Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОЛОНЦОВ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА И ОПЫТ ИХ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОЛОНЦОВ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА И ОПЫТ ИХ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ"

ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОМИССИЯ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР ПО ПРОДОВОЛЬСТВИЮ И ЗАКУПКАМ МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ нменн К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

ОКОРКОВ Владимир Васильевич, кандидат химических наук, старший научный сотрудник

УДК 631.445.53 : 631.83(574)

КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОЛОНЦОВ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА И ОПЫТ ИХ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ

Специальность 06.01.03 — агропочвоведенне и агрофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1990

Диссертационная работа выполнена в лаборатории химии почв отдела мелиорации солонцов ВНИИ зернового хозяйства имгенн-А. И. Бараева и на кафедре почвоведения Московской сельскохозяйственной академик имени К. А, Тимирязева.

Научный консультант — академик ВАСХНИЛ, профессор, доктор сельскохозяйственных наук Н. П. Панов.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор М. Б. Мннкнн; доктор сельскохозяйственных наук А. Г. Бондарев; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Я. Н. Савич,

Ведущее предприятие — Омский сельскохозяйственный институт имени С. М.'Кирова.

Защита состоится « & * • 1990 г. в час.

на заседании специализированного совета Д 120.35.02' при Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан «

Я>$» . ОЛфАг . . 1990 г.

Ученый секретарь

специализированного совета — кандидат сельскохозяйственных .

Наумова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы, В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года», утвержденных XXVII съездом КПСС, огромное внимание уделяется реализации Долговременной программы мелиорации земель и путям ннтенси'-фнкации сельскохозяйственного производства. Особо это относится к повышению продуктивности сельскохозяйственных угодий на комплексных солонцовых почвах первой очереди освоения, занимающих в Казахстане около 30 млн. га. Актуальность проблемы связана с использованием большей части наиболее плодородных почв для возделывания сильных и ценных сортов яровой пшеницы. Для целей кормопроизводства отведены почвы с низким естественным плодородием, 40% которых расположено на солонцовых комплексах. Применяя комплекс дифференцированных мероприятий по улучшению физико-химических и химических свойств, а также водно-воздушного и биологического режимов, эффективное плодородие солонцовых почв можно повысить в 5—10 раз. Не менее остро стоит вопрос и об устранении солонцовой пятнистости пашни. В Северном Казахстане в состав пашни вовлечены солонцовые комплексы, которые составляют около 25% ее площади, в т. ч. с солонцами менее 30—17%. Основной прием повышения продуктивности такой пашни — выборочное гипсование пятен солонцов.

Несмотря на имеющийся опыт в решении теоретических и практических задач мелиорации солонцов региона (И. Я. По-ловицкий, В. И. Кирюшин, В. Н, Михайличенко), ряд вопросов генезиса солонцов, обоснования причин их неблагоприятных агрономических свойств, особенно остаточных и мало-натрпевых, пути дифференцированного освоения этих почв остались малоизученными, а приемы мелиорации недостаточно обоснованными. Это связано- со слабым использованием коллоидно-химических н физико-химических методов исследовании почв в решении указанных задач, современных корректных методик оценки мелиоративного состояния и

1 ЦЕНТРАЛЬНАЯ 1 1

НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА I

| ЬЧюк. академии |

процессов, протекающих в почвах, математических методов для изучения взаимосвязей между свойствами ППК, направленности и скорости мелиоративных процессов. Только на основе глубокоП проработки ряда научных вопросов по механизму взаимодействия химических мелиорантов с ППК солонцов, растворению их в этих условиях, роли технологических параметров пахотного слоя на эти процессы можно обосновать принципы расчета доз мелиорантов и решить многие вопросы' мелиорации солонцовых почв и засушливых условиях.

Тема исследований является составной частью научно-технической проблемы 0.51.01 (СЭВ) (№ госуд. регистрации 77064978 и 01824061554).

Цель, и задачи исследований. Диссертационная работа по- • священа изучению коллоидно-химических свойств солонцов Северного Казахстана для познания природы повышенной пептизируемости их н взаимосвязей степени выраженности солонцового процесса с традиционными и современными критериями солонцеватости почв, теоретическим разработкам эффективных приемов по устранению отрицательных агрономических свойств солонцов и обоснованию дифференцирован--ных. технологий химической мелиорации в условиях засушливой, и сухой степи региона. Исследования электроповерхностных свойств солонцов и их взаимосвязь с водно-физическими, физнко-мехаилческими и физико-химическими свойствами, использование ряда показателей для объективной оценки, мелиоративного состояния: осмотического давления .почвенных растворов, определения обменного натрия н нерас-творенного гипса с учетом анализа почвенных растворов, ..ряд практических разработок но обоснованию доз и приемов внесения фосфогнпса, технологий комплексной мелиорации, скорости и длительности действия мелиоративных приемов

.выполнены впервые. . .....

Программа исследований включала решение следующих задач; ... . .

1. Изучить электрокинетические свойства главнейших ком. попеитов солонцовых почв и их вклад в заряд поверхности иллювиальных горизонтов солонцов', обосновать ведущую'роль Электростатического фактора в проявлен ни' солонцового лро-' цёсса. ,

.,2. Выявить взаимосвязи степени выраженности "солонцо-1„вого „процесса с традиционными и современными критерия' .ми солонцеватости почв (обменный натрий, электрокинетн-,,Ческий потенциал). . ' '

3,'Установить, связь показателей степени выраженности , солонцового процесса с изменением водно-физических и' фи* аико-механнческих свойств солонцовых почв и найти крити-' 2

ческие величины показателей, превышение которых ведет- к-существенному ухудшению названных свойств.

4. Провести, исследования но электрокинетическим свойствам и механизму коагуляции высокодисперсиой части солонцовых почв, гуматов натри« различными электролитами и обосновать природу устойчивости этих соединений.

5.. Изучить основные закономерности взаимодействия с' ППК солонцов кальций- и железосодержащих мелиорантов/ кислот л их эффективность для устранения солонцовых свойств и разработки принципа расчета норм мелиорантов.

6. Разработать корректные методики определения электро-' кинетического потенциала солонцовых почв и оценки мелиоративного состояния и процессов, протекающих при химической мелиорации солонцов, обеспечивающие получение объективных показателей.

7. Охарактеризовать роль и влияние физико-химических и химических свойств ППК, его природы, условий увлажнения и передвижения влаги на растворимость калышйсодер-жащих мелиорантов (гипс, карбонат кальция).

8. Определить эффективность н длительность действия приемов химической мелиорации солонцов, скорость процессов растворения гипса и фосфогипса, рассоления и рассолон-цевания. Обосновать оптимальные дозы н приемы внесения и заделки химических мелиорантов.

9. Разработать комплексные приемы химической мелиорации в целях более экономного расходования мелиоранта и повышения продуктивности солонцов.

Научная новизна исследований, В работе обосновано положение о ведущей роли электростатического фактора в проявлении повышенной пептизнруемости илистой фракции солонцовых почв. Экспериментально доказано, что формирование высокого эффективного заряда поверхности ППК солонцов связано преимущественно с более легким переходом в ж ¡и кую фазу обменного натрия (его диссоциацией) по сравнению с двухвалентными поглощенными катионами кальцин и магния. Движущая сила процесса диссоциации — выравнивание электрохимических потенциалов соответствующих ионов на поверхности твердой фазы и в объеме раствора.

• Обосновано положение о возможности формирования иллювиального горизонта солонцов с низким содержанием обменного натрия за счет передвижения нз Л1 горизонта орга-но-мннеральных коллоидов, характеризующихся по сравнению с минеральными коллоидами повышенной устойчивостью к коагулирующему действию одновалентных катионов натрия и калия.

Показано, что для улучшения физических, водно-физиче-

з

ских и фязико-.механлческих свойств солонцовых почп необходимо вытеснение обменного натрия сверх 10% его содержания от емкости обмена.

Балансовыми исследованиями доказаны более высокая (в 2—5 раз) растворимость гипса в жидкой фазе при взаимодействии его с ППК солонцов, ПК и >Ма/Са глин, чем в воде, преимущественно адсорбционный механизм действия на ППК кальций- и железосодержащих мелиорантов, минеральных кислот.

Разработаны новые методики определения электрокпне-тпческого потенциала почв методом потенциала протекания с учетом поверхностной проводимости и диагностических показателей мелиоративного состояния почв на основе выделении почвенных растворов, а также балансовые методы определения растворимости гипса и коэффициентов использования мелиорантов.

Многолетними исследованиями доказана высокая эффективность гипсования солонцов и в условиях сухой степи с выпадением в год около 300 мм осадков.

Разработай новый метод расчета норм гипса с применением коэффициента использования его, учитывающего непроизводительный расход гипса на вытеснение обменного магния и удаление ионов кальция в Солее глубокие слон почвьг, а также участие в обменных процессах карбоната кальция, содержащегося и почве. Обоснована мощность мелиорируемого слоя при различных технологиях химической мелиорации солонцов.

Наряду с мелиоративным действием установлена ценность фосфогииса как удобрения за счет обогащения почвы, подвижным фосфором. Разработаны технологии мелиорации, обеспечивающие наиболее полное использование его удобрительного и мелиоративного действия.

Доказано, что в условиях Северного Казахстана химическая мелиорация является одноразовым приемом. Положительное действие гипсования прослежено в течение Н лет, С длительностью использования солонцов их мелиоративное состояние из года в год улучшается. Методами математической статистики впервые определены скорости рассоления н рассолоикепапил за счет гипса к карбоната кальция самой почвы при различных технологиях мелиорации. Установлено, что иедобор урожая культур, возделываемых на контрольных делянках по сравнению с гипсованными, связан и основном с отрицательными физнко-механическнми свойствами припо-севного слоя. Преимущество комплексной мелиорации солонцов перед обычной химической связано с более интенсивным нарастанием мощности рассоленного слоя и меньшей предрасположенностью их поверхности к коркообразованню.

При применении оптимальных доз фосфогипса не наблюдается увеличения водорастворимого фтора. Основная масса его связывается кальцием в флюорит, кальцием и фосфором в апатит. Гиисоносные слои являются мощным барьером на пути миграции фтора.

Практическая ценность работы. Разработаны и рекомендованы в производство дифференцированные технологии химической н комплексной мелиорации солонцов, дифференцированная система применения в этих технологиях минеральных и органических удобрений, позволяющие окупить дополнительные затраты за 2—3 года.

На малонатрневых солонцах разработанный метод расчета доз фосфогнпса позволяет экономнее использовать его в производстве. На каждом гектаре экономия этого мелиоранта составляет 2—4 т/га. Более высоки размеры ее при комплексной мелиорации солонцов.

Вспашка плугами обеспечивает степень крошения, доста* точную для успешного протекания мелиративного процесса. Более интенсивное крошение почвы не приводит к ускорению мелиоративного процесса, но увеличивает энергетические затраты.

Обоснована экологическая безопасность применения фос* фогипса в рекомендуемых нормах в отношении загрязнения почв фтором.

Реализация работы. Результаты исследований вошли в «Методические указания по почвенно-мелноративным изысканиям и разработке проектов мелиорации солонцовых почв в Казахской ССР» (МСХ Казахской ССР, Алма-Ата, 1980), в «.Методические указания по мелиорации солонцовых земель в пашне для зоны неполивного земледелия Казахской ССР» (МСХ Казахской ССР, Алма-Ата, 1985), «Методику разработки норм расхода гипсосодержаших материалов при химической мелиорации солонцовых почв» (Госагронром СССР, Москва, 1987), во «Временные рекомендации по составлению комплексных рабочих проектов мелиорации солонцовой пашни» (Агропром Целиноградской области, Целиноград, 1988), в рекомендации «Использование фосфогипса для мелиорации солонцов Западной Сибири, Зауралья и Северного Казахстана» (ВАСХНИЛ, Сибирское отделение, Новосибирск, 1989, утверждены на НТС Госагропрома РСФСР), в «Методические указания по разработке проектов противосолонцо-вых мелиорации в Казахской ССР (для зоны неполивного земледелия)» (Госагропром Каз. ССР, Алма-Ата, 1989).

Материалы отчета «О проведении опытов по определению мелиоративной и агрономической эффективности гипсосодер-жащих материалов» (1987) использованы для планирования

объемов работ по химической мелиорации солонцов Северного Казахстана на 1991—1995 годы.

