Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Кислые сульфатные почвы рисовых полей Вьетнама и способы их мелиорации

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Кислые сульфатные почвы рисовых полей Вьетнама и способы их мелиорации"

I 1 и V"

18 М1Р т

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

Фам Вьет Хоа

УДК 631.41 : 631.415 : 631.445.1

КИСЛЫЕ СУЛЬФАТНЫЕ ПОЧВЫ РИСОВЫХ ПОЛЕЙ ВЬЕТНАМА И СПОСОБЫ ИХ МЕЛИОРАЦИИ

Специальность 06.01.03 — агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1994

Работа выполнялась в Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научные" руководители — доктор сельскохозяйственных наук, профессор Савич В. И., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Дубенок Н. Н.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Соколова Т. А., доктор сельскохозяйственных наук, профессор Дурманов Д. Н.

Ведущее предприятие — Университет дружбы народов имени П. Лумумбы.

Защита состоится /? ¿ь1ХР.А~(_ 1994 года в ^ часов на 'заседании специализированного совета К.120.35.01 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева по адресу: 127550, г. Москва И-550, ул. Тимирязевская, 49. Сектор защиты диссертаций ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан « (з » . . . ,1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета

Л. П. Родионова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акпадмжъ..авййазм» Разработка путей оптимизации свойств киолых оульфатных почв предотавяяат собой большую теоретическую и практическую проблему. Это почвы о рН=2,2-2,7, токсичным содержанием обманного А1, с высоким оодартанием солай. При этом почв« имеют близкий уровень эадвгания засоленных грунтовых вод п подтопляются водами моря. Разработка способов оптимизации их свойств но аса г быть решена только при углубленном изучении протекающих в почва ■ процессов, при их физяко-химлчеоком и математическом описании,' при комплексном решении поставленных задач мелиораторами, почвоведами, агрохимиками, микробиологами и растениеводами. К сожалению, литературные данные по этим почвам намного-числанни. В то та вреда кислвд сульфатные почвы занимают во Вьетнама значительные площади и поиск путей улучшения их свойств имеет большое производственное значение.

Цадъ.и, ..задали..дод.деддвадий- Цвпьн исследования была углубленная комплексная оценка кислых сульфатных почв Вьетнама для разработки мероприятий по повышению их Плодородия. В задачи исследования входило: I. Оценка статических свойств и реяимов кислых сульфатных почв Вьетнама. 2. Разработка рекомендаций для оптимизации свойств кислых сульфатных почв. 3. Проверка рекомендаций в модальных опытах и производственных условиях.

В работа доказывается, что изученные кислив сульфатные рисовые почвы отличаются специфическими особенностями: рНИИдо 2,2, высокой обменной кислотностью, в значительной степени обусловлан-зой А1, токсичным содержанием А1.в нигшях горизонтах, засолением 31 и ЭО^, повышенным содержанием Яа в ППК, близким залеганием шсолаяных грунтовых вод, испытывающих влияние моря.

Для оптимизации свойств кислых сульфатных почв необходимо юпользовать комплекс приемов: I) известкование при расчете доз [звесги для создания в почве нетоксичных концентраций Ре^+, Мп2+, 113+, повыаения рН, ферментативной и микробиологической активно-¡ти до заданных уровней; 2) внесение локально регуляторов скнсли-■ельно-восстановитального состояния почв; 3) промывку почв песью дождевой, речной и. морской вод при определенной ооотноаш-!ии. Показано, что процесс«, прогекаотие в почве при мелиорации, I достаточным уровнем приближения могут быть описаны о использо-¡аннем предлагаемых алгоритмов.

На2а5Ш-ЛШШ& работы состоит: I) в установлении специФи- ^ веских провинциальных особенностей киолта сульфатных рисовых почв Вьетнама; 2) в выяснения закономерностей изменения химических свойств изучаемых почв в зависимости от норм промывки, химического состава промывных вод; 3) в разработка блока алгоритмов расчета изменения химических свойств киолых сульфатных ряоо-вых почв при их мелиорации.

В работе предлагается рассчитывать дозу извести на исследуемых почвах как уровень, необходимый для устранения в почва токсичных концентраций Рэ , Мп2+, Л13+, создания заданных значений рН, отношения Са:М^, Са:К,' (Са+М<р:(£а+',1п), ферментативной и микробиологической активности. Доказана возможность использования для поиска оптимальных показателей свойств почв системы обратной овязи - введение элементов в суапензио почв - идентификация ответной реакции выращиваемых на суспензии (растений по параметрам фотосинтеза и активности хлоропластсв.

