Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАБУХАНИЯ ПОЧВЫ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СОЛОНЦЕВАТОСТИ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАБУХАНИЯ ПОЧВЫ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СОЛОНЦЕВАТОСТИ"

шт

ВСЁСОШНАЯ орда» ШИНА. И ОРДЕНА . ПУДОВОГО КРАСНОГО ЭНАЫЕШ . АКАДЕМИЯ СЕЛЫЖИШЙСТаВННЫХ НАУК ИМЕНИ В.И.ЛЕНИНА

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЧВЕННЫЙ ИНСШУТ *.______________________________ /

' Н» прлавх рукописи г ' . УДК 6Э1.445.53:6Э1.431.6:в31;432.3

" ГРАЧЕВ аДАДИк№ АНАТОЛЬЕВИЧ - ¡'

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ «ШЛШДОННЫХ ПОКАЗАТЕЯЕЙИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАБУХАНИЯ почвыдвя ДИАГНОСТИКИ СОДОНЩ8АТОСТИ

Спвцнмьиост* 06.01.03 - петюоввдвние

диссертация на соисквкйв ученоЯ степени кандидат« сельскохозяйственных наук

ж:

Носим 1969

• ' i ■ . ■.«aw« «kkxihwib -в лаборатория ям8мс» w »ajnwfwww

., . !. солонцов Почвенного институте мм. В.8.Докучаева .

. Научный руководитель - каадидат сельскохозяйственных неук -'■"■:.■ г. . ( ¿.А.КорнОлюн | '

; * , . - кандидат биологических наук

... . . ; . И.Й,Любимов«

ОСфщиальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных неук

Б.П.Градусов кандидат сельскохозяйственных наук . Н.А.Гончарова s ,

- > ' Ведущая организация: Московский Государственный Университет ' ' ; им. И. В.Ломоносова | Факультет почвоведения

Зе^те состоится в/^чвоов

на заседании специализированного СоветаК; 020:25,01; в* Почвенной институте им. В.В.Докучаева поадресу:; IP9QL7,. Моокм», Пыжевский ■ :■.; пер., д.7 " ;

, С диссертацией можно-оэнатомить« я в библиотеке Института

■ Автореферат разослан ■ *_„„„_ „1969 г.

: . . ^ Отзывы на автореферат- »' двух-экземплярах., заверенные ; - печатью, просим направлять пот afl©eqy,:.- Ucxuteet. 109Я17,: Пьиеаский ■ .. пер. , д-7, Почвенный институт-км Ученому сехретвро

.'■■■. специализированного Совете-1

■..'■■ Ученый секретарь. ■ - - . " ■ - ^

С пецив лиэ иро&еивдте** Совета*. М, С. Симакова

■ доктр- '. согрс^чбвиток - " . :

Духуаг^кдс^ь nevn^ Согласно ропешям ХХУП съезда КПСС мелиоративное освоение новых вемаяь (а т.ч. солонцов) будет продолжено. В то же время известно, что часть мелиорированных солонцов« земель со временем теряет продуктивность. Причины этого могут-быть различай, в том числе вторичные засоление и осолонцевание. Увеличение площади орошаемых земель также часто сопровождается ростом плошадеИ засоленных к солонцеватых.почв. В целом засоление и солояцеватость часто сопутствуют друг другу ада при освоекаи целинных земель , так и при эксплуатации старопахотных. Шесте с тем диагностика солонцеватости почвы по содержанию обменного натрия имеет тот важный недостаток, что не позволяет различать солояцеватость и засоленность. Диагностика солояцаватости по морфологическим признакам, которая хорошо работает при обследовании целинных почв, становится менее надежной на пахотных, так как обработка уничтожает значительную чаоть морфологических признаков солонцеватоста. Таким образом, в настоящее время необходим метод диагностики.солонцеаатости, который бы дополнял диагностику- по обменному ватрго я позволяя надежно различать солонцовые и засоленные горизонты.

Цель и задачи всследавдтя. Целью вашего исследования было изучать связь содонцеватостя в показателями набухания почвы я ва-делать te иэ них, которые наяболее теояо связаны о солонпеватоо- ■ ты> я ногу« бить использованы для «в диагностики. Базовым* краге-(вяка солонцеватоотн служив; содержание обменного натрия и коаф-фитент гадр&вхачесаой проводтаосгя, Учитывали тепы иорфологиче-cae првекаяд сс *онцеватооти. Валя намечены следуют« задача: „.'

I* .Вровести сопряженные измерения сохагателеЗ набухшая я Традиционных критериев в образцах почв солонцовых комплексов я' ваб-ратьканболее информативный показатель степени солоктовлтостя,, 2, Оценить чувствительность выфранродоюдеамелеЗ к изменён*»»

солонцеватости на основе изучения нх изменения под действием растворов мелиоранта.

- 3. Раскрыть природу взаимосвязи выбранных показателей с салов-цеватость».