Технологии химической мелиорации солонцов Северного Казахстана внедрены на площади свыше 120 тыс. га с ежегодным экономическим эффектом 16 руб. с 1 га.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и получили положительную оценку на Всесоюзных научно-технических совещаниях по мелиорации и использованию солонцов (Ростов, 1976; Целиноград, 1980; Новосибирск, 1986; Волгоград, 1989), на координационных совещаниях по мелиорации солонцов {Харьков, 1981; Полтава, 1982; Москва, ¿987), на V (Минск, 1977), и VII (Ташкент, 1985) делегатских съездах ВОП; на IV (Алма-Ата, 1978), V (Усть-Каменогорск, 1982) республиканских конференциях почвоведов Казахстана; на научно-производственных конференциях Целиноградского СХН (1980, 1982, 1985); на конференциях молодых ученых и специалистов ВНИИЗХ (1978, 1980), республиканских совещаниях «О мерах но освоению солонцовых земель в Казахской ССР» (Целиноград, 1981; Кустанай, 1987; Целиноград, 1988), на научной конференции факультета агрохимии и почвоведения ТСХЛ (Москва, 1989).

Материалы диссертации отражены в 74 печатных статьях, заключительных (за 1976— 1980 гг.; за 1981 — 1985 гг.; за 1987 г.) и промежуточных (1981 — 1984 гг.. 1986—1988 гг.) отчетах ВНИИЗХ имени А. И. Бараева. Основные резуль-' таты исследований по теме диссертации отражены в работах, приведенных в конце автореферата. Соискателем получено 2 авторских свидетельства на изобретение.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на страницах машинописного текста, включая 95 таблиц и 86 рисунков, 3 приложения. Работа состоит из введения, восьми глав, общих выводов и практических рекомендаций. Синеок литературы включает 615 наименований, в т. ч. 75 на иностранных языках

Объекты и методы исследований. Объектами исследований явились почвы солонцовых комплексов Северного Казахстана подзон обыкновенных и южных черноземов Северного Казахстана, а также солонцовые почвы Алтайского края каштановой зоны и подзоны южных черноземов и солонцы черноземной зоны Западной Сибири. Модельные исследования были проведены на мономниеральных глинах; бентонит (Огланлы, Туркмении), асканит, каолинит есильский и про-сяновскнй, вермикулит (Кольский полуостров, Ковдор), а также на суглинках гид росл юд истого (БССР) и гидрослю-днето-монтморнллонитового (УССР) составов. Полевые исследования проводили в совхозах «Новорыбинский» Алексеев-ского района (подзона южных черноземов), им. КазЦИКа б

Шортандннского района (подзона южных чернозёмов), «Под-лесныи» Шортандннского района (подзона южных черноземов им. С. М. Кирова Целиноградского района (подзона темно-каштановых почв) Целиноградской области.

В работе применяли сравнительно-аналитические и стационарные методы исследований в сочетании с моделированием в нолевых и лабораторных условиях.

Физические, химические и физико-химические свойства почв солонцовых комплексов изучали общепринятыми методами. Электрокннетпческий потенциал почв и минералов, пород определяли методом потенциала протекания с учетом поверхностной проводимости но методике, изложенной в работе (В. В. Окорков, Л. И. Курбатов, 1975), а электрокннетпческий потенциал ила — методом электрофореза.

Механизм устойчивости илистой и коллоидной фракций почв и минералов, гуматоп натрия изучался по их коагуляции электролитами, фиксируемой как визуально (С. Н. Алешин, 1952), так и по изменению интенсивности рассеянного света (длина волны -165 нм) под углом 45°.

Кислотные свойства фульвокислот и гуминовых кислот изучались методами прямого и обратного потенциометриче-ского титрования, а также совместным применением потенциометр ического и спектрофотометрического методов.

Оценка мелиоративного состояния и процессов, протекающих при химической мелиорации солонцов, проводилась с использованием данных анализа почвенных растворов, выделяемых центрифугированием при 20 т&с. об/мин из почвы, увлажненной до 37—39%, что позволяло приблизить условия и процессы, протекающие при проведении химических анализов образцов промелпорнроваиных солонцов, к естественным, почвенным. '

Количество нерастворенного гипса определяли по разности между содержанием сульфатов в кислотной вытяжке к их количеством в почвенном растворе, по разности между содержанием натрия в углекислоаммонийной вытяжке (1 : 100) и натрием почвенного раствора — обменный натрий.

Об интенсивности процессов рассоления судили по изменению с глубиной изобары с осмотическим давлением почвенных растворов 5 атм. в зависимости от длительности использования солонцов. Осмотическое давление почвенных растворов рассчитывали по методу, разработанному в работах А. Б. Здэновского (1936) и Э. А.Соколенко и др. (1981).

Полевые опыты закладывались после проведения почвенной съемки в масштабе 1 :500 по соответствующим схемам в четырехкратной повторности. Площадь делянок 100—100 м* Агротехника в опытах — почвозащитная общепринятая в зоне, с ежегодным осенним рыхлением на глубину 25—27 см.

Учет урожая парцеллярный. С каждой делянки убирали пять парцелл по 4 мг каждая. ■

Смешанные почвенные образцы отбирались на постоянных динамических площадках из 5 скважин.

.Математическую обработку результатов исследований проводили стандартными методами дисперсионного и корреляционного анализов (Б. Л. Доспехов, 1979, 1985; Г. Ф. Ла-кин, 1973, 1980; Д. У. Снедокор, 1961).

В работе использваны также материалы, полученные совместно с сотрудниками ВНМИЗХ (В. И. Кирюшнн,

A. И. Еськов, Л. Н. Верещагин), ТСХА (Л. И. Курбатов,

B, А.' Черннков), Алтайского (И. Т. Трофимов, В. 'Г. Усол-кин) и Омского (Л. В. Березнн) СХИ, которым автор выражает искреннюю признательность.

Автор глубоко благодарен своим учителям доктору сельскохозяйственных наук, профессору С. Н. Алешину и доктору биологических наук, академику ВлСХНИЛ В. И. Кирюшину, кандидату химических наук, доценту А._И. Курбатову, научному' консультанту доктору сельскохозяйственных наук, профессору, академику ВЛСХНИЛ Н. П. Панову за ценные советы и внимание при выполнении к написании диссертационной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Физико-химические аспекты генезиса солонцов и их мелиорации

Состояние вопроса о генезисе н факторах, определяющих по в ы ш е н н у ю п е п т и з и р у е м о с ть солонцовых почв и дисперсных систем С учетом современного уровня знаний критически рассмотрены представления исследователей (К. К. Гедройц, 1928; К- Д. Глннка, 1926; В. Р. Вильяме, 1930; А. Н. Розов, 1932; И. Н. Антинов-Каратаев, 1935, 1953; А. М. Можейко, 1936, 1960; В.-А. Ковда, 1937, 1940, 1946; Б. В. Андреев, 1961;" Л. Я. Мамаева, 1966; И. Я. Половнцкий, 1969; Н. П. Панов, 1972; В. И. Кнрюшин, 1972, 1976; М. Б. Мннкнн, 1975, 1982, 1986; В. Н. Мнхайлнченко, 1975, 1978) о причинах повышенной пептизнруемости солонцовых почв и-их генезисе. Показана сложность проблемы солонцеобразования, противоречивость представлении в ее освещении. Большинством исследователей признается ведущая роль обменного натрия в причинах повышенной дисиергируемости солонцовых почв, но далеко не ясен механизм пептизнрующего действия натрия.

С, коллоидно-химической точки зрения пептизирующее действие обменного натрия К. К. Гедройц, И, Н. Актипов-Каратаев объясняли созданием на поверхности ППК двой-■ 8

ного электрического слоя (ДЭС) с достаточно высоким электрокинетическим потенциалом, но это не нашло экспериментального подтверждения в их работах. С. Н. Алешин и его ученики повышенную дисперсность солонцовых почв связывали с термодинамическим потенциалом почвенных частиц, превышение критической величины которого приводит к разру--щешно их на более мелкие.- В соответствии с рассмотренным представлением о роли ДЭС в нептнзируемостн и днепергн-руемости солонцовых почв в работах • исследователей (Н. Л. Гурьева, Л. II. Курбатов, 1971; М. Б. Мннкин, 1972, 1973, 1975, 1976; Л, Ф. Вадюннна и др., 1974; П. С. Панин, Л. Л\. Шкаруба, 1977; В. М. Кипнис н др., 1977 и др.) установлены более высокие величины дзета-потепциалов, поверхностной проводимости и днффузноетн ДЭС иллювиальных горизонтов солонцов. В отношении же взаимосвязи электрокинетических и электроповерхностных свойств с показателями степени проявления солонцового процесса данные или противоречивы, или малочисленны. Противоречивость результатов связана часто с методическими условиями проведения исследований: отсутствие поправок на поверхностную проводимость при определении электрокинетпческого потенциала и дифференциации образцов на генетические горизонты, при изучении указанных взаимосвязей, несовпадение условий определения дзета-потенциала и физико-химических свойств солонцов. Все это свидетельствует о необходимости проведения дальнейших исследовании по механизму формирования заряда поверхности солонцовых почв, связи его с засолением, реакцией среды, строением и составом ППК и другими его свойствами.

Возникновение ДЭС на поверхности твердой фазы почв. На основании современных представлений (Б. П. Никольский, 1987; Д. А. Фрндрихсберг, 1984; Ю. Г. Фролов, 1989) рассматриваются механизмы образования ДЭС на поверхности коллоидов солонцовых почв (диссоциационный, адсорбционный и ориентанионный при адсорбции недиссоцннро-ванных полярных молекул) и роль отдельных компонентов состава почвы в формировании их заряда.

Структура алюмосиликатов (первичных н вторичных глинистых минералов) предопределяет образование ДЭС преимущественно за счет отдиссоциации катионов, компенсирующих отрицательный заряд октаэдров и тетраэдров, возникающий в результате изоморфного замещения ¿И4" на А13+ в кремнекислородных тетраэдрах, ионов Л134- на ионы более низкой валентности и др.) в алюмогидроксильно-

кнелородных октаэдрах (Н. И. Горбунов, 1948, ' 1978; Р. Е. Грим, 1959; Г. Браун, Г. В. Бриндли, 1965; Ж- Милло, 1968; Ф. Д. Овчаренко, 1961; Е. Т. Куковский, 1966 и др.).

Днссоциаинонный механизм образовании отрицательного заряда присущ к гумусовым соединениям (за счет ионизации кислотных функциональных групп), гидроксндам железа и алюминия.

Рассмотрено образование ДЭС за счет адсорбции COj3- — ионов в качестве потенциалопределяющпх карбонатом кальция, подчиняющейся уравнению Ланге-Фервен. Исходя из теоретических представлений высказано положение о возможности адсорбции в качестве потен цн алой редел я ющнх ионов СОз2-, ЗЮзг~, HPO|2- Ca-, Mg-, Fe* содержащим и минералами. С ростом pH жидкой фазы повышаются концентрация указанных нонов и величина заряда поверхности минеральной части почв.

Заряд на поверхности твердой фазы возникает и при нарушении связей на сколах и краевых участках кристаллов, при наличии дефектов решетки. Это свойственно минералам как с разбухающей, так и со стабильной решетками.

Основные закономерности ионного обмена в солонцовых почвах. Многие свойства солонцов зависят не только от величины заряда их поверхности, но и состава противоионов, компенсирующих его. Описаны высокая скорость обмена, его эквивалентность, различия в адсорбционной способности катионов, зависящие от строения ПК.

Показано, что из ряда уравнений ионного обмена (Л. Р. Vanselow, 1932; Е. Н. Ганой, 1933; Б. П. Никольский, В. И. Парамонова, 1939; Krislinamoortliy, R. Overstreet, 1949; L. Е, Davis, 1950) в засоленных почвах наиболее широко применяется уравнение Ганона. Оно адекватно описывает натрнево-магниево-кальциевый обмен в интервале от 0 до 40% обменного натрия в следующей форме;

У-А + Кг.-Х, (1)

где У — отношение одновалентных поглощенных ионов натрия к сумме двухвалентных обменных катионов кальция и магния (количества поглощенных ионов выражаются в мг-экв/100 г почвы); X=SAR= где

концентрации соответствующих ионов в жидкой фазе выражены в мг-экв/л; Кг. — константа обмена; А — постоянная величина, близкая к нулю.

Структура двойного электрического слоя (ДЭС). По современным представлениям ДЭС состоит из плотной (адсорбционной) части противоионов, в которой электрический потенциал падает линейно от стенки поверхности, и диффузной части, где снижение потенциала экспоненциальное (Д. А. Фри-дрихсберг, 1984; А. Н. Фрумкин и др., 1952). При отсутствии специфической адсорбции противоионов на границе между диффузной и плотной частями ДЭС возникает потенциал 4V Ю

величина которого играет важнейшую роль в теории устойчивости гидрофобных коллоидов, хотя и является практически неизмеримой величиной. Для характеристики заряда поверхности твердой фазы измеряют электрокниетическнй потенциал, величина его меньше ^ и лишь в разбавленных растворах приближается к нему. Несовпадение указанных потенциалов может приводить к сложным взаимосвязям между степенью пентизацин высокодисперсной части почв и их дзета-потенциалом.