Практячесадя значицостЕ, работы соотоит в получении оригинального экспериментального материала по малоизученным почвам, 1 в обосновании и разработав мероприятий по их мелиорации, в разработка алгоритмов расчета, которые целесообразно использовать в; проектах по о/х использованию кислых сульфатных почв. ; I

Ацробаыия рзботц. Сановные материалы диссертации -изложены! в 3 статьях. '|

Объем работа. Диссертация изложена на 2.33 страницах машиноу пясного текота, содержит 6? 'таблиц , 25 графиков п рисунков. '

Список попользованной литературы содержит ЗИ наименований.

. /

ОБЪЕКТЫ И ХЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИЯ , ; ' . : ' .

Объектом исследования выбраны кислые сульфатные' почвы риоо-, вых полей олыгно-проиаводогвенного участка Ань-Зунг (Хайфон!! ; Вьетнама горизонты разрезов 1,2,3.до глубина I м. Почвы глшисто-го гранулометрического состава, сраднзплотние, очень кислые, оо значительным содержанием обманного А1, Почвы засолены С1 и 5(0^, . солонцеватые. Емкость поглощения катионов для исследуемых почв составляет при рН=5,0 10-15 мг-экв/100 г, сумма водорастворимых солей 0,?-0,5 $ до I %; гумуса г 1,3-2,5 %.

Методика исследования.состояла в углубленном изучении свойств почв в лаборатории, затем в постановка модельных опытов

и в проварке разработанных рекомендаций в полевых условиях Вьетнама на оросительной системе опытно-производственного участка Лнь-Зунг. Исследования проводились а 1986 по 1994 год на кафеяро почвоведения ТСХЛ. в Московском гидромелиоративном институте, на оросительной системе Ань-Зунг.

■ - В лабораторных условиях определен« гранулометрический состав, агрохимичеокиа и физико-химические свойства почв, валовой состав, минералогический состав, содержание водорастворимых соединений, ферментативная .и микробиологическая активнооть почв по общепринятым методикам. В проведенных исследованиях использовано определение активности ионов HOg, Са2+, К*, И4", ? ~ с использованием ион-аелективных электродов в соответствии о методиками, изложенными Мядгяи Д. /1980/. AI определен непрямым титрованном с фторидным' электродом. .

По оригинальны« методикам определена окислительно-восстановительная емкость почв методом потенциоогатической, кулономатрии на электродах из почвенно-угольной пасты /Савич В,И., 1984/. Оценено содержание в почвах положительно и отрицательно заряженных соединений,ионов с использованием метода химической автографии на основе электролиза. По предлагаемым методикам определен фракционный состав соединений алюминия и оеры в почвах, В модельных экспериментах, изучено изменение в зависимости от дозы внесения СаС03, Ca/OH/g подвижное?:! катионов, ферментативной и микробиологической активности, фотосинтеза выращиваемых растений. С использованием систем обратной связи определялось влияние на состояние растений регуляторов Ох-Red соогояния, водораотворимых соединений органического вещества'компостов, Са/0Н/2, солей, содержащих элемента питания. Применялось два варианта систем обратной связи: I) введение элементов в суспензию почв - идентификация ответной реакции раатений, находящихся в этой суспензии по параметрам фотосинтеза. Определения проводились в фитотроне на авгоанализагоре ЗогШе tfAotosyntAesis -6200; 2) введение элементов питания в суспензию хлоропластов проростков ряса, пшеницы, выращенная на исследуемых почвах, - идентификация ответной реакции по изменению активности хлоропластов с использованием методики Плеикова A.C., Ягодина Б.А. В модельных экспериментах при использовании сконструированной установки в лаборатории ЮМ оценено изменение почв при промывке,их смесью речных, морских, дождевых вод заданного состава при регулировании водного и теплового режимов близко к естественным условиям. ••

В поланих условиях определены плотность почв, коэффициенты фи миграции, состав оросительных в дренажных вод. Поставлен' эксперимент на опытно-производственном участке А.нь-3унг по изменению свойств почв под влиянием их промывки речными водами при нормах промывки 2000 и 2000 м3/га; 1000 и 3000 м3/га для васенне го и осеннего сезонов. Площадь вобранного участка 18 га, уровень грунтовых вод 0,4-0,6 м. Земли участка были заняты рисом Ш8. Агротехника возделывания риса и внесения удобрений соответотво-■ вала производственным условиям. Внесено 10 т/га птичьего помета, 60 кг/га PgOg, 40 кг/га К20, 60 кг/га К. Оценен урожай риса. При составлении алгоритмов расчета состояния соединений ионов в почвах использованы теоретические разработки Спозито Г.Л., Воробьевой Л.А.., Савича В.И,,_Канунниковой H.A. Вое данные обработаны методами вариационной отатистики. Принятий уровень вероятности р=0,95. - .