4. Получить в модельных условиях весь диапазон измен&гш! выбранных показателей в зависимости от язмеаения солокпеватоста. который наблидался в совокупности породных образцов,

{Ь^учир^ новизна работы. Впервые описало явление задержке набухания в процессе кинетике набухания. Явление заклтаетед в том, что скорость набухания образца нарушенного сложения солонцевато* почвы, максимальная в начал»» к середине набухания резко снижается. э&тем «нова возрастает. В результате на кривых кинетики набу-хаяжя образуются перегибы - "стуивньк»". Сонеаво разнообразие видов задержек вабухааия в образцах почв солонцовых жомохексов чер- ' воаамйой и каштановой зон, даны превма их измерения. Показало, что зависимость продолжительности эадерчсл яабухакхя от содерка-ния обменного натрия (физико-химической сожкшеватости) ■ заооде-нжя обратив зависимости от этих факторов водопроницаемости. Это позволяет сделать вывод о тесной связи задержки набухания с кол-«оядяо-химической солонцеватостью. Показано, что причина задержки набухания - в переупаковке почвенной массы образца о образованием более плотной структуры. Предложено диагностировать солонце-ватость (колломто-хймическу») по продолжительности задерет набухания, Яэ других показателей набухания для диагностики солошда-ьатости могут быть использованы: константа скорости втлтывашя вода и относительное набухание за 0,5 чеса.

аэсдзрвмнд положения. I, Образцам солонцеватой почвы свойственна особая (скеш*3пческая) кинетика набухания, и» параметров которой наиболее тес во «вязан» о солонцеватоотьп задергал вабухания и скорость набухания. . " •

2. Обнаруженное в исследовании явление задержки набухания свой-' ствеяно образцам, обладашдм ^иэмко-химической к коллоидно-хими-ч'еской солонцеватостьп, я может быть использовано дяя диагностики коллоидво-хими ческой солонцеватости.

3. Задержканабухания отражает переупаковку почвенной массы в процессе набухания. ■

Ппдктш^мгазт пдннооть ^ау^Т^0"- Разработан способ диагностика степени солонцеватости по кинетике вабухашм образцов почв. Предложенный способ диагностики имеет преимущество яо сравнению со : способом по.обменному натрии, так как позволяет различать солонце-ватостъ и .засоленность.'Способ применим для диагностики солонцеватости в образцах почв суглинисто-гдинистого механического состава, развитых на лессовидных суглинках.

Апуги^ят^ шботы. Материалы работы баш доложены я обсуждены на заседаниях Лаборатории генезиоа и мелиорации солонцой Почвенного института им. В.В.Докучаева, на Всесоюзном координационном совещания. "Новые методы исследования солонцовых почв" Харьков, 13 - 15 октября 1961 г , ва Л делегатском съезде ВОН Тбилиси, , 16 - 21 сентября 1Э91 г , на международном симпозиуме "Солокцк, . проблемы, свойства, использование'* СВРО, Озиек, 15-20 ишя . 1989 г , .ва Ученом Совете Потаенного института им. В.В.Докучаева.

Пубд^иятгя. По теме диссертации опубликовано ? работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, иеотя глав, ва-ключения, .выводов, рекомендаций производству, опиояа литвратуры и приложения. Содержит 167 страниц машинописного текота; включая 15 таблиц а 15 р:сунк6в; в приложении даны описания разрезов, 8;. таблиц, описание принципов рассвета ионных равновесий,, - всего' > 26 страниц. Список литературы ввлвчает 110 наименований на 'русское и 31 на иностранных языках,

; Работа осуществлялась под руководством канд. с.-х. наук 3<А,Ко-

рийлша, к которому автор испытывает чувство глубокой признательности. Автор благодарен также зав» лабораторией И,Н.Любимовой за помощь и лолдеркку в завершении работы, а также В.А.Павлову* й. В,Косоножкикой и другим сотрудникам лаборатории за оказанную помощь при проведении совместных экспедиционных я лабораторных исследований.

Глава-I. СОЛОШОШАТОЛЪ И ЗНАЧЕНИЕ PfUt W4 Донных ЛШы'тЕЛёЙ . ДЛЯ ЕЕ ДИАГНОСТИКИ .

Анализ литературных мате|«алов показал, что содержание понятия "солоицеватость" в процессе изучения солонцов и солонцеватых почв существенно трансформировалось. Первоначально сслонец как подтип засаленной почвы бил определен, исходя иэ морфологических признаков почвы (ВасошшЯ, 1903). Основными критериями бшга; наличие ашвиальяо-шишЕиального профиля, столбчатий {йолояцовый) горизонт (Гдикха, 1908). Терлш "солоицеватость" применяли для характеристик зональных почв при нахождении признаков,, сблвжаипих вх с солонцами (Глинка, 1908). . _ ;

Следующий этап развития понятия солонцеватости связан о работами К.К.Гедройца, которкй обнаружил (1912), что только в солонцовых горизонтах присутствуют значительные количества водяолептизи-руемого ила. Содержание его зависело от вида насыщавшего иона и значительно возрастало при насыщении почвн обменным Na (Гедройц, 1914). Затем в модельных опытах (Гедройц, 1915) он изучил действие растворов солей на глинистые суспензии и показал, что граница между солонцами и солончаками обусловлена коагули рушим действием солей. Гедройц (1925) предложил назвать те свойства, р,ото рыв появляются, в почве вследствие присутствия в ее поглоаашем комплексе натрия, солоицеватость» и указал три основные фактора солонцеватости:, а)величина поглощающего комплекса, d) долевое участие в нем

обменкого натрия, в) концентрация солей в почвенном растворе (засоление) .