Устойчивость дисперсных систем. Описаны подразделение дисперсных систем на гидрофильные и гидрофобные, их свойства, современные представления о причинах нарушения агрсгатнвной устойчивости. Показано, что подразделение дисперсных систем на гидрофильные и гидрофобные наиболее легко осуществлять по отношению к электролитам.

Исходя из строения и состава ППК обосновывается положение о том, что почвы, в т. ч. и солонцовые, представлены и основном гидрофобными системами, повышенная пептнзируемость которых должна определяться электростатическим фактором устойчивости.

Солонцы Северного Казахстана и их свойства. Происхождение солошюв региона связано в основном с развитием из нейтральных солончаков и засоленных почв в условиях попеременно протекающих процессов засоления — рассоления (К. Д. Глинка, 1926). Все они независимо от содержания обменных натрия и магния имеют четкую дифференциацию почвенного профиля. Надсолонцовые горизонты обеднены (9—23%), а иллювиальные — обогащены (32—55%) илистыми частицами. Причины такой дифференциации у остаточных солонцов трудно объяснимы с позиций натриевой теории солонцеобразования, По представлениям В. И. Мнхайличен-ко передвижение гидрофобных почвенных коллоидов может происходить под зашитой «гидрофильной плазмы». Однако пороги коагуляции ее различными электролитами порядка нескольких ммолей/л не позволяют относить ее к гидрофильным коллоидам и считать высаливание механизмом коагуляции. *

Исследования минералогического состава глинистых минералов (Н. Б. Шарошкнна, 1960; Н. П. Панов и др., 1966; И. Я. Половицкий и др., 1969, 1973; В. И. Кирюшнн и др., 1972) также не дают ответа на механизм дифференциации почвенного профиля солонцов. Независимо от содержания обменного натрия в верхних горизонтах их преобладают каолинит, гидрослюды, а в гор. В] широко представлены монтмориллонитовые минералы, железисто-магнезиальные гидрослюды, вермикулиты, железисто-магнезиальные хлориты.

• В соответствии с дифференциацией солонцов по илу,

минералогическому составу и гумусу в элювиальных горизонтах емкость обмена колеблется п основном от 14 до 23, а в иллювиальных — от 23 до 31 мг-экв/100 г почвы.

Значения рН водной вытяжки в элювиальных горизонтах варьируют от 6,3 до 7,9, в иллювиальных — от 7,3 до 9,2.

Много- и средиенатрпевые солонцы характеризуются столбчатой структурой В[ горизонта с прочными и хорошо окатанными головками столбоп. У малопатриевых она столбчато-ореховатан; столбпкн легче разрушаются при сдавливании. Солонцам с очень низким содержанием обменного натрия свойственна ореховатан структура иллювиального горизонта,

В диапазоне от 0 до 10% натрии от емкости обмена (В. И. Кпрюшип, 1972, 1976) степень пептизацин ила колеблется в пределах 7—20%. С повышением обменного натрия от 10 до 20% увеличивается нептизируемость ила от 7—20 до 20—45%. У многонатриевых солонцов онз становится выше .70%. В целом же, делается вывод, что степень пептн-зации ила не строго зависит от содержания обменного натрия и помимо него определяется и другими факторами.

Повышенные нептизируемость и засоление, обогащенность иллювиальных горизонтов илистой фракцией ухудшают водно-физические, физико-механические (высокая твердость в сухом состоянии) и химические свойства солонцов и соответственно условия произрастания на них культурных растений, ограничивают оптимальные сроки проведения полевых работ.

Таким образом, существующие представления о природе солонцеватостн почв региона слабо освещают вопросы дифференциации почвенного профиля солонцов, их высокую пеп-тизируемость и пути устранения отрицательных свойств. Для объяснения указанных процессов, исходя из признания гидрофобной природы коллоидов солонцовых почв, были проведены широкие исследования по изучению коллондио-хнми-ческих свойств, механизмов формирования ДЭС почвенных коллоидов, взаимосвязей электрокннетическнх свойств с физико-химическими, воднофизнческими и физико-механическими свойствами, дифференцированных мер по устранению неблагоприятных свойств солонцов.

Электрокинетический потенциал и факторы, определяющие его величину. Взаимосвязь пептизируемости илистых фракций с зарядом поверхности твердой фазы

Влияние рН и анионов на заряд поверхности минеральной части почв. Выяснено влияние отдельных почвенных компонентов на формирование эффективного заряда ППК солонцов.

12

Особенно важнь! эти знания для минеральной части почв, в которой отсутствуют изоморфные замещения кремния и алюминия в тетраэдрических и октаэдрнческих слоях (каолинит, галлуазит, аморфные соединения кремния, железа и алюминия). По представленням В, Н. Миханлнченко, их роль в формировании заряда солонцов незначительна.

По данным М. П. Сидоровой, Д. А. Фридрихсберга (1974, 1976, 1980) изоэлектрнческая точка кварца близка к рН 2,0. С ростом рН на единицу от 2,0 до 4,5 дзета-потенциал возрастает с угловым коэффициентом 55 мВ на свежеочшцен-ных поверхностях и 22—30 мВ при обычных условиях. Следовательно, аморфные соединення кремния в солонцовых почвах имеют полноразвитый ДЭС, но электрокинетическнй потенциал может быть значительно ниже межфазового.

На ми (В. В. Окорков, А. И.Курбатов, 1975) было установлено увеличение дзета-потенциала просяновского каолинита до 55 мВ с ростом рН до 6,5—7,0, Дальнейшее повышение рН не увеличивало заряд его поверхности. Изменения межфазовой разности потенциалов (ЭДС гальванического элемента с мембранным электродом из каолинита) и дзета-потенциала каолинита в зависимости от рН были симбатны. Изоэлектрнческая точка каолинита наблюдалась при рН 2,9. Факт однотипного изменения дзета-потенциала кварцевых систем и каолинита в зависимости от рН позволяет высказать предположение, что рН зависимый заряд поверхности обоих минералов формируется по одинаковому механизму, т, е. за счет диссоциации Н+ силанольных групп, образующихся при адсорбции молекул воды кислородами тетраэдрического слоя. Таким образом, и данная группа минералов в солонцовых почвах имеет полноразвитый ДЭС,

Из литературных данных (Р. И. Злочевская, 1969; 3. П. Козьмина. 1972; Ю, М. Чернобережский, 1972) следует, что вклад собственно аморфных соединений гидроксидов и оксидов железа и алюминия в величину заряда иллювиальных горизонтов солонцов невысок, так как их нзоэлектриче-скне точки (рИ 6,5—9,2) близки к значениям рН в солонцах. Однако теоретические представления свидетельствуют о возможности адсорбции минеральной частью почв в качестве потешшалопределяющих и ряда анионов (СОз2-, НР04г_, БЮз2-, С;0(2- и др.), так как они способны образовывать со многими катионами кристаллической решетки (Са2(~, М^24-, Ре2*, Реп и др.) труднорастворимые соединения. Добавление этих анионов в такие дисперсные системы должно увеличивать их электрокинетический потенциал и пептнзируе-мость.

Экспериментально установлено, что при добавлении к Са-асканиту 0,05 Н растворов КаНС03, Ха2С03 и ЫаОН

происходит увеличение его дзета-потенциал а соответственно с 11,0 до 24.8, 39,0 и 24,3 мВ. При обработке Ре2*- и Ре3+-асканита содовыми растворами дзета-потенциал увеличивался с 8,0 до 30—53 мВ. В этих случаях образование новой твердой фазы (СаС03. Са(ОН)2, 1:еС03 и Ре2(С03)3) облегчало вхождение ионов натрия в обменное состояние. Кроме того, образовавшейся фазой адсорбировались С03г~ и ОН" ноны в качестве потенциалопределяющих. Это увеличивало дзета-потенциал изучаемых систем. Действие ОН- и НСО^" ионов на изменение дзета-иотенциала было близким. Увеличение прочности связи ишюн С0зг~ с попами железа по сравнению с нонами кальция приводит к адсорбции первых новой твердой фазой к при значениях рН более низких, чем изо-электрическая точка. Этот механизм образования заряда ППК широко представлен в солонцовых почвах Алтайского края, в которых широко представлены железосодержащие минералы (И. Т. Трофимов, 1969).

Роль ионов 5Ю3г- в повышении пептизнруемостн солонцов доказана в работах В. А. Ковды (1937, 1946), Н, П. Панова с соавторами (1971, 1982, 1989),

Влияние состава протнвононов на электрокинетические, электрохимические и некоторые физико-химические свойства глинистых минералов и почвообразующих пород. В связи с продолжающейся дискуссией о роли обменных натрия н магния в развитии солонцового процесса почвообразования нами (В. И. Кирюшин, В. В. Окорков, 1980) было изучено влияние соотношения обменных катионов кальция и натрия, магния и натрия на электрокинетнческнй потенциал и степень пентизации ила мономинеральных глин и ночвообразующих пород (рис. 1). При насыщении ПК кальцием или магнием наиболее высокие значения дзета-потенциала наблюдаются у каолинита, наиболее низкие — у вермикулита и гндрослю-дистых пород, промежуточные — у бентонитовой глины. С ростом обменного натрия дзета-потенциал интенсивно возрастает у монтмориллонита, значительно медленнее — у каолинита, вермикулита и гидрослюд. В итоге, у натриевых форм глнн и пород максимальный уровень дзета-потенцнала наблюдается у бентонита, минимальный — у гидрослюд и вермикулита, промежуточный — у каолинита.

Данные, приведенные на рис. 1, свидетельствуют о том, что пептнзируемость илистой фракции наряду с электрокинетическим потенциалом определяется и минералогическим составом глин и пород. Влияние обменного магния на дзета-потенциал и степень пептизацпн ила исследовавшихся образцов проявляется очень слабо. Можно отметить, что некоторое увеличение стенспн пентизации. ила при замещении 14

кальция магнием более отчетливо, чем соответствующее изменение дзета-потенциала.

Был проведен расчет изменения межфазовой разности потенциалов (Д<р) исследуемых объектов по уравнению

Дчр = —58(рМа + ]е7^ ), (2)

где рЫа — отрицательный десятичный логарифм активности „ ионов натрия в жидкой фазе;

а ¡^ — доля ионов натрия на поверхности твердой фазы. Данные показали, что симбатное изменение дзета-потен-цнала и межфазовой разности потенциалов Д<р наблюдалось при содержании обменного натрия ниже 20—30%. С дальнейшим ростом последней величины для большинства образцов межфазовая разность потенциалов, соответственно .и Ч'гпотенциал, растут значительно быстрее, чем дзета-потен-цнал. Это приводит к криволинейной" зависимости степени пептизацин ила от дзета-потенциала и линейной (в широкой области изменения обменного натрия) от Дф-нотенциала.

Таким образом, пептизируемость поглощающего комплекса, уровень которой определяется структурой глинистых минералов, управляется в основном электростатическим фактором.

Установлено, что степень отднссоцнацин обменного натрия увеличивается в последовательности: вермикулит—гидрослюда—монтмориллонит—каолинит. У гидрослюдистых минералов и вермикулита изоморфные замещения сосредоточены главным образом в тетраэдрическом слое, и, следовательно, дефицит заряда локализован вблизи поверхности элементарных слоев, что определяет наиболее высокую прочность связи обменных катионов у этих минералов. Кроме того, степень выраженности изоморфизма у них наиболее высокая. У монт-мориллонитовых минералов дефицит заряда связан с замещениями в октаэдр и ческом слое, расположенном в центре элементарного слоя. И обменные катионы, размещенные на большем расстоянии от заряженных центров, слабее связаны с поверхностью. У каолнннтовых минералов способность к обмену обусловлена главным образом наличием нарушенных связей и замещением водорода наружного слоя гидроокислов катионами металлов, прочность связи которых, очевидно, невелика. В целом кристаллохимические особенности глинистых минералов в значительной мере объясняют наблюдаемые различия в величинах электрокннетического потенциала.

Исследователями (С. Маттсон, 1938; С. Е. МагсЬаП, А. Э. Ауегэ, 1946; И. И. Горбунов, 1948; Р. И, Злочевская, 1969, 1972, 1977, 1988) показано, что степень отднссоцнацин одновалентных обменных катионов в 5—10 раз выше, чем

двухвалентных. Таким образом, повышение электрокинетического потенциала изученных дисперсных систем с увеличением обменного натрия объясняется увеличением абсолютного количества отдиссоииированпых обменных катионов натрия.

Роль гумуса и обменных оснований в электрокннетнческнх свойствах дисперсных систем. Роль гумуса в электрокннетн-ческнх явлениях связана с наличием в его структур? функциональных кислотных групп, р!< (отрицательный десятичный логарифм констант ионизации) которых варьируют в широких пределах (от 2,6 до 9.7), а диссоциация начинается при рН = рК—2. При существующих значениях рН иллювиальных горизонтов (около 8 и выше) кислотные группы с рК меньше 6 будут ионизированы полностью, с рК = 8 — наполовину, более слабые — частично. Ионизированные и полярные группы гндратируются за счет ионо-динольного взаимодействия и возникновения водородной связи.