ЭЙСПЕРЯтаТАДЬНАЯ ЧАСТЬ

I. Оценка провинциальных особенностей кислых сульфатных рисовых почв Вьетнама

Изученные кислые сульфатные рисовые почвы.имеют содержание частиц ( 0,1 мы - 51-57 %\ чаотиц ( 0,001 мм - 11,7-13,2 . i ; Плотность почв 1,3-1,5 г/см3, скважность 43,8-48 %. Коэффициент) фильтрации 2,7-3,2 мл/сутки. Минералогический состав фракций ' ( I и 1-5 мки определялся рэнтгандифрактометрическим методом на! установке X С-4а фирма Карл-ЦеЙо-йенна. Во фракции менее I мкм идентифицированы гидроолвда, ди-триок.таэдрическая, каолинит-сме-кгиты, хлориты. В гораздо меньших количествах в образцах присутствовали смешаннослойные хлориг-смактиговыа образования. Соотношение основных минеральных компонентов составляло по горизонтам в % от 21 каолинита - 22-24 %, хлорита - 14-21 гидроолта -55-64 %. Во фракции тонкой пыла (1-5 мкм) резко увеличено <j о держание кварца, сяовдтые оиликати представлены слюдой, хлоритом, каолинитом. Денные («паралогического анализа указывают на ^которое обеднение верхнего горизонта илистыми и коллоидными часта« нами, обогащение кварцем, что соответствует развитию процессов эяюирования рисовых ЯОЧЕ,.. '

Специфической особенностью изучаемых почв является их силь-чрхиолая реакция среда pH до 2,2, высокое содержание, обменного

- о -

AI до 6,5 мг на 100 г, а в полевых условиях до 16 мг/100 г. Со- ■ держание водорастворимого AI достигает I мг-на 100 г почвы. По усредненным данным в исходных почвах обманная кислотность, обусловленная алюминием, составляет 0,5+0,2 мг-экв/100 г; содержание водорастворимого, обменного и кислоторастпоримого алюминия соответственно 6,3+0,1; 2,2+0,7; 15,0+1,2 мг на 100 г почвы. Особенностью изучаемых почв является и их сульфатное засоление. В пахотном горизонте содержание водорастворимых, обменных и связанных в твердой фазе почв с органическим ващеатвом соединений серы ( 04) составляет соответственно 134,7+12,4; 37,9+2,9 и 171,8+12,2 -мг на 100 г почвы. В горизонте В соответственно 218,2+42,'6; 52,9+9,3 и 290,7+62,2 мг/100 г почвы. По данным полевых исследований содержание подвижных форм S042~ составляло 2-8 мг-экв/100 г. В почвах преобладают водорастворимые соединения серы и связанные в твердой (7дзе почв с органическим вещество«. Доля обменных форм составляет около 10 %. Абсолютное содаряяние всех определяемых соединений серы выше а нижних горизонтах за счет подпитка их грунтовыми водами, где содержание соединений серы в сухой сезон составляет до 20 мг-экв/л, а во влажный сезон до 10 мг-экв/л. Окисленные соединения се,ры в значительной степени обусловливают кислотность почв, которая возрастает при их иссушении. При развитии анаэробных условий при образовании сульфидов кислотность почв в значительной степени уменьшается. Наличие в почве в значитель- ' ном количества Sобусловливает их большую буферную емкость в восстановительном интервале, которая составила по данным потенциостатичаской кулономагрии 10,0+1,5 мг-экв/100 г, что значительно выше, чем данные, приводимые в литературе для других почв. Активнооть сульфаредукгазы составляет 1,2-13,2 мг S042"* на I г почвы, что близко к активности фермента в лугово-чернозешшх рисовых почвах России. Полученные данные свидетельствуют о возможности образования токсичных концентраций H2S при развитии анаэробиозиса. С этим связана в определенной степени необходимость промывок' почв водой, богатой '