Таким образом старому термину было придано новое содержание я в течение длительного времени при диагностике использовали параллельно два подхода - по морфологии и тто обменному Ыа, Аитипоб-Каратаев (1930, 1935) нашел, что из ряда свойств почвы водопроницаемость наиболее чутко реагирует на изменение состояния почвенного ила nos действием обменного tfa и использовал ее для определения градация схем ни солонцеватости по содержа кию обменного Va. В дальнейшем оценка солонцеватости по обменному tía становится основным способом, а определение водопроницаемости используется лишь в специальных работах. Однако первый способ имеет тот недостаток, что ве позволяет различать солонцеватые и засоленные горизонты.

Постепенно накапливаются сведения о том, что в почвенных горизонтах морфологическая солонцеватоегь не обязательно сопровождается наличием обменного На в ПИК. Так, если в*2953 г Антиаов-Кара-таев лишь в примечании указывает на возможность остаточной солонцеватости, то в 1075 т Пак в.обзорной работе отмечал, что солонца с малым содержанием обменного натрия в солонцовом горизонте широко распростра&еДО* В целом было показано, что многие признаки морфологической» фшческой солонцеватости могут длительное время сохраняться ж>й*е ваг^Сйеиия обменного tl& из [¡ПК (палеогенность признаков). Таким огради, показатели водопроницаемости сохраняют свое значение для определения состояния почвенного ила.

Qtrlrít и др. (1955) > изучая изменение водопроницаемости, получили эмпирически" кривые зависимости состояния норового пространства от двух параметров - содержания обменного fía и засоления. Работы в этом направлении продолжаются и подбираются все новые уравнения для количественной оценки устойчивости почвы к действию' offí' меююго На и засоления (Casi« др., 1982). Эти уравнения удовлетво-

рительно соответствуют экспериментальным данным, однако их. параметры индивидуальвы для каждой почвы.

* На основании литературного обзора можно заключить) что:

1. Солонцеватость почвы - понятие, которое исходно выло определено очень широко, и, соответственно, солонцеватость диагностируют по большому количеству признаков, вместе о тем отмечено широкое распространение палеогенных признаков на каждом уровне изучения солонцов. Поэтому термин "солонцеватость*' следует применять лишь в сочетания о определением, показывающим уровень проявления признаков солонцеватооти: физико-химическая солонцеватость, коллокдно-хшш-ческая (коллоидная), физическая, морфологическая.

2. Задача диагностики солонцеватооти разделяется на две: а) диагностика солонцеватоета ва одном не уровней ее проявления и овре- . деление ее степени, б) определение взаимосвязи пршзваков солонце- * ватости ыа разных у роввях.

В данной работе за основу взята концепция Гедройца (1925), что наиболее специфичным для солонцеватооти является особое состояние почвенного ила, обусловленное обменным натрием, то есть коллоидно-химическая солонцеватость. Соответственно, в работе изучена взаимосвязь показателей, определягаих физико-химическую солонцеватость (обменный натрий , коллоидно-л ими че скую * ( набух аеиос ть...), и физическую (водопроницаемость ..,), с цель» выделения нового диагностического критерия солонцеватооти.

Глава II. ОБЪЕКТЫ И (ЛЕТОДЫ ■.

В овяэи с целью работы - выделение диагностически важных параметров солонцеватости - исследования вели на хорошо изученных объектах. Ьыли использованы образцы почв солонцового комплекса свет-ло-каотаяовой подзоны (пустывно-степкое Заволжье, Волгоградская ейяасть), групп» солонцов темчо-каштановой подзоны (.сухо-степное

Тургайское плато, Кустанайская область), почв солонцового комплекса подзоны обыкновенных черноземов {степь Западно-Сибирской низменности , Кустанайская область).

Солонцы светло-каштановой подзоны относились к средне- и мно- . гонатриевым, и в них засоленный горизонт располагался непосредственно под солонцовым. Морфологячеокке признаки солонцеватоста здесь находились в соответствии о признаками физической и фнэнко--химической солоицеватости. Каштановые почвы, солонцы н солоди занимали здесь типичные позиции в микро- и мезорельефе, - всего 6 разрезов.

Группа из шести разрезов в темно-каштановой подзоне характеризовала prut остаточных, мало- и многонатриевых солонцов, Морфологически 8ти солонцы были близки.

Почвы солонцового комплекса подзоны обыкновенных черноземов были представительны для данного региона; их отличали укороченный профиль, языковатость почвенных горизонтов. 'Солонцы относились к маогонатриевым, два солонца - нейтрального типа засоления и один -содового. 'Засоленные горизонты в первых двух почвах залегали непосредственно под солонцовым горизонтом, в содовом солонце выраженной аккумуляции солей в профиле не было. Всего изучено 5 разрезов. Материнской породой всех изученных почв служили лесоовкдные суглинки. .

Описание разрезов проведено в соответствии о Базовыми шкалами. (1982), индексация горизонтов морфонов - в соответствии о ра?со-; ■ меидашиши ФАО ДШСКО (Розанов, 1975),. Названия почв дани по Класт сификащш и диап >сткге почв СССР (1976)..... ¡.."." ■ ■ >if *

В работа использованы как традиционные методы изучения солоиго-

вых почв, так ■ модификации известят методов. Из химических

■ ^. свойств определяли: состав водкой вытяжки, содержание гумуса по' .