Адсорбнруясь минеральной частью почв, ионизированное и гидратироваиное органическое вещество повышает ее термодинамический потенциал. Однако возможное изменение специфики ППК, характера его взаимодействия с обменными катионами может по-разному влиять на заряд и лептизируе-мость твердой фазы.

Показано, что как исходные, так и обработанные перекисью водорода с целью удаления гумуса Са- и М^-образцы имеют наиболее низкие и близкие значения дзета-потенциалов, а Ыа-формы — наиболее высокие. В исходных образцах элювиальных горизонтов солонцов с ростом обменного натрия дзета-потенциал увеличивается интенсивнее, чем в обработанных Нг02 образцах, а изменения в пептизируемостн ила имеют' противоположный характер. Это свидетельствует о том, что органическое вещество этого горизонта посредством 2- н 3-валентиых катионов объединяет минеральную часть почвы в наиболее прочные агрегаты. В иллювиальных горизонтах изменения в пептизируемостн ила и дзета-потенциале после обработки Н202 менее значительны, чем в элювиальных, что свидетельствует о слабой агрегирующей роли гумуса в них.

На фоне обменного магния в исходных образцах с увеличением обменного натрия часто отмечается более медленный рост электрокннетического потенциала, но' более высокое возрастание степени пептнзации ила, чем на фоне обменного кальция, что вызвано Солее слабой прочностью микроагрегатов, частицы которых объединены ионами магния. В целом же не выявлено существенной пептнзнрующей роли обменного магния.

Влияние концентрации элекролитов на дзета-потенциал 16

глинистых минералов. Иллювиальные горизонты ' солонцов засолены легкорастворимыми солями (хлоридами, сульфатами), что ведет к сжатию ДЭС и снижению дзета-потенциала. В согласии с другими исследованиями наши данные также свидетельствуют об уменьшении дзета-потенциала каолинита с 44 до 26 мВ н асканита с 25 до 19 мВ с ростом концентрации хлористого калия от 0,01 до 0,1 н. С уменьшением концентрации KCl от 0,01 до 0,001 и снова отмечается небольшое снижение дзета-потенциала, что, по-видимому, связано и с адсорбцией минералами ионов водорода.

Межфазовая разность потенциалов обоих минералов со снижением концентрации хлористого калия увеличивается с угловым коэффициентом 40 и 56 мВ на единицу рК (рК = = —) соответственно для каолинита к асканита. Из данных вытекает: 1) при одном и том же составе дисперсионной среды заряд поверхности твердой фазы определяется и строением ПК; 2) изменение межфазной разности потенциалов, а следовательно, и ^¡-потенциала, может не совпадать с изменением дзета-потенциала.

При характерных для солонцов химических и физико-химических свойствах важнейшие компоненты их могут иметь полноразвитый ДЭС. Заряд внутренней обкладки его возникает различными путями, но решающее значение на величину эффективного заряда твердой фазы оказывает состав противоионов. В случае одновалентных компенсирующих ионов Na+ и К+ наблюдаются повышенные величины дзета-потенциала, в случае 2-валентных — они резко снижены.

К о л л о и д и о-х п м н ч с с к и е свойства почв солонцовых комплексов

Пептизируемость солонцовых почв в связи с зарядом их поверхности и содержанием обменного натрия. Повышенная пептизируемость илистой фракции является основным проявлением физико-химической солонцеватости почв. Исходя из представлений о гидрофобной природе ППК солонцов, изучалось влияние электростатического фактора на устойчивость илистой фракции. Исследований по взаимосвязи степени пептизации ила с электрокинетическим потенциалом почв практически не проводилось. Более широко представлены данные но взаимосвязи степени пептизации ила с содержанием обменного натрия (А. И. Парфенов, 1969; Н. П. Панов к др., 1967, 1971, 1972; В. М. Володин, 1971; Н. В. Семендяева, 1971; В. И. Кнрюшин, Л. И. Бабич, 1972; В. П. Стрельченко н др., 1972) и дзета-потенциала с обменным натрием. Результаты исследований весьма противоречивы.

Из анализа взаимосвязи дзета-потенциала с содержанием обменного натрия и гумуса, емкости обмена со всей очевид-

ностью (рис. 2) вытекает главенствующая роль поглощенного натрия в проявлении электрокинетических свойств (В. И. Кирюшин, В, В, Окорков, 1980). Более высокая скорость возрастания дзета-потенциала элювиальных горизонтов от содержания обменного натрия по сравнению с иллювиальными объясняется распределением обменного натрия преимущественно на внешней поверхности микроагрегатов, а более высокий свободный член взаимосвязи — слабым сжатием ДЭС низкими концентрациями солей в дисперсионной среде и преобладанием среди вторичных глинистых минералов каолинита, характеризующегося при малых степенях насыщенности натрием наиболее высокими значениями дзета-потенциала. Роль обменного натрия и увеличении дзета-потенциала солонцов связана с его наиболее легкой отдиссониа-цней с поверхонети твердой фазы, зависящей от строения и состава ППК, что подтверждается тесной взаимосвязью между элсктрокпнетическнм и электрохимическим потенциалами.

Установлена весьма тесная линейная (Аргор,) и экспоненциальная (Вггор.) связь меж л у пеигнзпруемостью солонцов и электрокннетнческим потенциалом, что в противоположность исследованиям В.- Н. Михайличенко свидетельствует об определяющем значении электростатического фактора в пептизаинн тонкоднсперсной фракции почв. Криволинейный характер указанной взаимосвязи в иллювиальных горизонтах объяснен как существованием малопрочпых мнкроагрегатов, так и более медленным ростом дзета-иотен-цнала по сравнению с нзмененнем межфазовой разности потенциалов при высоком содержании обменного натрия. Тесная связь между степенью пептизацин ила (Т) и Аф-ло-тенциалом Вргорнзоитов солонцов подтверждает последнее положение:

Т =—135+1,86Д<р, (3)

г = 0,673; ^ = 3,15; =3,05; п = 14.

Взаимосвязь между степенью пептизацин ила и содержанием обменного натрия в элювиальных горизонтах линейная, а в иллювиальных экспоненциальная. Податливость первых горизонтов распыляющему действию воды более низкая, чем вторых (рис. 2). Не выявлено значительного влияния обменного магния на дзета-потенциал н степень пептизацин ила исследуемых солонцов.

Методами корреляционного н регрессионного анализов выявлена существенная роль адсорбции нонов СОл3- в качестве иотенцналопределяющих Са-, Ие- н М^-содержащими минералам» в повышении заряда ППК В« и С-горизонтов 18

солонцов. Объяснена тесная взаимосвязь между суммой солей н электронннстическим потенциалом.

О механизме устойчивости высокодисперсных фракций солонцовых почв. Установлены высокие значения электрокинетического потенциала водопеитизпруемого нла солонцов (3-1—50 мВ): Величины его для первой порции ила и всего образца натриевых солонцов близки. Экспериментально доказано положение о том, что в состоянии равновесия почвенные частицы могут различаться но величине заряда поверхности, что весьма важно для объяснения формирования иллювиальных горизонтов солонцов с малым содержанием обменного натрия.

Механизм коагуляции почвенных золей солонцов электролитами подчиняется закономерностям, характерным для отрицательно заряженных гидрофобных коллоидных систем {табл. I). По коагулирующей силе ноны магния превосходят ионы водорода и для большинства золей близки к ионам кальция. В целом же коагулирующие концентрации ионов водорода, магния, кальция, алюминия (железа), выраженные в мг-экв/л, чаще всего одного порядка, что свидетельствует о ведущей роли адсорбционных процессов при коагуляции. По отношению к одновалентным катионам натрия и калия золи резко дифференцированы. Наименее устойчивы к их действию ионно-стабилизированные золи из иллювиальных и переходных горизонтов, а наиболее устойчивы гумусовые соединения и золи из элювиальных горизонтов, стабилизированные ими. Механизм коагуляции последних связан с нейтрализацией заряда всех функциональных кислотных групп органического вещества нонами водорода, определенной части их нонами магния, кальция и железа. Под влиянием ионов натрия и калия теряется заряд всех функциональных групп за счет сжатия ДЭС, Органо-мннеральные золи играют особую роль в формировании иллювиальных горизонтов с малым содержанием обменного натрия.

Таким образом, исследования выявили решающую роль электростатического фактора в повышенной пептнзируемости солонцов. В свою очередь, установлено определяющее влияние обменного натрия на электрокииетическнй потенциал солонцо». Оно связано с более легкой огднегоциацией его с поверхности ППК по сравнению с двухвалентными катионами.

Фильтрационная способность и механическая прочность солонцов в связи со строением и • с в о й с т в а м и ППК

Фильтрационная способность дисперсных систем. Взгляды на причины пониженной фильтрационной способности солон-

Порог коагуляции электролитами золе б, выделенных из солонцов Северного Казахстана (1—8), Западной Сибири (9), Алтайского края (10)

Таблица I

№ Горизонт Электролит, ммоль/л Коагулирующая сила 2- и 3-валентних попов по сравнению с одновалентными Na* или К> Mg®t | Cau Al1*-

образца NaCI КС1 | НС1 MgClj СзС1г AlCIj

Фракция менее 0,001 мм

1 А, — 250 — — 2.5 _ .__ 100 —

2 — 500 — — 2,5 — __. 200 —

3 — 250 — — 2,5 — _ 100 —

4 — G80 28 2,3 1,1 0,20 296 613 3100

5 Аг — 500 — 5.0 3,3 2.5 100 152 200

l В, — 250 — — 7,5 — __ 33 —

2 — 31,2 6,2 2,5 1.2 — 12 25 —

б — 15,6 2,5 0,90 M О,« 17 14 39

7 — 15,6 2,5 1,2 1,1 0,30 13 14 52

S — 15,6 2.5 0,60 о,со 0.10 2С 26 39

0 в* — 15,6 1.С 0,60 0,60 0,25 26 20 02

10 Ai+B1 (0-10 см) ' — 31,2 5,0 1,2 1,1 0,75 26 28 42

10 А|+В, (10-20 см) — 47,0 5,0 1,2 1,1 0,40 39 43 120

10 А — 12,0 2,5 0,19 0,60 ом 19 20 27

Na-бсито пит 75,0 62,5 0,0 2,2 1,9 0,25 31 40 ! 300

Фракция менее 0,0(Ц)2 мм

8 в, 89,0 22,5 1,2 0,50 0,43 0.28* 178 207

Ка-гушшаг 1410 210 2,2 1,2 0,25* 629 1230

5600

Примечания: Знак — означает отсутствие данных. Номера образцов соответствуют разрезам остаточных (I и С), малонатриевих (3) н средпенатриевих (2, 4, 5, 7, 8) черно)емних солонцов Северного Казахстана, малонатриевих (9) солонцов Западной Сибири, средиенатрисвых (10) каштановых солонцов Алтайского края. Для фракции менее 0,0002 мм показан порог коагуляции хлорным железом, ' ■ ■,

Рас.I. ¡зависимость дзета-потенциале (А, В) .и степени пел-гцзацаа ала (Ъ,Г) глшшстых минералов н пород 01 - . * содержания обменного натрия не фоне обменных кальция (А,В) а магния (В,Г). г' ■ ■ I - бентонит,

; •: 2 - гпдрослщисго-шнтыормляоьитовый суглинок УССР,

3 - гадрослодкстый суглинок БССР,

4 - каолин есильский^ > ■ ■ ■ ; . 5 - еершкулит.

рио.2. Взаимосвязь стелени пеагиэацан ила (Т,5в), дзета-погекщшла иоодеркйния ойиеалого наград в % от емкости, обмена в горизонтах Л^и солонцов Северного К&эахокана, (е - основание натуральных логарифмов)

рис.Э. Изменение среднего радиуса пор почвенныхдиафрагы от. содержания ила (А)* обманного натрия иллквиалышх горизонтов (Б), величины дзета-потенциала (в) иллтиаль-нык горизонтоб оолонцов Северного Казахстана

0/ мм/мин

О.90-

О.ВО-

О.30

е.о ю.о не.о N"0,%

;Рио.4. Взаимосвязь скорости фильтрации по методу Шаина о содержа-* -впей обменного натрия на лугов о-каштанов ом солонце.

1 - в слое 0-Г0 смг.

■ ' Ъъ = 4,05а - 0,4065 .Уа, Ъ = О, Е8В, Уа^ = 0,74;

2 - б слоях- 10-20 и 20-30 см:

/ фв = 1,996 г 0,260Уа, 0,679,^8^ =1,16;

3 - в гилсосодеркашях;слоях 0-10, 10-20 и 20-30 см: )В = 0,272 - 0,0377л^а,. :г= 0,659, ~ 8,00.