Специфической особенностью исследуемых почв является высокая активность в них.фаррирэдукгазы 0,3-3,9 мг Ра2+ на I г почвы, что значительно выше, чем в лугово-чзрноземных почвах России. В то же врэия активность в почвах каталазы составляет 0,6-2,3 мл Og на I г почвы за 2 минуты, что близко к активности каталазы в лугово-чэрнозэмнчх почвах России. Для почв характерна и вознож-

ность значительного биологического восстановления ГЮ3, оцениваемая по активности нитрорадукгазы. Изученные кислые сульфатные рисовые почвы, в основном, при естественных значениях рН имеют меньшую численность аммонифицирующих микроорганизмов (0,01-0,2 млн на I г) и микроорганизмов, усваивающих минеральные формы азота (0,01-9,0 млн на I г) по сравнению о"плодородными рисовыми почвами других регионов. Это обусловлено их засолением и кислой -реакцией среды. В спсрообразугацих бактериях доминирует вид .Bao. s рвидетельсгвукщий о наличии засоления почв.

Небольшое содержите водорастворимого органического вещеот-' ва, не способствующее образованию комплексов катионов о органическими лигандами, кислая реакция среды, исключающая образование гидрокомплексов поливалентных катионов, приводят к тому, что в исследуемых почвах в отличие от других почв нижа доля отрицательно заряженных соединений Са, Ио, Уе, Мл. В слое 0-30 о,м содержание отрицательно и положительно заряженных соединений Са, Mcj, ?а, Мп составляет соотвагственно 225,7+172,9 и 439,9+254,0; 4,8+2,7 и 11,3+4,9; 4,2+0,6 и 8,1+4,5; 0,5+0,1 и 0,5+0,1 мгЛОО.г. Вниз по профилю доля отрицательно заряженных соединений изучаемых катионов несколько возрастает. Количество отрицательно и положимте льно заряженных соединений Са, Mg, íe, Мп в нижней части профиля соответственно равно 162,9+99,2 и 200,3+94,0; 4,5+1,6 и : ! 5,1+2,0; 2,6+0,8 и 2,3+0,8; 0,2+0,1 и 0,3+0,1 мг/100 г. По лучеHp ные данные свидетельствуют о необходимости учета образования ' ' комплексных соединений в алгоритмах расчета изменения свойств почв при мелиорации. ;

2. Оптимизация авойст^кислых сульфатных почв | ... |

Высокая кислотность исследуемых почв, заоола'ннрсть, срлон-цеватость, наличие токсичных концентраций AI на дают возможность выращивать на них сельскохозяйственные культуры без мелиорации, , В работе доказывается, что оптимизация свойств почв может быть достигнута о использованием комплексного воздействия: а) внесения в почвы СаС03 для их нейтрализации, осавдзния Pe, AI, f.|n; активизации ферментативной и микробиологической деятельности;' б) локального внесения регуляторов Ox-Sad. состояния,, содержащих окисленные группировки; в) промывки почв в сухой сезон речных, ■ атмосферных и морских вод, так как количества атмосферных и речных вод недостаточно.

с

2А. Оптимизация свойств кислых сульфатных почв при их известковании

В работе доказывается, что расчет доз извести для исследуемых почв недостаточно проводить только при рН среды и гранулометрическому составу, гидролитической киапотноети; Следует учитывать дозу извести, необходимую для осаждения А13+", Мп , Ре2+, создания в почва оптимального соотношения Са:Яа; Са:К; Са:Мд, оптимальной ферментативной и микробиологической активнооти. При промывка почв в них убывает количество обменного Са, уменьшается соотношение Са:На, Са:Мсц Это вызывает необходимость внесения СаСОд для оптимизации состава обменных катионов ППК, так как при нейтрализации реакции среда в ППК может быть велика доля Ма+,

Очевидно, целесообразна и мелиорация поливных почв - ува- • ■ диче ни е в них доля Са24" за счет внесения СаСОд.

По полученным нами данным, известкование почв приводит к резкому уменьшению обманной кислотности, обусловленной А1, о 0,5+0,2 до 0,03+0,01 мг-экв/100 г, уменьшению водорастворимого алюминия о 0,3+0,1 до-0,05+0,1 мг/100 г, уменьшению обменного алюминия с 2,2+0,7 до 0,4+0,02 мг/100 г. Значительно уменьшается содержание водорастворимых.соединений Ре, Мп, Си'(таблица 1).

