы на трием с послед ую щ им вытеснением его к а льцием и опред елением вытесненного на трия. П ри на сыщ ении П П К на трием использую тметод Гед ройца с применением 1 н ра створа хлорид а на трия. П ослед ую щ еевытеснениена трия из П П К провод яттем ж евыш епривед енным метод ом И .Н . А нтипова –К а ра таева и Л.Я . М а ма евой. В ытесненный на трий в полученном ра створе, соответствую щ ий емк ости поглощ ения почвы (Е ) опред еляю тна пла менном ф отометреили объемным метод ом и в этом случа ера счетвед ется по выш епривед енной ф ормуле. Н а основа нии полученных д а нных преж д евсего след уетустановить степень солонцева тости почв, под к оторой понима ю тк оличество поглощ енного на трия, выра ж енного в процентах к емк ости поглощ ения почвы. Э та величина опред еляется по ф ормуле: Х = Na . 100, гд е Е Х –степеньсолонцева тости, %; - Na+ - к оличество поглощ енного на трия, ммоль/100 г почвы; Е –емк остьпоглощ ения, ммоль/100 г почвы; И спользуя группировк у почв (таблица 7.2.), опред еляю т степень солонцева тости изуча емой почвы. В послед ую щ ем провод ят ра счет норм гипса по уж е известной ф ормуле: Д оза Са SО 4 . 2Н 2О , т/га = 0,086 (Na –0,05 . Е ) . h . dv О бозна чения привед ены выш е. В к а чествепримера привед ем ра счетнорм гипса д ля мелиора ции солонца черноземно-лугового к орк ового (31%) сред несуглинистого, на ход ящ егося в к омплексе с черноземно-луговыми почва ми (В оронеж ск а я обл.). 1. М ощ ностьсолонцового горизонта 4-14 см, но мелиорирова тьслед ует на глубину па хотного слоя, т.е. 20 см, след ова тельно мощ ность мелиорируемого слоя h = 20 см. 2. П лотностьсолонцового горизонта 1,39 г/см3; 3. Д ля а на лиза взята на веск а почвы, ра вна я 10 г, пропущ енна я

54

через сито сд иа метром 0,25 мм. 4. Н а веск а почвы (10г) за лита титрова нным ра створом гипса вобъеме 200мл д ля вытеснения из П П К натрия. 5. И з отф ильтрова нного ра створа берут100 мл вытяж к и и оса ж д а ю теев горячем состоянии 70 мл щ елочной смеси. П ослеоса ж д ения и выпа д ения в оса д ок Са СО 3 и М g(О Н )2 ра створ д овод ятд о метк и вмерной к олбена 200 мл, ф ильтрую ти из ф ильтра та берут100 мл прозра чного ра створа и оттитровыва ю тего 0,1 н ра створом Н С1 по метиловому ора нж евому д о переход а ок ра ск и отж елтой д о сла бо-розовой. 6. И так , на титрова ниеизбытк а щ елочной смеси пош ло, д опустим , 20,5 мл 0,1 н Н С1. 7. Н а титрова ниеисход ного ра створа гипса пош ло 18,4 мл 0,1 н Н С1. 8. О пред еляю тсод ерж а ниепоглощ енного на трия в солонцовом горизонте: + Na ммоль= (а -б) . К . н . 100 = (20,5 –18,4) . 1 . 0,1 . 100 = 2,1 . 10 = С 2,5 2,5 = 8,4 ммоль/100 г. 9. Н а титрова ниеизбытк а щ елочной смеси при опред елении емк ости поглощ ения пош ло 24,2 мл 0,1 н Н С1. 10.Ра ссчитыва ю темк остьпоглощ ения Е , мг –эк в. = (24,2 –18,4) . 1 . 0,1 . 100 = 5,8 . 10 = 23,2 ммоль/100 г почвы 2,5 2,5 11.О пред еляю тстепеньсолонцева тости почв(Х , %) Х = 8,4 . 100 = 36,2 % 23,2 12.Ра ссчитыва ю тнорму гипса д ля мелиора ции солонца черноземнолугового к орк ового в соответствии с сущ ествую щ ей к омплексностью : Са SО 4 . 2Н 2О , т/га = 0,086 (Na – 0,05 . Е ) . h . dv = 0,086 . (8,4 – 0,05 . 23,2) . 20 . 1,39 = 0,086 . 7,24 . 20 . 1,39 = 17,3 т/га . Гипс вносятна всю площ а д ь, т.к . площ а д ь солонцовых пятен составляет31% отобщ ей площ а д и. П оряд ок в ы п ол н ен и я работ ы . Д ля опред еления д оз гипса к а ж д ый студ ентд олж ен опред елитьвсе необход имыед ля этого пок а за тели, т.е. опред елить поглощ енный на трий, емк остьпоглощ ения, ра ссчитатьстепеньсолонцева тости, иметьд а нныепо плотности, мощ ности пред пола га емого слоя д ля гипсова ния. У читыва я, что эта ра бота студ ентами выполняется од новременно на IV к урсепри провед ении химическ ого а на лиза почв и, имея в вид у огра ниченность времени, отпущ енного на пра к тическ иеза нятия по мелиора ции почв, целесообра зно использова тьлибо полученныеими д а нныена IV к урсе, либо эту ра боту строитьна литера турных д а нных.