й-эка

Fue.5. Влияние доз мелиорантов на дзета-потенциал и содержание обменного натрия иллшаальних горизонтов солонцов подзон обыкновенных (Р. 3—76), окних (Р.опыта 6) черноземов и тешокаитанових почв (Р. 8-76).

ю_ог

Ю - 2o СМ

t n m p ri

ÍS7A ЮТ0 НЭвг Í9S© \<374 137В 4<Э32 -086 ГЭПЫ MCOrr&£IOS*=tHMÜ

рис.6. Диимика обменного татрия на лутово-черкоземшх солонцах.

1 - контроль вспашка ш 25-27 см ;

2 - гипс 14,5 т/га;

3 - фосфогипс 14,5'т/га.

Рис.7. Динамика изобар осмогаческого давления почвенных растворов ¿а лугово-чернозеккнх солонцах. Цифры означат велачщу давления в атм.

Рис, 8. Взаимосвязь гвердооги почвенной коряи о содержанием обменного наград дугово-чернозеиних солонцов. I - опыт 29:

¿о? => -0,318 + 0,0671^, 0,867, 4,5, 5,50, Л= 12.

^ 2 - опыты 19, 41, 43:

¿йР е 0,083 + 0,052оУа, 1= 0,743, 6,0, ^ = 4Г30, /1= Г?.

. 3 - опыты 19, 29, 41, 43:

Ш= 0,008 + 0,0510Л5&, г»-0,759, ^а^- 5,9, tфí.= 6,05, 29. 4'.- опыт 30:

= 0,128 + 0,0630*Ь, 0,684, Жа1/Й= 4,,8, tфí.^ 3,51, /I» 26. 3 , (Влажность почвы естественная, 7,5-10 #)*

О Г

Эо "

«983 496© Ш86_

Гоп.ы иослелоеянин

Рио.9. Влияние комплексных приемов нелиорацш лугов о-' черноземного солонца на: динамику изобар почвенного раствора с осмотическим давлением 5 атм.-I - трехъярусная' обработка на 40-42 см; 2,- то не + фосфогило 7,5 т/га; - .

5 -' плантажная обработка' на, 40-42 ом;

6 - то же + фосфогипс 7,5.т/га; ■ 9 - вспашка' на 25-27 см;

10 -то же + фоофогипс 7,5 т/га..:

новых почв неоднозначны {И, Н. Лнтипов-Каратаев н др., 1953; Л. Г. Бондарев, 1967, 1982; Н. П. Панов, А. Н. Шар-даков, 1968; В. И. Кирюшнн, Л. И. Бабич, 1972; В, Н. Ми-хайлнченко и др., 1975). Одни исследователи связывают низкие величины этого показателя в солонцовых почвах со стабилизацией их высокоднсперсной части гидрофильными соединениями, другие — с повышенным содержанием обменного натрия. Очевидно, в естественных условиях изменения геометрии почвенных пор {размер, количество) определяются набуханием и пентнзацнен почвенных коллоидов и формируют определенный уровень фильтрационной способности почв.

В настоящее время большинство исследователей (Р. И. Злочевская, 1969, 1988; П. Вгсз1ег, 1972) объясняют процесс набухания осмотическими снламп и связывают с диффузией молекул волы в пространство между частицами, в котором сконцентрированы диссоциированные обменные катионы диффузного слоя. Величина набухания растет по экспоненте с увеличением электрического потенциала в средней плоскости между частицами,, т, е. в конечном счете с увеличением Чг1-и дзета-потен пи ало п. Величной заряда определяется и пепти-знруемость солонцовых почв, создающая условия для перемещения илистых частиц н закупорки ими крупных пор.

Исследования подтвердили решающую роль заряда поверхности солонцовых почв в вариации их фильтрационных свойств. Практически полное прекращение фильтрации солонцов, о которой судили но среднему радусу пор почвенных диафрагм, наблюдается при величинах дзета-потенниа-ла около 16—20 мВ {содержание обменного натрия 10— 157а). Данные полевых н лабораторных опытов (рис. 3, 4) свидетельствуют и о сильном влиянии на этот показатель дисперсности ночв и минералов, наличия гипса, уплотняющих нагрузок.

Механическая прочность солонцовых почп и факторы, ее определяющие. Твердость почвенной корки на солонцах управляется механической прочностью агрегатов. Для дисперсных систем глобулярного тина (В. В. Яминскнй, Е. Д. Щукин, 1988) величина прочности обусловливается прочностью индивидуальных контактов между частицами и их числом на единицу разрушения, которое обратно пропорционально квадрату диаметра частиц. Следовательно, механическая прочность солонцов возрастает с увеличением дисперсности и эффективного заряда этих почв.

По данным А, Н. Верещагина {1987) механическая прочность иллювиальных горизонтов солонцов с увеличением обменного натрия до 6—10% от емкости обмена возрастала с небольшим угловым коэффициентом (около 1,5 кГ/смг на

1% обменного натрия), с дальнейшим ростом поглощенного натрия до 20—23% он повысился в 1,5—2,0 раза. ■ Установлена экспоненциальная зависимость твердости почвенной корки от содержания обменного натрия. Увеличение его на 4,5—6,0% повышает твердость корки в 2 раза. Наиболее резкое возрастание последней наблюдается с 10—15% обменного натрия.

Средненатриевые солонцы от малонатриевых отличаются в большей мере по структурно-механическим, чем по фильтрационным свойствам.

Исследования свидетельствуют, что остаточные солонцы не нуждаются в приемах по вытеснению из ППК обменного натрия. Их освоение должно вестись агротехническими приемами, разрушающими плотное сложение иллювиального горизонта. Для улучшения мало- и средненатриевых солонцов необходимо снижение натрия до 10% его содержания от емкости обмена. Это должно выполняться приемами само-мелнорацнн и применения химических мелиорантов. Из последних наибольшее распространение получили гнпсосодер-жащне материалы: сыромолотый гипс и фосфогипс. Вопреки существующему мнению (К. П. Пак, 1975), наши исследования свидетельствуют о высокой эффективности этих мелиорантов и в условиях засушливой и сухой степи Казахстана, когда выпадает около 300 мм осадков в год и более. Это вытекает из закономерностей взаимодействия гнпса и фосфо-гипса с ППК солонцов.

Влияние х и м и ч е с к п х ме л и о р а н т о в на фи з и к о-х и м и ч е с к и е свойства солонцов

Изучение мелиоративного^ эффекта ионов водорода, кальция и железа. Изучаемые мелиоранты (азотная и серная кислоты, гипс, хлористый кальций и сернокислое окисное железо) оказывали практически одинаковое влияние на электрокинетический потенциал и размеры вытеснения обменного натрия из иллювиальных горизонтов солонцов всех подзон (рис. 5). С ростом доз мелиорирующих веществ, наряду с использованием действующего вещества на вытеснение обменного натрия, увеличивается и расход его на увеличение равновесной концентрации катионов вносимых мелиорантов или продуктов их гидролиза, на вытеснение обменного магния, что снижает полезное использование мелиоранта. При соотношении почва: жидкая фаза 1 :2,5 коэффициенты использования доз мелиорантов 0,25; 0,50; 0,75 и 1,00, выраженных в долях от полной нормы, эквивалентной обменному натрию, соответственно равны 1,0; 0,90; 0,80 и 0,70. Не выявлено влияния пила анионов (5042- н С1~) на взаимодействие кальция с ППК. 22.

Показано, что применяемые мелиоранты снижают заряд поверхности ППК по адсорбционному механизму, уменьшают пептнзнруемость солонцов. Для солонцов подзон обыкновенных (р. 3—76) и южных (р. опыта 6) черноземов взаимосвязи между степенью нептнзации ила (Т, %) и дзета-потенциалом следующие:

Т = 4,66-г0,88г — 0,936; п=14 (4)

Т =—13,8+ 1,98г-0,872; п-20 (5)

Увеличение скорости фильтрации наблюдается в том случае, если величина обменного натрия становится меньше 10—15% от емкости обмена. Наибольшие величины ее получены при мелиорации солонцов сернокислым окисным железом, наименьшие — при воздействии кислот, промежуточные — при обработке гипсом и хлористым кальцием. При применении кислот, очевидно, мнкроагрегаты наименее водо-прочны, так как их образование обусловлено в основном действием нан-дер-ваальсовых сил притяжения. Наиболее высокий эффект солей железа, по-видимому, связан с дополнительным влиянием гетерокоагуляцин отрицательно заряженных частиц с положительно заряженным гидроксидом железа, образовавшимся при гидролизе сернокислого железа.

Те же закономерности взаимодействия различных доз и видов мелиорантов получены и на лугово-каштановых солонцах в микрополевом опыте.

Растворимость кальцийсодержащих мелиорантов. Вследствие низкой растворимости гипса в воде (2,5 г/л) в богарных условиях ему отводится весьма скромная роль в вытеснение обменного натрия {К. П. Пак, 1975). Однако при взаимодействии с солонцами из-за связывания ионов кальция ППК растворимость гннса может существенно увеличиваться, что требует экспериментальной проверки.

Установлено, что растворимость гипса в воде несколько ниже растворимости фосфогипса. Наименее растворим гипс самой почвы. Однако в динамических условиях {при капиллярном движении раствора через образец иллювиального горизонта солонца) растворимость этих мелиорантов была близкой.

В статических условиях при взаимодействии с Ха/Са и Па-глинами и суглинками растворимость гипса <г/л) в несколько раз выше, чем в воде (в 1,2—5,7 раза). Она увеличивается с ростом констант обмена ионов натрия на кальции, с уменьшением соотношения твердой фазы к жидкой, увеличением емкости обмена, доз гипса, содержания обменного натрия и гумуса. Повышение растворимости гипса в жидкой фазе при его взаимодействии с Г^а/Са и Ха-образцами связано: 1) со смещением равновесия в сторону

растворения новых порций его в связи с поглощением одного из продуктов реакции (ионов кальция) поглощающим комплексом, 2) образованием ионных пар {СаЭОД Ма50»~). В природных условиях растворению мелиоранта благоприятствуют удаление продуктов обмена в более глубокие слон, образование других ионных пар (М^БОД КЗОг, СаНС03+) и растворимых комплексных соединений с ионами кальция.

В статических условиях установлено возрастание коэффициентов использования - (КИ) растворенного мелиоранта на вытеснение обменного натрия с увеличением констант и емкости обмена, содержания обменного натрии, с расширением соотношения твердой и жидкой фаз и уменьшением доз мелиоранта. В тех же условиях при взаимодействии с ППК солонцов в 30—80 раз увеличивается растворимость и карбоната кальция по сравнению с его растворимостью в воде.

Таблица 2

Некоторые пока-зпгели взаимодействия.гипса и карбоната кальция с ППК черноземного солонца в колонках при прохождении: через и их ISO мм воды

Доза внесения гипса в долях от полной

Коэффициент использования растворенного, гипса на вигеснение обменного натрия

с учетом подключения СаСОз к процессу

без учета подключения СаСОз к процессу

Абсолютные размеры растворения СаСОз. мг-экв

Вклад растворившегося СаСОз в вытеснение обменных катионов. %

Растворившийся гипс.

%

0,46 0.69 0,02

0,46 0,69 0,92

0.46 0,69 0,92

0,86 0,74 0,69

Внесение гнпса во все слои

0,62 0.58 0.64

0,80 0,74 0,63/0,69

0,59 0.66 • 0,58/0,64-

Внесение гипса и 2

0,86 0.75 0,65

0,60 0,56 0,56

7,65 25.9 100

5.74 15,9 91,1

2,32 5,5 89,2

в 2 сдоя

5.39 20,6 100

2,74 8,9 95,4

1,56 4.4 81,5

СаСОз во все слои

7,26 ' .25,6 95.0

$.87 18.6 90,3

4,02 9.4 86,5

Примечание. В числителе приведены величины коэффициента использования для всего растворившегося гипса, в знаменателе — без учета вторично адсорбированных почвой сульфат-конов. Через 4 слоя массой по 150 г пропущено 500 мл HjO.

Закономерности взаимодействия кальцийсодержащих мелиорантов с ППК в зависимости от доз и.способов заделки. Балансовые исследования (табл. 2), проведенные в динамических условиях при различном размещении доз гипса по солям колонок, сформированных из иллювиального горизонта черноземного средненатриевого солонца, свидетельствуют о том, что с увеличением доз гниса от половинной до полной нормы, эквивалентной обменному натрию, значения КМ растворенного мелиоранта уменьшаются с 0,80—0,88 до 0,63— 0,69, а без учета подключения СаС03 к процессу — остаются близкими (0,56—0,61). Подключение СаС03 к мелиоративному процессу растет с уменьшением доз гипса и при размещении его но все слон колонки. Способ размещения мелиоранта слабо влиял на величину КИ растворенного гипса. Это связано с тем, что при равномерном распределении его по слоям колонок хотя и наблюдается более высокий вынос с фильтратом двухвалентных катионов, но он компенсируется более интенсивным подключением к мелиоративному процессу карбоната кальция. Почвенные н внесенные карбонаты кальция растворяются примерно одинаково. Дополнительное внесение СаС03 в двойной норме не уменьшало количества растворенного гипса.