Тюрину, содержание COj карбонатов газовслшецяческим методой.

Для характеристики- физико-хнммческих свойств определяли состав обменных катионов по Л{>ефферу в модификации Молодцова и Игнатовой . Определяли также электропроводноеть и активность ионов (ионселек-тивними электродами на И*", "а+, Са++) в суспензии 1:2,5 (аочвагво- . да). Соотношение-1:2,5 взято согласно Агрохимическим методам.., (1&75), где оно рекомендовано для определения рй, Вабухакие определяли в приборе набухания грунтов (ЛНГ, прибор Васильева). Разработали следугаую модификацию измерений: почву растирали, пропускали через сито 0,25 Ш я уплотняли в кольце ПЫГ до стандартной пористости (52 -2 X). Почву считали набухоюй до равновесного состояния , когда скорость набухания спускалась до 0,02 мц/сутки* Важность набухшей почвы определяли весовым способом. Кинетику набухания регистрировали о помощью устройства, объединившего ИНГ и самописец метеорологического термографа М-16-А..Автоматизация эагш- . си позволила непосредственно получать графическое изображение кинетики набухания. Дня оценки выраженности найденных в эксперименте особенностей кинетики набухания я для характеристики скорости набухания разработаны правила измерения кривых (рис. I). Затем вычисляли: относительное набухание через 0,5 часа, ^ с/Н I время окончания задержки набухания, 7К ; продолжительность задержки на-бухани^ДГ.

При определении водопроницаемости за основу взята метод Каиара-ке (Методическое руководство..., 1959), Измерение фильтрация вели в трубках с почвой варуяениого сложения при постоянно» напоре воды. Затем рассчитывали коэффициент гидравлическое проводимости за период 5 -.6 час Результаты опытов обработали с примене-

нием методов математической статистики (Дмитриев, 1972). Выведены показатели воспроизводимости методик.

по ее графическому выражению (кривой набухения), ff- стрелками отмечено начало и конец задержки небухания.

Глава 121. взаимосвязь показашей набухания с физико-хиинчес-ш и волно-йшчесйш свойствами почвы, опробование показателей набухания в качестве дишюсяических кри1ежш солонцеватосхи Показатели, характеризующие равновесное с водой состояние почвы: вабухаемость, влажность набухания, пористость набухшей почвы, - определяются преимущественно механическим составом почвы. Коэффициент корреляции между содержанием ила в набухаемость« = Отражая перераспределение ила по пробили, набухаемость эакономер-но увеличивается при переходе от эливиальяшс горизонтов А2 к виальвш В2 солоннов и солодей, Вайухаемость нв позволяет разлч- . чать слитые я сслояцоене горизояты и маю пригодче дач диагностики солонцеватооти. ■ Показатели, характер»зуопае кинетику табухшся, прояигли боль-oty» чувствительность к физико-химическим ег.ей?т»ям. Tat, скорость ■ Ияйуяаяия, оцениваемая по Яеличпче fcg^/If« (?чла ^лтк^элинч р со-

донцовых горизонтах <-<52 %) и увеличивалась как к элювиальному надсолокцовому, так и к засоленному подсолонцовому горизонтам (>70 %). Ъыстри* набуханием отличались горизонты светло- к луго-вато-каштановой почв и солодей.

Кинетика набухания позволяла выявить не только количественные« но в качественные различая! на кривых набухания солонцовых горизонтов обнаружены перегибы, имешше вял ступенек (рис. I, 2)» '

Набухание,X

Набухание

3 Время,«

Рис,2, Кинетика набухания образцов горизонтов (подзона светло-каштановых почв) : I - А1' луговато-иаютановой почвы; 2 - А2 среднего солонца; 3 - А2гя лугово-степной солоди; 4 - среднего солонца; 5 - А2+ВИ коркового солонца; 6 - В2т,сп^о1 луговой солоди; 7 - Юса,cs.se коркового солонца.

Эти ступенька отрешит временное замедление, остановку, иногда усадку в процессе набухания - задержку кайулакия. Наиболее четко выраженная .'и продолжительная ступекька(ЛТдо 80 мин) свойственна кривьм набухания солонцовых горизонтов. На кривых набухания гуму- ■ со-аккумулнтивннх гор, А1 каштановых почв задержка набухания не выражена. Для засаленных подсодояцовых горизонтов, несмотря на высокое содержание обменного Ма, свойственно быстрое набухание и незначительная заде {вша набухания. ■ .

На примере солонцовых горизонтов солонцов подзоны темно-каштановых почв показана тесная связь задержки набухания о содержанием обменного натрия, - ®ф$еат наиболее выражен в многонатщевых соло юдх, снижается к малоаатряевым и почти исчезает а остаточных.