'..■■"■ ■ * Таблица I

• Изменение содержания водорастворимых соединений катионов • Рэ. Мп, Си в почвах в зависимости от рН среда (мг/я)

Горизонт рН Ре Мп Си

0-30 4,1+0,1 5,4+5,3 1,0+0,3 0,16+0,13

. 30-60 4,2+0,1 0,9+0,7 0,9+0,4 0,17+0,11

60-85 4,3+0,2 0,1+0,1 0,3+0,2 0,04+0,02

0-30 4,9+0,3 2,5+2,5 0,3+0,1 0,04+0,01

30-60 5,6+0,1 0,6+0,4 0,3+0,1 0,03+0,02

60-85 6,6Т0,4 0,1+0,05 0,2+0,1 0,02+0,01

В го жа время при добавлении Са/0[{/ содержание водорастворимых и ?л существенно не менялось. Так, при внесении в почпу

данного соединения рН изменилось от 4,2+0,1 до 5,7+0,3; концентрация водорастворимого Са от 48,2+10,2 до 103,8+9,7, а концентрация водораотворимых Шуя 2 л соответственно от 26,3+0,9 до 25,5+0,3 и от 0,5+0,2 до 0,5+0,2 (принятое соотношение почва:Н20= = 1:2). Величина ЕЬ.почв при этом уменьшалась о 288,9+37,7 до 247,8+3,2 мв по хлороеребряному электроду, однако степень окио-ленности системы даже увеличилась. Величина изменилась от 25,1 до 26,7. При внесении большей дозы мелиоранта величина ?Н2 еще более возроола. '-

Внесение мелиоранта в почву привело к существенному изменению их (ферментативной и микробиологической активности. Так, активность ферриредактазы увеличилась от 1,3+0,4 до 2,2+0,6 мг Ре2+ на I г почвы, а отношение активностей ферриредуктазы и каталазы изменилось от 0,8 до 1,7. Содержание аммонифицирующих бактерий на ГЛИА- увеличилось от 0,18+0,01 до 51,0+6,9, усваивающих минеральный азот на КМ от 12,3 до 2Ю,0+43,9 млн на I га, • содержание спорообразундих бактерий увеличилось от 0-30 до 126,7+ +24,5 млн на I г. В то же время содержание микроскопических гра-, бов изменилось в меньшей отепени г от 4.,5 до 9,4+0,5 тысяч на I г, • Известкование вызвало также изменение количества окисленных' и восстановленных веществ в почве, доли положительно и отрица-' тельно заряженных соединений катионов Са, ?а,. Мп. Доля отрица-1 тельно заряженных соединений возросла. Внесение в кислые почвы : Са/0Н/2. естественно, повыоило и фотосинтез выращиваемых на .них , растений, что соответствовало'снижению концентрации С02 в меж-.: клвтаиках а уменьшению устьичного сопротивления. При внесении. I т СаСОд величина рН в изучаемых почвах повышается на 0,1-0,28 единицы, что сопоставимо с данными других типов почв, В нижних горизонтах эта величина выше. По получанным данным! буфарноогь , почв по отношению к Са выые в верхних горизонтах, отиачаетоя больнее изменение ЕЬ., содержания водорастворимых Ре , Мл, Си1, ?п, при нейтрализации среда. ',.,",•

Таким образом, одним из путай повышения плодородия кисли^! сульфатных почв является их извecткбвaниэ., С нашей точки зрения, дозу извести следует, рассчитывать не только для изменения.]®, а для оптимизации конкретных свойств почз, зависящих ог киалотно-основного равновесия - содержания водорастворимых Мп, А1 и т.д. В то же время рассматриваемые зависимости являются харакгерисгй-

ческими для отдельных горизонтов, зависят от уровня увлажнения и степени анаэробиозиса почв, интервалов рассматриваемых значений рН и других показателей.

2Б. Одним из.возможных путей повышения плодородия кислых сульфатных почв является применение регуляторов окислительно-восстановительного состояния. К ним, в частности, относятся КИ03, водорастворимые гумуоовые соединения комшсгов, облядащие комп-лексообразующей способностью и биологической активностью, соединения, оодеркащие окисленные группировки. В первую очередь применение 'таких соединений перспективно при развитии гипоксии растений.