При прохождении через колонки с полной нормой мелиоранта 100—200 мм воды (независимо от способа размещения гипса по слоям) 1 л влаги растворял от 4,9 до 7,3 г гипса. Установлено, что повышенные концентрации первых порций почвенного раствора (порядка нескольких сотен мг-экв/л) обладают сильным коагулирующим действием н поддерживают скорость фильтрации на высоком уровне. Процессы вытеснения обменного натрия наблюдаются не только в слое внесения гипса, но н более глубоких слоях.

На контрольных вариантах за счет гидролиза ППК н растворения СаС03 вытеснение обменного натрия наблюдали лишь в самом верхнем слое колонок (0—I см). Средняя растворимость карбоната кальция составила 0,56 г/л. Скорость обменных процессов п этом случае тормозится фильтрационной способностью слоев с высоким содержанием поглощенного натрия из-за слабого коагулирующего действия равновесных растворов низкой концентрации.

По данным лабораторных опытов для средненатрневых солонцов в динамических условиях была получена следующая зависимость КМ растворенного гниса (при степени его растворения 80—100%) на вытеснение обменного натрия (с учетом подключения к процессу СаС03) от доз мелиоранта

^ш), выраженных в долях от полной нормы, эквивалентной обменному натрию:

К= {1,02—0,38 ш) ±0,025.(6) г—0,959; 10,7; ф =2,23; п=12.

Исходя из установленного скачка в улучшении фильтрационных н фнзнко-механнческнх свойств солонцов при уменьшении содержания обменного натрия до 10%и закономерностей взаимодействия мелиорантов с ППК, предложена следующая формула расчета оптимальной нормы гнпсосодсржа-щего мелиоранта:

Г 0.056-V • II- (N'3—0.1П) т

1 = К * { }

где Г — доза гипса, т/га;

V — объемная масса мелиорируемого слоя почвы, г/см3;

¡1 — мощность мелиорируемого слоя почвы, см; N3 — содержание обменного натрия, мг-экв/100 г почвы;

Е — емкость обмена почвы, мг-экв/100 г;

К — коэффициент использования гипса на вытеснение обменного натрия с учетом подключения к мелиоративному процессу карбоната кальция почвы. Для мало-, средне- и многонатрневых солонцов величины К соответственно равны 0,70; 0,80 и 0,90.

Критически рассмотрены и другие методы расчета доз мелиорантов (В. А. Гнатенко, 1937; Л. И. Соколовский, 1941;

A. М. Гринчепко, 1954; Л. Я. Мамаева, 1956; Б. И. Лактионов, 1962; И. С. Пономарева,;А. И. Парфенов, 1966; Л. В. Бе-резин и др., 1971; П. П. Панов, 1972; Э. И. Кокурнна, 1980;

B. И. Сапич, 1982; 1?. БсЬоопоуег, 1951; М. А. АЬс1е|, 1979).

Химическая мелиорация солонцов в степной зоне Казахстана

Подсчеты но данным модельных исследований свидетельствуют о возможности протекания обменных процессов при гипсовании с достаточно высокими скоростями даже при накоплении за зимний период около 100—120 мм осадков, что вполне возможно при ежегодном выпадении их около 300 мм в год и более. Однако в работах различных исследователей в регионе получены как положительные, так и отрицательные результаты гипсования лугово-черноземных, луго-во-каштановых, черноземных и каштановых солонцов, должного объяснения которым не было дано. Не решены также многие вопросы разработки технологий химической мелиора-■ ции солонцов в различных почвенно-мелноратнвных условиях, длительности действия мелиоративных приемов, скорости про-,26

теканин процессов рассоления и рассолониевания, что потребовало дальнейших углубленных исследований по проблеме.

Эффективность и длительность действия гипсования луго-во-степных солонцов степной зоны Казахстана. Положительное действие гипсования лугово-черноземных средненатриевых солонцов (табл. 3) со среднегодовым количеством осадков около 310—360 мм прослежено в течение 14 лет. С длительностью использования солонцов продуктивность и стабильность урожаев на них возрастают. Действие гипса н фосфо-гипса на эти показатели было близким. Не выявлено положительной роли перепашки н повторного применения фосфо-гипса на урожайность ячменя.

Высокая эффективность гипсования солонцов, очевидно, связана с интенсивно идущими мелиоративными процессами. Установлено, что процессы растворения гипса, уменьшения обменного и суммы обменного и водорастворимого натрия, снижения концентрации почвенного раствора протекают по реакциям первого порядка. О скорости этих процессов судили по периоду, вызывающему изменение соответствующего показателя в 2 раза.

На контрольных делянках лугово-черноземных солонцов в слое 0—20 см период уменьшения обменного натрня (рис. 6) в 2 раза за счет СаСОз равен 16—20 годам, на гипсованных — 7—9.

Скорости удаления обменного и общего натрня близки, а снижения концентрации почвенного раствора в 1,5—2 раза выше. Период растворения половинного количества гипса составляет 2 года.

Улучшение физико-химических свойств солонцов в процессе мелиорации привело к увеличению фильтрационной способности, снижению объемной массы, В согласии с лабораторными исследованиями решающее влияние на водопроницаемость оказывает содержание обменного натрия. Более высокими величинами этого показателя (рис. 1] характеризовались сам 1.те верхние (0—10 см) и гнисосодержащие (10— 20, 20—30 см) слои солонцов, наиболее низкой — безгннсо-вые (10—20 и 20—30 см). Последнее связано с воздействием на слои 10—20 и 20—30 см уплотняющих нагрузок, разрушающих почвенные микроагрегаты, при работе тракторов и сельскохозяйственных машин в наиболее влажный весенний период. Вопреки существующим представлениям, несмотря на различия в фильтрационной способности контрольных и гипсованных делянок, скорость рассоления была близкой. О ней судили по изменению с глубиной изобары осмотического давления почвенного раствора 5 атм в зависимости от длительности использования солонцов (рис, 7).

Ежегодное осеннее рыхление на глубину 25—27 см создает

Таблица 3

' Урожайность зерна ячменя (о/га) на лугово-чернозем них солонцах (опыт 19, с-з «НоворыбннскнП»)

Годы исследований

Варианты опыта 19761980 1982 1983 1981 1985 1082— 1985 1987 1988 1987— 1988

9,2 15,8 11,9 10,0 3,5 12,0 14,2 7.8 11,0

12,4 21.9 15,1 20,2 18,0 18,9 17,2 21,7 19,4

12,6 20,8 14,7 19,1 17,1 17,9 16,8 21,0 19,2

— 19,6 13,2 18,5 17,8 17,3 15,9 22,4 19,2

— 19,5 13.8 18,0 14,1 10,5 — '— —

Вспашка на 25—27 см в 1974 г.+ежегодное осеннее рыхление на 25—27 см

1. Контроль........

2. Гипс М.5 т/га под вспашку в 1974 г..........

3. Фосфогипс 14,5 т/га под вспашку о 1974 г........

4. Фосфогипс 14,5 т/га в 1974 г. 4-■ +7 т/га в 1981 г. .... • Средняя урожайность по фону,

ц/га . ... . .....

Вспашка на 25—27 см в 1974 г.+перепашка в 1981 г.+ежегодное осеннее рыхление на 25—27 см с 1982 г.

1а. Контроль......

2а. Гипс 14,5 т/га под вспашк>

в 1974 г....... .

За. Фосфогипс 14,5 т/га под вспаш

ку в 1974 г. ..... . 4а, Фосфогипс 14,5 т/га в 1974 г.+

+7 т/га в 1981 г.....

Средняя урожайность по фону

НС Po.es. 1</га.......

ИСРс .«> обработка .....

ИСРс,«, мелиорант.....

9,2 13,6 13.0 15,3 2,2 11,2 — — —

12,4 20,2 14,1 19,5 10,7 17,0 — — —

12,0 20,0 , 14,0 17,8 17,2 17.4 — ■ _

._. 21,9 13,8 21,4 18,5 18,9

— 19,1 13,9 18,5 13,0 16,3 _ _ _

1.4 1,8 1,1 2,3 1,4 _ 1,3 2,1

0,9 0,7 1,2 0,7 _ ___ _

- 1,2 1.0 1,0 1,0 — — — —

Примечание. Урожайные дзнные за 1970—1980 годи опубликов.ии в работе (В. И. Кирюшил и др., 1982), за 1962—1988 годи получены В. В. О корковым сопмеоно с А. Н. Верещагиным (В. В. Окоркой, А, И. Верещагин, 1987).

пористое строение обрабатываемого слоя, способного впитать весной .основную массу накопленных на зиму осадков как на гипсованных, так и на контрольных делянках. По мерс рассоления почвенного профиля растет и мощность корнеобн-таемого слоя солонцов. На гипсованных делянках это стабилизирует урожаПность на более высоком уровне.

Низкая полевая всхожесть культур является основной причиной снижения урожая на контрольных делянках. Густота всходов ячменя (Z, шт/ма) линейно уменьшается с увеличением твердости почвенной корки (Р, кг/см*) на поверхности солонцов:

Z—il91—1-1,3 Р, (8)

г— 0,887; t*.-=8.80; t^ -3,82; n=23.

В свою очередь определяющее влияние на формирование почвенной корки помимо ногодиых условий оказывает обменный натрии (рис. 8). Взаимосвязь между этими показателями чаще «сего экспоненциальная. Увеличение обменного натрия на 4,5—6,0% повышает твердость почвенной корки в 2 раза.

Установлено, что процессы рассолонцевания после 14-летнего использования лугово-черноземшлх солонцов затронули на гипсованных делянках метровую толщу почвенного профиля, на контрольных — 75-сантиметровую. И на лугово-кашта-новых и каштановых солонцах с выпадением около 300 мм осадков в год гипсование также высокоэффективно и является одноразовым приемом {табл. 4). В слое 0—20 ем скорость вытеснения обменного натрия гипсом в 3—t раза более высокая, чем карбонатом кальция.

Приемы внесения гипсосодержащих мелиорантов. Влияние способов внесения фосфогнпса (поверхностно, под вспашку, дробно) на твердость почвенной корки, КИ мелиоранта, всхожесть и урожайность ячменя было близким, хотя и отмечалась тенденция повышения всхожести при поверхностной заделке мелиоранта, а урожайности — при внесении его под вснашку н дробно (1/2 дозы под вспашку, другая половина поверхностно под лущильник). По сравнению с поверхностным внесением при этих способах полнее используется растениями фосфор фосфогнпса, отмечается более интенсивное рассолонцевание слоя 20—10 см. Наиболее эффективно внесение фосфогнпса на мало- и средненатриеные солонцы (табл. 4). Положительная роль мелиоранта, внесенного под вспашку, на темно-каштановой ночке связана с обогащением ее подвижным фосфором.

На лугопо-черпоземных малонатриевых солонцах (совхоз «Подлесный» Шортандинского района Целиноградской области) при возделывании ячменя на зерно и эспарцета на сено из-за удобрительного действия установлено преимущество

Таблица.4

Влияние фосфогипса на урожайность зерна ячменя за 1984—1987 годы на почвах каштанового солонцового комплекса, ц/га (В, В, Окорков, Л. Н. Верещагин, 1987)

Варнант Почва Средняя по варианту, ц/га

темно-каштановая остаточный . солонец мало-натриевый солонец

I, Рыхление на 30—33 см . . 17,4 15.2 9,2 13,9

2. Фоефопшс 5 т/га под вспашку

на 30—33 см....... 19.0 16.2 14,8 16,7

3. Фосфогнпс 5 т/га под рыхле-

ние на 30—33 см..... 18,5 16,0 14,3 16.3

18,3 15,8 12,8 —

НСР0,»5, ц/га........ 1,6

НСР способа внесения фосфогип-

са ........... 0,9

НСР почвенной разности .... 0,9

внесения фосфогипса под вспашку в сравнении с поверхностным способом. Таким образом, в ряде случаев способ внесения фосфогипса под вспашку является более эффективным из-за более полного использования растениями фосфора мелиоранта.

На лугово-чериоземных средненатриевых солонцах (совхоз «Новорыбннский») не выявлено преимуществ увеличения степени крошения почвы и интенсивности ее перемешивания с фосфогипсом на скорость мелиоративного процесса и урожайность ячменя. Степень крошения почвы, достигаемая вспашкой плугом, достаточна для успешного протекания мелиоративного процесса. На скорость последнего не установлено влияния и степени. измельчения фосфогипса.