Низким скоростям набухания и продолжительном задержкам набухания сопутствуют и минимальные значения коэффициента гидравлической проводимости *» - 18 КГ3 см/чао),

В образцах почв солонцового комплекса подзоны обыкновенных черно зеиов отмечены те же закономерности* что к для каштановой зоны: отсутствие зффектоа на кривых иабухашя морфово» чернозема я задачи е их еа к^вшх некоторых морфояов солонцов. Выделено два ткпа распределения показателей кинетики найухания по проЛил»: а) в солонце нейтрального типа засоления низкие значения ^¡/Н н высокие дТ приурочена к иорфовам солонцового горизонта; лежащим между аезаводеатош а з&аолен&ют морфовами; в солонее содового'" заселения нивхке значения ^/й в высокие дТ свойственна всеи,;

* норфонам, начиная о солонцового я ниже, да материнской породи

' ■ ' 'Г

включительно, В гри зонтах с высоким рН (>9) отмечет) оеобеяво./;

продолытадьныв задержки набухания (103 - 784 мин). В селом показало, что ступенью! на кривых набухания встречаются а горизонтах о высоким содержанием обменного Ка, низком содераавием легкора^¥-ворпмьц солей и низкой водопроницаемостью. Этому эффекту благо-

приятетвуют высокие значения рН и низ ни в значения активности Са* Совокупность указанных факторов позволяет предположить, что задержка набухания связана с повышенное пепТйзируемосты) почвенного ила, то есть отражает коллоидно-химическую солонцеватость.

Переход от солонцовых морфонов к засоленным, при котором обменный fia, уже не сказывается на кинетике набухания, осуществляется в интервале I(45<"pWa<I,50 или при величинах злектропроводнорти 4-5 мСм/см. При более сильном засолении обрарца почв набухали быстро и характеризовались хорошей водопроницаемостью (подавление коллоидно-химической солонцеватостя при сохранении зико-химичео-кой). '

Глава 1У. ВЖИНИЕ РАСТВОРОВ МЕЛИОРАНТОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ НАЬУХАНИЯ

Действие мелиоранта изучили на образцах горизонтов почв свет-ло-каштаноЕоЯ подзоны, В качеотве мелиоранта использовали раствора ¡осФогипса и гипоа. При изучении показателей набухания в растворах мелиоранта последние приливали в чашкв ЕШГ вместо дистиллированной воды. В опытах приме¿Уйм насыщенные растворы фосфогипса (2,7 г/л CaSO^) и ran<5â (2,05 г/л CaS04). а также разбавленные растворы foc fra гипса.

Нзбухаемсоть почти всех образцов в растворах мелиорантов увеличилась. Особенно сильно (и значимо, с р = 0,95) увеличилась ва-букпо'дость солонцовых тори зонтов! на 3,9 - 5,8 %. Действие фос{о-iTiicn прнтда.аит к увеличения связи яабухаемости о содержанием фра- ■ глшк iuia (f 0,%) по сравнения о яабухакием в воде. - - ''

На я лорк образцов отмечается возрастание скорости кабухяяия (¡>суя и *11>с/10. особенно значительное в солонцовых горизонта*, гр' отси даглу образцами сглажимштся. Кривые кинетики

m<Vx.iHWt тягач стэлогятся сходны,«и друг О другом (рмо. 3), Насы-

растворах фосфогипса и гипса: А- гор.А2+ВЕ* коркового солонца; Б- гор.ВЗса,cs.se коркового солонца; В- Гор.А2 среднего солонца; Г- гор.В2(*среднего солонца; Д - гор.А1'луговато-каштановой почвы; Е- гор,А2ся луговой солоди; К- гйр.вгсп.т^ луговой солоди. Набухание: I - в воде; 2-4 в растворах фосфогипса с концентрацией Саго4: 2 - 0,67; 3 - 1,35; 4 - 2,70 г/л; 5 - в растворе гипса с концентрацией СаУО^ 2,03 г/л.

щенный раствор снимает э йект задержка набухания, свойственный со-лонцоъым. горизонтам. Кривые кинетики набухания последних приближаются по :рорме к кривым кинетики набухания образцов саетло-каштановой почвы. Использование разбавленных растворов позволяло проследить стадии приближения свойств образцов солонцовых горизонтов к свойствам образцов зональной почвы.

Из показателей набухания под действием мелиоранта наиболее рез-■ко изменялась продолжительность задержи набухания. Высокая чувствительность »$фекта задержки набухания я скорости набухания х действию. коагулянтов (растворы гипса, фосфогипеа) подтверждает предположение о тесной связи их с каДлошшо-хнмической солонцеватоо-тью я возможность использовать величины дТ и ^ д/К для ее диагностики.

Увеличение кабухаемости образцов солонцовых горизонтов в раот-1 ворах фосфогипса по сравнению о набуханием в воде можно объяснить Тем, что почва при набухании я дистиллированной воде не успевала доотичь равновесия, ' ■

* ► л '

''', Глава 7. ПРИРОДА. ЗАДЕРЖИ НАБУХАНИЯ ОБРАЗЦОВ СОЛОНЦОВЫХ .

•Д г гогезоптов ■

- Дяя большинства почв скорость набухания, максимальная в нача-' ле, убывает со временем в процессе вгатнваяня вол» (Автипов-Кара-;.*аев я др., 1935, Алешин я др», 1967). в укаваяных работах для описания кинбтега вабухания был предложен ряд уравнений, удовлет-, ворительно согласупцихся о ехоперименталышми даввши, Временное ' замедлена«, остановка набухания образцов солонцовых горизонтов не ^соответствуют »там уравнениям. ;*'.' .. ■'/'У

' Для объяснения причины задержки набухания ваш было предложено гипотезы! ' " .* ■

- I. Задержка набухания вызвана идами сцепления, липкости в об-

раэца почвы в процессе ее увлажнения. Лначале происходит быстрое набухание нижнего слоя образца. Затем силы сцепления начинают препятствовать набуханию, поскольку в кольце ИНГ набухание возможно лишь при яо^юрлации образца. После того, как давление набухания превысит силы внутреннего и анешнего трения в кольце ПНГ, набух а- * ние возобновляется.