Так, например, по полученным данным в контрольном варианте растения, находящиеся в состоянии гипокоии на суспензии киолой сульфатной рисовой почвы горизонта 0-30 см,имели активность фотосинтеза 1,4+0,2 и 1,6+0,1 ммоль/м2в сак., а при внесении -1,5+0,2 и 2,0+0,2 (соответственно для I и 2 листа). При внесении водорастворимого органического вещества компоста активность фотосинтеза для I листа поднялась с 1,4+0,2 до 1,8+0,2. Еще более значительные изменения в активности фотосинтеза под влиянием используемых регуляторов наблюдались для растений, находящихся в условиях гипокоии на суспензии почвы слоя 30-60 см. Для I и 2 листьев активность фотосинтеза составляла в контроле 1.9Т0.2 и 1,3+0,1; при внесении КГЮ3 - 4,4+0,3 и 1,4+0,1; при внесении органических соединений - 4,4+0,2 и 2,5+0,2. Положительное влияние вносимых соединений на растения возможно обусловлено как ■ хиноннуми группировками органических соединений, так и' использованием КОд в качестве источника кислорода за счет деятельности нитрат- и нитритредуктаз..

2В. Изменение свойств кислых сульфатных рисовых почв при их промывке.

Одам из перспективных приемов повышения плодородия почв является промывка их вшти с нейтральной реакцией ореды. Лучше промывать дождевой водой, так как она имеет минимальную степень минерализации. Однако для практических целей это нереально. Речная вода содержит С1, 8 04, К, На, при этом На>Са, Щ. Однако и речной вода для полива, не хватает. Приходится поливать смесью вод о добавлением'морской воды, минерализация которой доходит до

30 г/литр. Для того, чтобы при этом не ухудшались свойства почв и качество урожая, необходимо выбрать допустимую долю морских -вод в смеси поливных и наметить пути оптимизации их состава.

Нами проводились модельные и.'полевые эксперименты по-промыв ке кислых сульфатных почв водами заданного состава: .1) омесью дождевых и речных вод 1:2; 2) смесью мороких, дождевых и ,речных' вод 1:1:1; 3) смесью морских и дождевых вод 2:1.'В. таблице 2 . приводэны данное об изменении состава водорастворимых соединений при промывке почв водой в модальных экспериментах. ,'

Как видно из представленных данных, во. всех случаях проиохо дит уменьшение степени кислотности почвенного раствора, снижение концентрации Л1. В то же время при добавлении в смесь морской ' воды в почвенном раствора увеличивается количество.На, С1,50^. В таблице 3 приведены данные по изменению при-промывке состава обменных катионов ППК.

Как видно из представленных данных, промывка почв речной, дождевой и морской водой.до 30 % от состава сыаои приводит к уве личешш доли Са в ППК. При этом отношение Са:На по оравнению о контролем меняется незначительно. Увеличение доли морской воды до 60 % приводит к значительному ухудшению,свойств почв.

Таким образом, свойства кислых сульфатных рисовых почв могут быть улучлены при их промывке. При этой допустимая доля мороквд вод в составе промывных вод не должна превышать 30 %. :■ Изменница свойств почв при промывке зависят на только от химического состава промывных вод, но и от.нормы промывки. В полевых условие мы промывали почву речной водой- при норме промывки 4000 м3/га. На поле I - 2000 и 2000 м3Уга, на поле II - 1000 и 3000 м3/га. Полив в полевых условиях привел к нейтрализации сред в верхнем горизонте до рН=5,6-7,0, снижению содержания подвижны? А1, И, С1 (таблица 4). - ' -

Как видно из представленных материалов,, от зимы к осени пр! промывании почв закономерно увеличивается рН среда, для вархнап слоя уменьшается содержание подвижных Н+, 01" и, -в основ-,

ном, суммы водорастворимых солей. Вниз по профилю степень" кислотности увеличивается, содержание подвижных Л13+ и Н+ возраста! При принятых в поле нормах промывки наиболее существенные изме» ния почв произошли до глубины 30 см. •

Оптимизация свойств почв в сочетании с принятой агротезшик)

Таблица 2

• Изменение содержания водорастворимых соединений в почвах при их промывке

водами, мг-экв/л

Такт промывки Р%20 С1~ 5О42" К+ На+' - Са2+ А13+ . н+ -

Опыт I: промывка речной и докдавой водой 2:1

начало опыта 3,170,09 . 103,7* 6,0Ф 27,32— 1,370,04 61.62± 1.34 8,130,08 9,17- . 0,07 0,183± 0,0 0,710,15