2,5

55

В 1. 2. 3. 4. 5.

лю бом случа е ра бота выполняется по след ую щ ей схеме: П очвенный пок рови его к омплексность; М ощ ностьмелиорируемого слоя, см; П лотностьсолонцового горизонта, г/см3; Н а веск а почвы, вза тая на а на лиз; К ол – во мл 0,1 н Н С1, пош ед ш еена титрова ниеизбытк а щ елочной смеси: - И спытуемого ра створа на опред елениеобменного на трия; - И сход ного ра створа гипса ; - Н а опред елениеемк ости поглощ ения. Н а основа нии имею щ ихся д а нных необход имо: 6.О пред елитьсод ерж а ниепоглощ енного на трия в солонцовом горизонте, ммоль/100г почвы. 7.О пред елитьемк остьпоглощ ения (Е , ммоль/100 г почвы). 8.Ра ссчитатьстепеньсолонцева тости, %. 9.Ра ссчитатьнорму гипса д ля провед ения мелиора ции в соответствии с к омплексностью . П римеча ние: при использова нии известк овых мелиора нтов использую т соответствую щ ие ф ормулы ра счета, привед енныевыш е. Кон т рол ьн ы е в оп рос ы п озад ан и ю 1. К а к иепочвы на зыва ю тсолонца ми? П очему их относятк почва м за соленного ряд а ? 2. И з к а к их почвенных горизонтовсостоитпроф ильсолонцов? 3. К а к иенебла гоприятныесвойства почввызыва етна трий, вход я в ППК. 4. К а к ую площ а д ь солонцы за нима ю тв мире, стра на х СН Г, Ц ЧО , В оронеж ск ой обла сти? 5. В чем особенности к ла ссиф ик а ции солонцов? 6. П ривед итегруппировк у почвпо степени солонцева тости. 7. Чем обусловлена «ф изическ а я» солонцева тость? 8. П еречислитеметод ы мелиора ции солонцов и д а йтеих к ра тк ую ха ра к теристик у. 9. П ривед итепринцип метод а опред еления поглощ енного на трия. 10. П ривед итеф ормулу д ля ра счета д оз гипса , объяснитевсевход ящ иевнеепа ра метры. 11.К а к ра ссчитыва етсяд оза гипса при ра зличной к омплексности?

56

Литер атур а О сновна я В оробьева Л.А . Х имическ ий а на лиз почв. / Л.А .В оробьева М .: И зд -во М ГУ , 1998.- 272 с. Е рхов Н .С., М елиора ция земель / Н .С. Е рхов, Н .И . И льин,В .С. М исенев. - М .: А гропромизд а т,1991. - 319 с. За йд ельма н Ф .Р. М елиора ция почв / Ф .Р.За йд ельма н. - М .: И зд -во М ГУ , 1996. - 384 с. К ла ссиф ик а ция и д иа гностик а почв СССР. - М .: К олос , 1977.. -224 с О мелиора ции земель. Ф ед ера льный за к он / Российск а я га зета, 1996 № 10 от18.01.96. О рлов Д .С. Х имия почв / Д .С. О рлов. - М .: И зд -во М ГУ , 1992.- 400 с. Д ополнительна я К а ш танов А .Н . Э к ологиза ция сельск ого хозяйства / А .Н .К а ш танов // А гроэк ологическ ие принципы землед елия. - М .: 1993, - С. 3-11. К руж илин И .П . В лияниеорош ения на почвы и ла нд ш а ф ты степей/ И .П .К руж илин,А .С.М орозова // П очвовед ение. – 1993. № 11 –С. 59-64. Ла нд ш а ф тноеземледелие/ П од ред . а к а д . РА СХ Н А .Н . К а ш танова , А .П . Щ ерба к ова : В 2-х ч. К урск , 1993. - Ч.1 - 100 с. М а слов Б.С., Спра вочник по мелиора ции / Б.С М а слов., И .В М ина ев., К .В . Губер. - М .: Роса гропромизд а т, 1989. - 384 с. М як ина Н .Б., М етод ическ оепособиед ля чтения результатов химическ их а на лизов почв / Н .Б. М як ина , Е .В А ринуш к ина . -М .: И зд во М ГУ , 1979. - 63 с. Ра стениевод ство / П од ред . В .А .Ф ед отова .-В оронеж : В ГА У , 1993. -140с.. Сима к ова Е .С. П очвенныересурсы Российск ой Ф ед ера ции / Е .С. Сима к ова , В .Д . Т онк оногов,Л.Л. Ш иш ов// П очвовед ение. –1996 .- № 1 - С. 77-88. Т иповые рекоменд а ции по мелиора ции солонцовых почв.М .: К олос, 1977. - 33 с. У ниф ицирова нныеметод ы а на лиза вод / П од ред . Ю .Ю . Лурье. -М .: Х имия, 1973. - 367 с.

57

А втор БеляевА на толий Борисович. М моль

Ред а к тор О .А .Т ихомирова ммоль ммольммоль ++ ++ ++