2. Задержка набухания вызвана переупаковкой агрегатов почвы ■ • при возможном их разрушении. Сначала идет быстрое'набухание, затем при достижении определенной влаашости начинается переупаковка поч-* венкой массы с образованием более плотной структуры, которая ума- , ньшает или полностью прекращает ещшмый рост объема всего образка. Задержка набухания начинается с переупаковки почвенной массы в нижней части образца и прекращается, когда фронтальная зона переупаковки достигает его поверхнооти.

С целью проверка гипотез бшг поставлен опыт по одновременному .* определенно кинетики набухания и поглощения воды. Если верна первая гипотеза, то в образце должны создаваться внутренние напряжения, которые будут препятствовать не только набухания, во к поступлю-, вис воды в образец. Яа кривой поглощения воды в атом случав будут перегибы, соответствующие началу и концу задержки набухания, аналогично кривой набухания. Если верна вторая гипотеза, то переуда- ' ковка почвенной массы дсяхяа постепенно изменять скорость воглоае-пия воды о момента начала задероси набухания. По окончании переу- -паковки скорость поглощения воды будет продолжать снижаться, - то есть, кривая набухания не подобиа кривой вогдошеядя воды.

Опыт поставили ва образцах горизонтов среднего солонца и светло-каштановой почвы (Заволжье). Див одновременного определения ' кинетика набухания и поглощения вода использовали устройство Шга- '- ^ •нова и др. 1935 в мода£вкзшш Хитрова (1С88) . - '

После обработки данных получили кинетику набухания (Н ~) , ки-

нетику поглощения воды (№т), кинетику скорости набухания, ккяетику скорости поглощения веды , изменение отношения

скорости набухания к скорости поглощения водц (дНД , Наиболее типичные кривые приведены на рис. 4.

Доказано, что на кривых поглощения воды образцами солонцового горизонта ват лерегиоов, аналогичных тем, которые присутствуют на кривых набухания. При этом для морионов солонцового горизонта отмечена небольшая лрооадка в период задерган набухания - на 0,09 -0,88 ¡С. Показано, что ступенька на кривых набухания проявляется в тот период, когда средняя влажность почвы приходится аа диапазон пластичности, йаиже к верхнему пределу (^нашему пределу гекучас-тя}. Кривые поглощения воды близки по форме для всех горизонтов солонца и светло-каштановой почвы и аналогичны кривым набухания горизонтов последней, различаясь лишь по крутизне наклона.•

Задержка «абухатш находила свое выражение на_ кривых дН/ДТ^ и , которые 7 солонцового горизонта качественно отлича-

лись от аналогичных кривых горизонтов светло-каштановой почвы.

На кривых набухания подеолоицовых горд зонтов, для которых свойственно высокое содйргакие обменного На. но при большем, чем в солонцовом горизонте, засолении, также присутствуй ступеньки, ' во протяженность их значительно меньше. На кривых поглощения воды втлмя горизонтами аналогичных ступенек нет.

Таким образом показано« что из двух выдвинутых гипотез верна гипотеза, связывающая зффект задержки набухания с переупаковкой, Такая переупаковка возможна при нестабильности структуры почвон-аих пор в процессе поглощения воды, низкой водопрочноотк-агрегатов. Тая как обииЯ объем почвы при набухания возрастает, то зр- . фвет внутреннего уплстаения па изменении найухаемости образцов не проявляется, он сказывается лишь в кинетике набухания, когда возможет фронтальная зояа переупаковки, природа во.ишшовекяя ету-

8р«мя-,нин° xv Врепя, и*н

Рис.4. Кинетика параметров набухания и поглощения вода образца-* ми горизонтов: А,Б,В,Г- среднего, солонца; А'Б'.В'.Г'-светло-каштановой почвы; А и А' - набухания^ Б и Б*- поглощения воды,W; В и В1- скорости на бухания ,йН/их и скорости помещения воды/^т; Г и Г'.- доли воды, идущей на набухание ,&H/aW\ а - B2t' ; S- Юса.» Cica; г - AI;¿-В1Л ; t - Cica1. ;

Рис.5. Кинетика набухания почвы и состояние почвенной массы на каждом этапе набухания ( I- до..., II- во-врешт... и III .. - после задержки набухания),дТ - продолжительность задержки . набухания;лЬ - приражение объема, компенсированное переупаковкой (пунктиром обозначено гипотетическое набухание при исклоченном влиянии переупаковки).