через месяца 5,530,03 22.62-1.Й2- 4,19- ' 0,05 1,03* 0,05 6,5* 0.41 6,420,19 7,210,16 ' 0,140,0 0,003± 0,0

Опыт 2: промывка речной, морской и дождевой водой 1:1:1

начало опыта • 3,27± 0,08 119,2± 5,3 25,511,14 8,040,06 95,41— 11,33 II,83* 0,35 21,740,44 0,1470,0 0,560,12

через 4 месяца 5,330,03 192,7* 1,4 25.510,41 7,670,17 169,04"" 3,4 7,210,07 38,57* 1,24 • 0,08± 0,0 0,0050,0

Опыт 3: промывка морской и дождевой водой 2:1

начало опыта 3,3± 0,06 4,53 25,03-*-0,9 11,050,58 93,87± 1,42 17,540,15 51,5'4- 0,5 0,050,0 0,510,07

через 4 месяца 5.431 0,03 36М± 2,0 4,74± 0,58 16,24^ 0,67 316,4± 1.5 13,830,2 72,6* о.§ ■ 0,070,01 0,003* 0,0

Таблица 3

Изменение состава поглощенных катионов в почвах при их промывке водами заданного состава, мг-экв/ЮО г

Такт промывка Са2+ «зг+ Ка+ Н+ К+ А13+ Яа+/(Са2+ + М92++Па++К+) %

Опыт I: промывка речной и дождевой водой 2:1

начало опыта 6,32*0,37 2,44*0,06 1,15*0,67 4,0*1.22 0,38*0,06 0,59*0,04 II,I

через 4 месяца 9,53*0,95 2,26*0,12 0,95*0,12 0,07*0,01 0,13*0,06 0,32*0,09 7,3

Опыт 2: промывка речной,морской и дождевой водой 1:1:1

начало опыта 7,05*0,92 2,88*0,56 1,27*0,18 1,75*0,25 0,33*0,1 0,7*0,07 11,0

через 4 месяца ■ 9,67*0.18 2,76*0,41 1,90*0,42 0,09*0,02 0,16*0,06 0,2*0,03 Г 13,1

Опыт 3:-промывка морской и дождевой водой 2:1

начало опыта -. 5,86-1,1 1,12*0,11 О.в&кз.з! 2,24*0,47 0,07*0,05 0,6*0.07 .11,0 '

через 4 масяца 5,62*0,25 2,42*0,14 2,68*0,64 0,1 *0,01 0,39*0,02 0,12*0,04 24.1

Таблица 4

Динамика рН, содержания подвижных соединений Н+. С1

и суммы водорастворимых оолей на опытных площадках

Вариант рН - Д11+ Н4" С1~ £солай %

мг-экв/ 1ШГ

слой 7.1 5Д 1,5 0,3 3,3 0,2

0-10 ом 3,0 '

27.У 5,4 1,2 0,2 0,4

5.У111 5,6 1,0 0,2 2,6 0,4

И. XI 6,1 0,8 0.1 2.1 0,3

слой 7.1 4,2 1.8 0,7 3,3 0,4 •

70-90 см

27.У 4,2 .1.9 0.7 3.4 0,4

5.УШ 4,1 1.9 0.7 3,4 0.4

II .XI 4,6 1.9 0.7 3,3 0,3

л. внесением удобрений позволили получить планируемый урожай риоа по 35-46 ц/га два раза в год. Все рассмотренные материалы должны быть рассчитаны для конкретных условий. Программа расчета создания почв с заданными свойства™ для получения планируемого урожая состоит из грех блоков. I. Блок расчета потенциально возможного урожая и необходимого для этого количества воды и элементов питания. 2. Блок расчета химического состава грунтовых вод и вод раки о учетом миграции засоленных вод моря. Расчет водного и солевого баланса территории. 3. Блок расчета изменения химических свойств почв при мелиорации и их оптимизации.

В работе в 90 формулах и 22 графиках приведены алгоритмы расчетов по указанным блокам. Трансформация соединений ионов в почве при мелиорации и потоки вещества в почвенном профиле я в ландшафте рассчитаны для уоловий линейных зависимостей в определенных интервалах функции и аргумента. Прогноз содержания элементов в почвенном растворе осуществляется по эффективным произведениям растворимости возможных в данных условиях осадков и по средневзвешенным конотантам ионного обмана, установленным экспериментально, Миграция вещества рассчитывается о учетом определен-

них экспериментально коэффициентов фильтрации, норм промывки, состава промывного раствора и коэффициентов распределения в системе почта-почвенный раствор. Полученные материалы показали возможность удовлетворительного опиоания протекающих процессов с использованием разработанных алгоритмов.