Обоснование оптимальных доз внесения г и псосо держащих, мелиорантов. Изучение эффективности применения различных доз гипсосодержащих мелиорантов, закономерностей взаимодействия их с ПИК солонцов проводилось в черноземной зоне в 3'полевых и одном мнкрополевом опытах, в каштановой — в микронолевом, полевом и производственном опытах. Результаты исследований подтвердили правомерность использования формулы 7 для расчета оптимальных норм фосфогипса и гипса. При заделке мелиорантов под вспашку мощность мелиорируемого слоя совпадает' с глубиной.ее (25—30 см); при внесении под глубокое рыхление она может быть уменьшена до 20 см. Данные о тесиой взаимосвязи прибавок урожаев с содержанием обменного натрия в слое 0—20 см подтвердили правильность установленной мощности гипсуемого слоя. За-30 .

виснмость КИ растворенного мелиоранта от доз его выражалась уравнением:

К= 1,12—0,50 т; г ==—0,92; п-13 (9)

Величины К, рассчитываемые по уравнениям 6 и 9, являются близкими.

Наиболее высокая окупаемость 1 т фосфогипса прибавкой зерна ячменя установлена при применении оптимальных норм фосфогниса. Отмечена несколько более высокая скорость рассоления и рассолонцеваннн при внесении полной нормы мелиоранта, эквивалентной обменному натрию.

Химическая мелиорация рекомендуется па лугово-степных и степных мало- и средненатрневых глубококарбонатных и малонатриевых распаханных высококарбонатных глубокогипсовых солонцах, средне- и многонатрневых высококарбонатных глубокогипсовых солонцах. Наиболее эффективно осваивать солонцы нейтрального типа не выше средней степени' засоления.

Комплексные приемы химической мелиорации и их эффективность. Они рекомендуются иа глубокогнпсоных высококарбонатных средне- и многонатрневых солонцах и основаны на совместном применении глубоких мелиоративных обработок (на 35—(О см), вовлекающих в солонцовый горизонт карбонат кальция почвы, и небольших доз фосфогипса, обеспечивающих улучшение прнпосевного слоя и благоприятные условия для получения нормальных всходов растений в первые годы мелиорации, В последующем рассолонцевание более глубоких слоев протекает за счет карбоната кальция. Многие теоретические аспекты этих приемов изучены недостаточно.

Установлено, что период снижения содержания обменного натрия вдвое в слое 0—20 см при вспашке на 25—27 см и мелиоративных обработках (трехъярусная и плантажная) на 40—12 см составляет соответственно 17—21 и 11 —13 лет, прн гипсовании — 4,6—9,7 лет. За 7 лет процессы рассолон-цевания затронули почвенную толщу до 60—70 см. Не выявлено особых преимуществ "какой-либо обработки н гипсования на протекание этого процесса на глубине 30—70 см.

Из-за большей мощности водов мешающего слоя для талых вод рассоление почвенного профиля по мелиоративным обработкам по сравнению со вспашкой на 25—27 см протекало интенсивнее (рис. 9). На гипсованных делянках по мелиоративным фонам скачок в рассолении наблюдался несколько раньше, чем на контрольных. Различия в мощности рассо-лепного корнеобнтаемого слоя явились основной причиной вариации урожайности ячменя и пшеницы во 2-й ротации зернопарового севооборота (табл. 5). В 1-й ротации урожай-

Т а б л и Ц a S

Влияние комплексной мелиорации лугово-черноземных солонцов на урожайность зерна ячменя (опыт 41)

Вариант Годы исследований Средняя урожайность за 1982— 1988 гг.

1982 1983 1984 1986 1987 1988

I, Вспашка ПТН-3-40 на

40-42 см..... 3,9 7,3 8,7 21,9 21.1 19,1 13,7

2, То же + фосфогипс

7.5 т/га...... 7,8 11,5 11,4 23.0 22,3 21,6 16,3

■3. То же + фосфогипс

.-,7.5 т/га+нэноз 60 т/га 7,8 10,6 12.7 23,5 21.4 20,9 16.2

4. То жо+навоз 60 т/гак 6,3 7,6 12,1 23,7 20.9 21,0 15,3

5."Вспашка ППН-4-40 на

' 40—42 см..... 4,7 6,7 8,8 23.8' 21.4 20,2 14.3

6. То же + фосфогипс

■ 7,5 т/га...... 8,1 10,7 12.0 25.5 ' 22,5 20,4 16.5

7. То же + фосфогипс

7,5 т/га + навоз 60 т/га 9,3 9,3 12 2 25.0 22 1 22 4 16,7

8, То же+нароз 60 т/га 6.5 7,5 12$ 24.8 20,7 18*5 15,0

9. Вспашка Г1Н-8-35 на

25—27 см..... 4,0 ' 4,7 8.1 18,5 14,7 9,3 9.9

10. То же + фосфогипс

' 7,5 т/га...... 7,7 7,9 10,2 19,6 20,3 18,0 14,0

11. То же 4- фосфогипс

7,5 т/га+иааоз 60 т/га 8,2 8.8 11,5 19,8 19,7 18,4 14,4

12. То же+навоз60 т/га 6,9 5,5 . 12,0 19.8 14,3 10,1 11,4

НС Pc,и. и/га .... 1,9 1.0 2.3 2.5 1,8 3,3 —

НСР обработки . . , 0,9 0,5 1,2 1.2 0,9 1,6 —

НСР мелиоранта . . . 0,7 0,4 1,0 1,0 0,7 3,3 —

НСР навоза..... 0.7 0,4 1,0 1.0 0,7 1,3

ность ячменя определялась мелиоративным и удобрительным действием фосфогипса, удобрительным (в качестве источника фосфора) действием навоза.. Удобрительная роль навоза и фосфогипса проявилась лишь в 1-й ротации севооборота, а их совместное применение' не имело преимуществ перед внесением только фосфогипса. Положительное мелиоративное действие последнего на урожайность культур по вспашке отмечалось в течение 2-х ротаций, по мелиоративным обработкам— в течение первой. Это связано с тем,, что по вспашке верхний слой в период посевной бывает более влажным и интенсивнее подвергается коркообразованию.

За счет разбавления гумусового слоя малоплодородными, засоленными переходными горизонтами и адсорбции на них гумуса при комплексной мелиорации солонцов по сравнению с обычной химической несколько понижены биологическая 32

активность почвы и размеры излишней минерализации органического вещества.

По фону плантажной вспашки на 40—42 см скачок в урожайности ячменя отмечен при поверхностном внесении 5 т/га фосфогнпса. Эта доза близка к теоретической (5,5 т/га), рассчитываемой на мелиорацию 0—15 сантиметрового слоя по средневзвешенному содержанию обменного натрия в ело« О—10 см за вычетом 10% его от емкости обмена и с учетом КИ мелиоранта.

Наиболее эффективна следующая технология комплексной мелиорации: 1) внесение фосфогнпса разбрасывателями удобрений; 2) вспашка ПЯС-1,4 па глубину 35—(0 см; 3) разделка пласта тяжелой дисковой бороной.

Результаты исследований доказали высокую эффективность гипсования солонцов не только в условиях засушливой, но и сухой степи с выпаданием около 300 мм осадков в год и выше. Обоснованы расчет оптимальных норм и способы внесения фосфогнпса в зависимости от технологий мелиорации и мелиоративного состояния солонцов. Показаны болыино преимущества перед обычной химической комплексных приемов мелиорации в скорости протекания процессов рассоления, экономии мелиоранта и процессах уменьшения твердости почвенной корки. Последние приемы являются также экологически наиболее безопасными.

Основные выводы

1. С целью выявления природы отрицательных агрономических свойств солонцов Северного Казахстана и разработки дифференцированных технологий для повышения их эффективного плодородия проведены коллоидно-химические исследования по установлению взаимосвязи электрокинетнческнх свойств с физико-химическими, водио-физичеекнмн и фнзнко-механическнмн свойствами, обобщен опыт химической мелиорации солонцов региона.

2. Несмотря на многообразие факторов, обусловливающих заряд внутренней обкладкн ДЭС, величина электрокинетического потенциала солонцов определяется главным образом содержанием обменного натрия. Установлен лннейный рост дзета-потенциала с увеличением обменного натрия как для элювиальных, так и иллювиальных горизонтов. Свободный член взаимосвязи повышается с уменьшением концентрации солей и увеличением доли каолиннтовых минералов, а угловой коэффициент — с ростом прочности микроагрегатов. Решающая роль обменного натрия в формировании высокого заряда солонцов связана с его более легкой по сравнению

3 33

с обменными кальцием и магнием отдиссоциацией с поверхности ППК.

3. Впервые выявлена главенствующая роль электростатического фактора в регулировании пептнзируемостн солонцов, уровень которой зависит от природы органо-мннеральных комплексов и особенностей минералогического состава. Между степенью нептнзации нла и дзета-потенциалом солонцов наблюдается линейная или экспоненциальная зависимость. Наличие последней свидетельствует о более быстром росте межфазовой разности потенциалов (соответственно и Ч'гпотен-циала), чем дзета-потенциала, с увеличением обменного натрия.

4. Впервые показано определяющее влияние эффективного заряда Г1ПК на фильтрационные свойства, механическую прочность агрегатов и твердость почвенной корки солонцов. Наиболее часто взаимосвязь между ними и дзета-потенциалом (содержанием обменного натрия) экспоненциальная. Более резкое ухудшение фильтрационных и структурно-механиче-скнх свойств солонцов начинается с величины дэета-нотеицна-ла около 20 мВ, содержания обменного натрия более 10—15% от емкости обмена.

5. По электрокннетическнм свойствам и механизму коагуляции электролитами высокодисперсная часть солонцов относится к гидрофобным соединениям и подразделена на золи, стабилизированные гумусовыми веществами и нонно-стабнлп-знроваппые. Органо-минеральные золи характеризуются более значительными различиями в отношении коагуляции одновалентными (Ма*, К+) и 2-валептнымп катионами (Саг+, МК").

6. Обосновано положение о том, что в электроповерхностных явлениях равновесие связано с выравниванием электрохимических потенциалов обменных и потенциалопределяющих ионов твердой и жидкой фаз. В силу этого в остаточных солонцах могут присутствовать золи с высоким зарядом, часто органо-минеральной природы. Они способны перемещаться вниз но профилю и легко коагулировать под влиянием более высоких концентраций двухвалентных катионов, формируя иллювиальный горизонт.

7. Комплексом коллоидно-химических методов установлено, что остаточные солонцы являются наиболее легким объектом мелиорации и нуждаются в основном лишь в агротехнических приемах освоения. Для улучшения агрономических свойств мало-, средне- и многонатриевых солонцов необходимы мероприятия по вытеснению обменного натрия сверх 10% его содержания от емкости обмена.

8. В связи с преимущественно нейтрализацнонным механизмом коагуляции высокодисперсных компонентов солонцов

минеральными кислотами, солями с 2- и 3-валентными катионами при действии этих мелиорантов на всю солонцовую массу наблюдаются близкие размеры вытеснения обменного натрия, снижения пептнзнруемости ила и электрокинетн-ческого потенциала. Соли с трехвалентными катионами наиболее эффективны в повышении фильтрационной способности солонцов,

9. Процесс растворения гннса при взаимодействии с солонцами связан с многократным сдвигом химического равновесия в сторону растворения новых порций его из-за связывания ППК ионов кальция, удаления продуктов обмена в более глубокие слои и образования ионных нар с Cai1" и S04i_. В этих условиях растворимость гипса и жидкой фазе {г/лJ в несколько раз выше, чем в воде. Она растет с увеличением констант обмена ионов натрия на кальций, емкости обмена, содержания обменного натрия, дозы мелиоранта, гумуенронан-иостн солонцов и доли смектнтовых минералов.

10. Установлено, что на высококарбонатиых солонцах коэффициенты использования гипса на вытеснение обменного натрия линейно уменьшаются от 1,0 до 0,6 с ростом доз мелиоранта (от 0,3 до 1,0), выраженных в долях от полной нормы, эквивалентной обменному натрию. Для мало-, средне- н многонатриевых солонцов получены соответственно следующие величины КИ: 0,70; 0,80 и 0',90.

11. Полевыми опытами доказано, что в лугово-степных и стенных каштановых и черноземных солонцах мелиоративные процессы протекают по реакциям первого порядка. На луго-во-черноземных средненатрневых солонцах с выпадением около 340—360 мм осадков в год периоды изменения мелиоративного показателя в 2 раза составляют по вытеснению обменного натрия из слоя 0—20 см гипсом 5—8 лет и карбонатом кальция 15—20 лет, по уменьшению концентрации почвенного раствора 3—4 года, растворению гипса и фосфо-гииса 2 года, С длительностью использовании мелиорированных солонцов их мелиоративное состояние из года в год улучшается, а продуктивность увеличивается.

Практические рекомендации

1. Рекомендованы дифференцированные технологии химической мелиорации солонцовых почв в зависимости от их мелиоративного состояния и сельскохозяйственного использования, которые широко применяются при освоении солонцовых почв Северного Казахстана.