пеньки на кривой набухания солонцового горизонта схематично показана ва рис. 5. Здесь у задержки набухания выделены дьа основных параметра; а) продолжительность (йт). 6} кокпенсироваяныЯ переупа-ковкоа объем (д Ь), Продолжительность заперта набухания определяется скорость» продвижения Фронта влаяяости, при которой происходит переупаковка, то есть связана со скорости» поглощение води. Связь задери® набухашя с тахгага ©пещфгческвш свойствами солов-цеватых горизонтов, как низкая водопрочность агрегатов и вязкая ; екорооть погладеяия воды, позволяет упюрядать» что вффевя задер-. яки набухания связан о колжядао-хямичвской соловщеватоотьв к ' может, использоваться ядя » даагвостижи. . • ...*" - .''' •* ■

Глава У1. ВЛШИБ ОШЕШОГО «а, АКПШКОСТИ ШМОНОВ, ЗАССШОЯ

на ШРАаШЮСТЬ запевом шшпаийя по результата модельного ■

опыта

Учитывая, что число Факторов, которые могут оказывать влияние на кинетику набухания, велико, был поставлен модельный опыт, В зтс» опыте в образце солонцового горизонта 32* подзона светдо--к&огаяовых почв задавали ряд градаций содержания обменного Ма'- -^На обм,^) и уровней засоления - двух основных факторов, опредедя-пцих коллоидно-химическую сслонцеватость. 'ото позволило вивакжт* их роль в появлении ш степени выраженности задержки »»бу-

хания.

. Методика. Обрезан почвы насыпали до требуемого соотношения ой-мента и Са, пропуская через него раствор солей с высоко* код-центраиией. Состав раствора определяли на основании вычислений, исходя из табличных данных о константе изотермы ионного обмена, нестойкости ионных пар, параметров уравнения Дебая-Хюккеля, затем приготавливали из селей СаБО^'2^,0, УаСб, Ориентировочно

задавали содержание № обм.: <5, 10, 15, 20, 40, 80 %. Градации, по засоление задавали так: а) в образце оставляли аасьивещй раствор, б) часть солей удаляли промывкой, в)' образец диалиэовали. Всего получено 17 модельных образцов.

Затем в образцах определяли: состав обменных катионов; влект— ■ ропроводность; рН, р^а, рСа в суспензии 1:2,5; рН и рАг'а в пасто 1:0,4 (вычисляли по н.б.Хитрову, 1932, дрН н ЛрУа); иабухаемост^: относительное набухание через 0,5 часа; продолжительность задержки набухания ДТ; показатели фильтрации (в том числе

Приведенная выше методика позволила о удовлетворительной точность» задать содержание На обм,: отклонение составило +0,1 -- +1,3 % там, где яасыщаипий раствор оставляли. При удаления солей происходила потеря части И/а обм.: 5 - 10 ;С.' Реакция среды ва-

рьпровала слабо (pHj,2 5 * - 8,6). Электропроводность варьировала в пределах 0,2 - 3,4 ;йСм/ск, что соответствует диапазону засоления от "нет засоления" до "сильное засоление".

Зелмчяна Q,5pCa-pfe, несмотря на сильное разбавление почвенного раствора (суспензия 1:2,5), тесно коррелировала с логарифмом содержания На. обм.(г « 0,99). С учете« того, что для природной совокупности образцов (глава III) С » 0,91, то критерий 0,5рСа-рУа (определения в 'суспензии) может быть рекомендован для оценки содержания Va обм. (для диагностики физико-химической солонце ватости) .

Показано, что при увеличения содержания Ив. обм» (при фиксированной величине засоления) водопроницаемость падала, а при росте ■ засоления (при фиксированном Ка обм.) водопроницаемость росла (рлс. б). При отсутствии засоления резкое падение отмечено, при содержании fe обм. 7 - 15 а при сильном засолении снижение Kg_g было более плавным в отмечалось при содержании Wa обм. 20 -- 40 %, Б целом измерение водопроницаемости модельных образцов хорошо согласуется с теоретическими представлениями, что коллоидно-химическая солонцеватость (оцениваемая в данном случае по коэффициенту гидравлической проводимости) гависит как минимум от двух параметров - содержания обменного На и концентрации электролита. Совпали даже количественные границы по К& обм. (Лнтипов-Каретаев 'ж др., 1935). ■

, Набутаемость слабо изменялась в зависимости от содержания обменного Na и лишь при его содержании 70 $ (в даализоваяном образке) резко возрастала. . - ' ■ г

• Скорость набухания обнаружила тесную связь С/-« 0,60)

е водопроницаемость!). Она понижалась с ростом содержания На обм. а повышалась с ростом засоления. Таким образом, критерий fig 5/Н можно использовать для-диагностики физической и кодлоидно-химичес-

Т

£С^пСн/Ьн } - г ' '• •

Рис.6. Взаимосвязь скорости фильтрации и здеитропроводности (ЕС) и содержания обменного Ла(А/а обмУмодельных образцов

I \ : I

1 . • :

г J

Рис.7. Взаимосвязь продолжительности задержки набухания СлТ) и электропроводности (ЕС) н содержания обменного №а (Цл. обм) модельных образцов. , Г

* * ■' -22- . 9

кой солонцеватоети. .