. ВЫВОДЫ -'".'.

1. Изученные кислые сульфатные рисовые почвы имеют сильнокислую реакцию среда, содержат повышенное количество подвижных соединений А1, засолены С1 и БО^, солонцеваты. Они характеризуются близким уровнем залегания засоленных грунтовых вод (0,4-0,6 м) при шпарализации до 20 г/л, испытывающих влияние моря.'

2. Провинциальными особенностями рассматриваемых кислых' сульфатных почв является глинистый гранулометрический состав, преобладание в минералогическом составе гидрослюд, слабая .элш-рованность профиля, выоокое содержание подвижного А1 до 16 мг/100 г при небольшом содержании Ре и Мп, меньшая, чем в других почвах, доля отрицательно заряженных соединений Ре, Мп, высокая актив-' ность ферриредукгаз, небольшая численность микроорганизмов, усваивающих органические и минеральные формы азота, высокая . буферная емкость в восстановительном интервале.

3. При внесении в почвы СаСОд и Са/ОН/2 происходит нейтрализация сроды, увеличение концентрации водорастворимого Са, уменьшение концентраций водорастворимых Ре, Мп, А1, Си, увеличе-1шэ активности ферриредукгазы, осуществление увеличения численности микроорганизмов, усваивающих азот, спорообразуодих бактерий, Изменение р1Г на I тонну СаСОд составляет 0,1-0,27 единицы.

4. Содержание водорастворигах Са, Мд, Ре, Мп, Си, 2п неодинаково изменяется при известковании для почв с разной степенью развития анаэробиозиса, отдельных горизонтов почв. Буферность почв по отношению к Са выше в верхних горизонтах по сравнению

с нинш1ми, однако в этих горизонтах отмечается большее изменение Вй. , содержания водорастворимых Ре, Мп, Си, 2п при нейтрализации среды. ...

5. Лозу извести для данных почв следует" рассчитывать на только для изменения рН на заданную валичину, но и.для оптимиза-

ции конкретных свойотв почв, зависящих от кислотно-основного равновесия и, ,в первую очередь, осаждения водорастворимых соединений А1, создания в почве достаточной доли Са в ППК.

■6. Промывка почв речными и дождевыми водами при норме 4000 м3 на га приводит к нейтрализации среды, уменьшению содержания подвижных Н+, А13+, С1~ БО^" Значительные изменения происходят до глубины 30 см. Промывка почв омесью вод со значительной долей морской воды (более 30 %) сопровождается увеличением рН, уменьшением содержания подвижных и обменных Н"\ но также значительным .увеличением доли ППК На по сравнению'с Са, увеличением засоления почв С1.

7. Происходящие при мелиорации кислых сульфатных почв химические процессы с достаточным .уровнем приближения описываются с использованием предлагаемых алгоритмов. В качаствэ эмпирических констант следует иопользовать комплексообразущую способность почвенного раствора, константы равновесия в системе твердая фаза-раствор, коэффициенты в уравнениях ..экспоненциальной зависимости состава катионов в ППК от их доли в промывных водах, коэффициенты фильтрации,.норм промывки воды, состав промывных вод. Необходимо предотвращение смыкания промывных и грунтовых вод.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОЖ1ДАВДИ

Для оптимизации свойств кислых сульфатных рисовых почв необходимо в дополнение к существующим системам удобрений и агротехники -проведение -известкования и промывки почв водой. Для верхнего горизонта почв А рН/Е т СаСОд составляет 0,1; для слоя 60-85 см

0,28 при дозе СаСОд до 8 .т/га. Расчет доз извеоти следует уточнять с учетом необходимости осаждения избытка подвижных соединений А1 до величины менее 7 мг/100 г, необходимости увеличения доли Са в ППК до уровня не менее 50 ¡2 при промывке водами, содержащими Мд н Па. Для удаления из почвы водорастворимых солей, нейтрализации рП, удаления за пределы корнеобитаемого слоя подвижного А1 следует проводить промывки почв в сухой сезон омеоью речных, дождевых и морских вод при доле морских вод не более 30 % и норме промывки 4000 м3/га. При этом наиболее существенные изменения-почв будут наблюдаться только в слое 0-30 см.