Обоснована наибольшая перспективность комплексных приемов химической мелиорации, основанных на сочетании мелиоративных обработок и внесении небольших доз гипсо-

содержащих мелиорантов. Разработана наиболее экономичная технология ее: поверхностное внесение мелиоранта — обработка ПЯС-1,4 — разделка пласта.

' 2. Оптимальная норма мелиоранта рассчитывается по содержанию обменного натрия в почве за вычетом 10% его содержания от емкости обмена и с учетом коэффициента использования мелиоранта. Для мало-, средне- и многонат-рневых солонцов КИ соответственно равны 0,7; 0,8 н 0,9. При внесении фосфогнпса под вспашку мощность мелиорируемого слоя совпадает с глубиной обработки, под рыхленне — составляет 20—25 см; при комплексной мелиорации — уменьшается до 15 см. В условиях региона величина оптимальной дозы фосфогнпса колеблется от 5 до 10 т/га.

3. Степень крошения почвы, достигаемая вспашкой плугами, достаточна для успешного протекания мелиоративного процесса за счет гнпсосодержащнх мелиорантов,

4. При внесении с фосфогнпсом 60—80 кг/га и более подвижного фосфора отпадает необходимость применения фосфорных удобрении в первые 3—I года использования солонцов. Удобрительное действие фосфогнпса наиболее полно проявляется при заделке его под вспашку, мелиоративное — в слое 0—20 см слабо зависит от способа внесения мелиоранта.

5. На снльнозасоленных солонцовых почвах средства мелиорации (мелиоративные обработки, фосфогппс, их сочетание) и удобрения следует применять поэтапно: последние после значительного рассоления почвенного профиля, а на старопахотных рассолившихся солонцах — одновременно уже в первые годы мелиорации. Распаханные солонцы явлются первоочередным объектом мелиорации.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. О к о р к о в В, В., Ч е р п и к о л В. Л. Исследование кислотных свойств фракции фульвокнелот многонатриевого солонца I! Вопросы генезиса, мелиорации il оvрани ночи Северного Казахстана, — Целиноград: Изд-во ВНИИЗХ, 1972. — С. 105—119.

2. Окорков В, В., Курбатов Л. И., Алешин С, Н. Электрокинетические свойства некоторых почв // Известия ТСХЛ. — 107-1. — №6. — С, 121—127/

3. Окорков В, В., Курбатов Л. И, Определение алектрокннети-ческого потенциала почв методом потенциала протекания // Известия ТСХЛ. — 1975. — K¡ 3. — С. 121—127.

4. Курбатов Л. И„ Окорков В, В, Верезин Л. В, Влияние химических мелиорантов на электрокинетические с но Пет на солонцов Западной Сибири // Известия ТСХА. — 1975. — Л» 5. — С. 104—108.

5. Окорков В, В., Ку р С а то п Л. И. О связи между алектрокине-тическнми и фильтрационными свойствами минералов и почв// Теоретические вопросы агропочвоведении и мелиорации солоннов. — 1¿елиноград: Изд-во ВНИИЗХ. 1075. — С. 102-120.

6. Окоркол В. В., Трофимов И. Т„ Курбатов А. И, Усол-кии В, Т., Гладков Ю, А, Влияние химических мелиорантов на члек-трокинетические свойства некоторых солонцов Алтая // Вопросы мелиорации земель в угловннх Западной Сибири.—-Новосибирск: 11зд-ьо Алтайского СХИ. 1976. — С. 08—74.

7. О ко р к о п В. В. Определение изменении разности потенциалов между поверхностью твердой фазы и oOi.cmom раствора в завнснмост от содержания обменного натрия // Исследовании по обработке почвы, илня-нию удобрений и ночвообрлбашнаюшнх от-днй на урожаи яровой пшеницы. Научно-технический бюллетень. — Целиноград: Изд-во ВНИИЗХ, 1978. — Выл. 10. — С. 18—21.

8. Окоркои В. В. Влияние видои и доз химическим мелиорантов на физико-химические свойства солонцов Целиноградской области // Молодые ученые — »муке и практике. Нучпо-юхннчсскнй бяхтлекш., — Целиноград: Изд-во ВНИИЗХ. 1979. — Вып. 21. — С. 8—16.

Э. Окоркои В. В. Пептнзируемость и заряд поверхности почв солонцовых комплексов И Доклады ВЛСХНИЛ. — 1979. — ,\V 6. — С. 41—43.

10. К и р ю ш и и В, И., Окоркои В. В. Об arpeiaimmofi устойчивости дисперсных систем солонцовых почв в связи с ■»лектрокннегичееннм потенциалом // Общие вопросы методики проведения полевых и лабораторных опытов. — Целиноград: Изд-но ВНИИЗХ. 1979. — С. 21—28,

11. Кирюшин В. И, Окорков В, В, Факторы агрегат» л нон устойчивости дисперсных систем солонпоных почв//Со.тоним н и* освоение. Научно-технический бюллетень. — Целиноград: Шд-во ВНИИЗХ, 1980, — Вып. 22. — С, 36—53.

12. К и pro шин В, И„ Окорков В. В., Верещагин А. Н. О взаимодействии гипса н CaCOj с ППК солонцов // Солонцы н их освоение.

Научно-технический бюллетень. — Целиноград: Иад-во ВНИИЗХ. 1980. — Вып. 23. — С. 3—12.

13. О ко р ко в В. В. Комплексное применение физико-химических методов при изучении причин соло и цен а гости почв // Работы молодых ученик, Научночехнический бюллетень. — Целиноград: Изд-но ВНИИЗХ, 1980. — Вып. 25. — С. 3—7.

14. Окорков В. В., Курбатов А. И„ Гончаров П. П. О механизме действия некоторых химических мелиорантов на свойства солонцов // Известия ТСХА. — 1981. — № 2 — С. 122—129.

15. Еськов Л, И., Окорков В. В„ Лихтенберг А. И. Закладка и проведение опытов по мелиорации и использованию солонцовых почв. — Целиноград: Изд-во ВНИИЗХ, 1981. — 33 с.

16. Окорков В. В. К вопросу о роли поглощенного магния и гумуса в солокиенатости почв // Сибирский вестник с.-х. науки. — 1981. .N1 6. — С. 8—15.

17. Окоркой В. В." О природе солониеватости почв и закономерностях пзлимодейстния химических мелиорантов с солоннами // О мерах по освоению солонцовых земель в Казахской - ССР.—Алча-Лта: Изд-во Восточного отделения ВАСХНИЛ, 1982. — С..31—51.

18. К и рюшнн В, И.. Верещагин А, Н„ Ее ько и А, И., Окорков В. В, Химическая мелиорация солонцов в степной зоне Казахстана// Теоретические основы и опит мелиоративной обработки н химической мелиорации солонцовых почв, — Целиноград: Иэд*во ВНИИЗХ, 1982. — С. 84-91.

19. Окоркоп В. В, Опыт изучения полноты взаимодействия гипса с ППК солонцов //.Теоретические основы и опыт мелиоративной и химической мелиорации солонцовых почв. — Целиноград: Изд-во ВНИИЗХ, 1982. — С. 114—122.

,, 20. Окоркоп В, В., Курбатов А. И, Растворимость гипса в суспензиях солонцов и глин // Известия ТСХД. — 1983. — ' 4. — С. 87—91.

21. Окорков В. В. Способ определения доз гипса и фосфогипса для химической мелиорации солонцов. Авт. св. № 1062606А. Бюл. 47. — 1983.

22. Окорков В. В, О механизме коагулят»! натриевых солей гуми-новых кислот // Сибирский веепшк с.-х." науки.— 1984. — .4° 2..—. С,- 55—63.

23. О к о р к о в В, В„ В с р е щ э г и н А. Н. Взаимодействие различных доз фосфогипса с ППК лугово-степных каштановых солонцов Северного Казахстана // Агрохимия. — 1984. — Л"» 1, — С. 50—60.

24. Окорков В. В., Верещагин А, Н. К технологии хнмическоП мелиорации солонцов в степной зоне Казахстана // Вопросы мелиорации н кормопроизводства на комплексных солонцовых почвах и поливных землях в Северном Казахстане. — Целиноград: Изд-во ВНИИЗХ, 1984. — С. 35—45.

25. О кор ков В. В„ В ереща гн и Л, Н. Взаимодействие различных доз фосфогипса с ППК лугово-степных черноземных солонцов Северного Казахстана и обоснование оптимальных доз его внесения // Вопросы мелиорации и кормопроизводства на комплексных солонцовых почвах и поливных землях в Северном Казахстане,—Целиноград: Изд-во ВНИИЗХ, 1984. — С. 46-60.

26. Окорков В. В. К вопросу определения обменного натрия в солонцовых почвах // Агрохимия; — 1985. — № 2. — С, 107—112.

27. Бараев .А. И., Еськов А. И., Окорков В. В. Солонцовые земли и их освоение // Почвозащитная система земледелия. — Алма-Ата: Изд-во »Кайнар», 1985. — С. 132—148.

28. Окорков В. В, Физико-химические свойства солонцов в завнец-38

кости ог способов внесения фосфоптса // Вестник с.-л. каукн Казахстана. — 1985. — .N4 4, — С. 24—29.

29. Око р ко в В. В., Верещагин Д. Н. Влияние приемов внесения фосфогипса на его взаимодействие с ИПК солонцов // Вестник с.-х. науки Казахстана. — 1985. - Л 8. - С. 34—39.

30. О к о р к о в В. В., Верещагин Л. Н. Эффективность н длшель-ность химической мелиорация лугово-степных солонцов Северного Казах-стона Ц Агрохимия. — 1986. — .V» 2. — С. 77—84.

31. Окорков В. В. Обоснование оптимальных доз внесения гипсо-содержащих мелиорантов в высоко карбонатные солонцы //Сибирский вестник с.-х. науки. — 1986. — № 1. — С. 55—62,

32. Окорков В. В., Мухамеджакова А. К Эффективность фосфогипса и его смеси с карбонатом кальция на пысококарбонатных солонцах. // Вестник с.-х. науки Казахстана — 1986, — .V« 10. — С. 32—35.

33. Окорков В. В,, Верещагин А. Н. Пути повышения эффективности химической мелиорации солонцов Северного Казахстана // Веет-ннк с.-х. науки Казахстана. — 1987. — Л» 8. — С. 20—24.

34. Окорков В. В., М у х а м е д ж а и о в а Л, К. Влияние фосфогипеа, навоза к обработок на биологическую активность и пищевой режим лутоео-стелных глубокогипсовых солонцов // Приемы мелиорации н использования солонцов. Научно-технический бюллетень. — Целиноград; Иэл-во ВНИИЗХ, 1987. — № 59. — С. 30—36.

35. Окорков В. В., Мух амеджа но ва А. К. Причины слабой эффективности химической мелиорации солонцов в острозасушлнвые годы Ц Приемы мелиорации н использования солонцов. Научно-технический бюллетень. — Целиноград: Изд-во ВНИИЗХ, 1987. — № 59. — С. ЗЙ—47,

36. Окорков В, В., Мухамеджаиова А, К. О соотношении мелиоративного н удобрительного действия фосфогипса и навоза па солонцах Ц Агрохимия. — 1987. — Л*« 2. — С. 67—74.

37. Окорков В. В., Лузин А, Т.. Кирплюк М. II. Практика освоения солонцовых земель в Целиноградской области // Освоение солонцовых земель в Северном Казахстане. Научно-технический бюллетень. Целиноград: Изд-во ВНИИЗХ. 1988. — Дй 66. — С. 3—14,

38. Окорков В. В, К вопросу определения осмотического давления почвенных растворов в солонцовых почвах // Освоение солонцовых земель в Северном Кззахстане. Научно-технический бюллетень. — Целиноград: Изд-во ВНИИЗХ, 1988, — № 66. — С. 31—36,

39. Окорков В. В. О некоторш закономерностях протекания мелко-ративного процесса при освоении солонцов // Вестник с.-х. науки Казахстана. — 1988. — № П. — С. 21—28.

40. Окорков В. В. К обоснованию мощности мелиорируемого слоя высококарбонатных солонцов Северного Казахстана // Доклады ВАСХНИЛ. — 1988. — № 6. — С. 15—18.

41. Окорков В, В. Определение доз гипса и фосфогипса для химической мелиорации солонцов // Почвы солонцовых территорий н методы их изучения. — М.: Над-во Почвенного ин-та имени В, В. Докучаева, 1988. — С. 86—94.

42. О к о р к о в В, В, Диагностика степени солонцеват ост и почв и расчет норм гипсования // Химизация сельского хозяйства. — 1989. — .4 2. — С. 37—40.

43. Окорков В. В. Скорость рассоления солонцов степной зоны Казахстана // Химизация сельского хозяйства. — 1989, — 10, — С, 51—54. .

Л 40256 11.04.90 г. Обьем 2.5 п, л. Заказ 1029. Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, .Москва И-550, Тимирязеьскэя ул., 44