. Форма- кривых набухания модельных образцов, изменялась от полного сходства с кривыми набухания зональных почв (при низком содержания Ма обм. <7 %) до очень пологах кривых с протяженными ступеньками,, когда становится методически сложно-измерить продолжительность задержки набухания (при содержания 1/а обм, 70 £). Пока-' зано, что закономерность изменения ЛГ противоположна .закономерности изменения водопроницаемости (рис. 7). Величина дт растет с ростом содержания //а обм. (при фиксированном засолении) и снижается о ростом засоления (при фиксированном содержании На обм.) ,. Резкие рост дТ отмечали при изменении содержания Ма обм, от 15 до 28 % для незаселенных образцов я при Ца обм. >40 % для засоленных. Взаимосвязь дт и носят криволинейные характер (г * 0,в1 между ЛТ и 1/К^), По чувствительности к изменению содержания обменного Уа и засоления исследованные свойства располагаются а порядке возрастания: кабухаемооть, относительная скорость вабухания, за- ■ дерика вабухания, водопроницаемость. При атом эаде{яка вабухания как крвтерий коллоидно-химической солонаеватости имеет то преиму-щеотво, что наблюдается только в солонцеватых горизонтах.

• ••;' - выводы — у.... •

1. с цель» конкретизация понятия оолокцеватостн совокупноети :всах специфических свойств солонца или солонцеватой почвы , как объекта Изучения и диагностики, предлагается обязательно выделять группы свойств соответственно сферам применения методов физичес- ' кой химии, коллоидной химия и т.д. С этими группами овбйотв бу- ; дут связаны:'физико-химичеехая, коллоидно-химическая (коллоидная), физическая и. морфологическая солонцеватоеть. -

■ 2.' Показатели кинетики вабухания белее информативны по сравнению о показателями набухаеиости при диагностике солокцеватости

коллоидно-химической

3. Пда изучении кинетики набухания образцов нарушенного сложе- ' вия солонцовых и солонцеватых горизонтов обнаружено новое явление

- временное замедление (остановка, усадка) набухания о последующим его ускорением - задержка набухания, 11а кдевых набухания это ' явление имеет вид перегибов ("ступенек")*

4. Ярко вырешенная задержка набухания свойственна образцам оу~ глинисто-глинистого механического состава, имеших высокое содержание обменного натрия я низкое содержание легкорастворимых со- , лей* Этому явленно благоприятствуют также высокие значения рН.

6. Обнаруженный в исследовании »ффект задержки набухания отражает в нутре ншм» переупаковку почвы а процессе набухания, Эта переупаковка ведет х образованию более плотной структура в кошюасх- '■ рует видимый прирост объема почвы в процессе впитывания воды.,

6. Задержка набухания может служить для диагностики кслловдно- • -химической солонцеватостя. а ее продолжительность(дт) - дня оценки ее степени. Критерий д? имеет то преимущество, что свойственен только солонцеватым образца» ж обладает вироксй амплитудой ним»-., нений (О ). ¡- '

7. Относительное набухание за 0,5 часа' (/^ ^/Ю- показатель скорости набухания .связано с коиождво-химическсЛ еолонаеватостью ■ может быть использовано для ее диагностики.

ШШЕ11ДА1Ш ПРОИЗВОДСТВУ

Эффект задержки набухаыия может быть использовав; а) для дааг>" ностикя коллоидно-хи.ш ческой солонцеватостя ■ для определения ее степени при почвенно-мелиоротивншг обследовании; б) дяя подбора концентрации (дозы) ы&лиоранта гцш внесении его с поливной водой.

По материал диссертации опубликовав» следующие работы: 1. Грачев 3.А., Корнблш Э.А. Особенности и диагностическое зва-

чение кинетики набухания noue солонцовых комплексов и солодей пустынно-степного Заволжья. В сб. У1 съезд ВОН, Тбилиси, 1961, . с. 12. '

■ 2. Грачев В,А., Корнблш S.A. Кинетика набухания и набухаемость почв солонцовых комплексов и солодей Заволжья. Почвоведение, 1962, # I, с. 55 - 66, .

3. Корнбяим Э.А., Грачев Е.А. Способ определения концентрации ра. створа'химического мелиоранте солонцовых почв. Авторское свидетельство M 98Г893 от 16 августа 1962 г.

4. Корблш Э.А,, Грачев В.А, Использование особенностей набухания солонцов для определения наименьшеЛ высокоэффективной концентрации раствора химического мелиоранта. Почвоведение, 1984, £ I, с. 40 - 47.

б. Грачев З.А. Природа задержки набухания образцов солонцовых ' горизонтов. Научные труда Почвенного ин-та км. В.В.Докучаева, 1988, с. 95 - 104.

6. Любимова И.Н., Грачев В.А. Возможность использования особекно-, стей кинетики набухания для оценки эффективности мелиорации солонцов; Научные труды Почвенного ин-та им. S.В. Докучаева, 1908,

! «. 104 - но. -,

.',. *7," LubliMv» 1.Я., <Jrach»v V,A. EraluMion of effiol»noy of th« / ^»élonataio aoll amélioration by th» »Welling klnetio Yuxiation. v>l''J'Pro«.:ïot-. Ëjnnp. Solonet* Soll, Oeijek, YUeoel Juae 15 tt» SO,

- soi. •/•' '-:. "r-■ ".Л • <

»i. Л 4'' '¿V'Àr '".V. !„:---\'-.w i- > 1 * г ■ '

.,-■■■'■ . • . '■ ■■ „ ',■■,.

:.t -ï'ti'i .'Л - 39003 Подписано в печать 4.01.89г. _ Зсгае 1018

"I.■ . . Формат 60x84/16 Тираж 100

■ - Типография ВАСМШ .Москва, Б. Харитоньевский пер., 21