Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Окультуривание мелиорированных содовых солонцов-солончаков Араратской равнины в период их сельскохозяйственного использования

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Окультуривание мелиорированных содовых солонцов-солончаков Араратской равнины в период их сельскохозяйственного использования"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСГОГО ЖЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ АРМЕНИЯ

АРМЯНСКАЯ СЕШЬСЮ ХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

МАНУКЯН РУЗАННА РУБЕЖ ВНА

ООТЬШИВЛНИЕ МЕЛИОРИРОВАННЫХ СОДОВЫХ СОЛОНЦОВ-®ЛОНЧАЮВ АРАРАТСШЙ РАВНИНЫ В ПЕРИОД ИХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕН® ГО ИС-ГОЛЬЭОВАНИЯ

ДИССЕРТАЦИЯ /в форме научного доклада/

на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук по специальности 3.01.01 - общее земледелие, почвоведение, агрохимия

ЕРЕВАН - 1997

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте почвовсдеи и агрохимии Министерства сельского хозяйства РА б 1977-1997гг.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Э.М,Айрапетян доктор биологических наук, С.М .Мкртчян

доктор биологических наук, профессор К.В.Григорян

Ведущее учревдение - Научно-исследовательский институт земпедея

Министерства сельского хозяйства РА

Защита дассертадаи состоится ^кЯ 1997г. в УЗ

часа

на заседании Специализированного, совета ШТ Армянской Сельскохоз. ственной Академии Министерства сельского хозяйства РА по адресу: 375009, г. Ереван, ул. Теряна 74.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Аршнской Сельско; зяйсгвенной Академии.

Научный доклад разослан "ЛЗ "с^еЦ/К^ 1997г.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат биологических наук, доцент

Н.П.Хуршудян

ВВЕДЕНИЕ

Засоление и осолонцевание почв широко распространено на всех континентах земного шара, носит прогрессирующий характер и является следствием не только специфических почвенно-гидрогеоло-гических и климатических условий, но и неправильной антропогенной деятельности.

С древнейших времен в Араратской равнине ведется орошаемое земледелие. Однако, наряду с плодородными орошаемыми лугово-бурыми почвами, здесь имеются значительные массивы избыточно увлажненных, засоленных и осолонцованных почв. Вследствие этого более четверти ее территории С околоЗО тыс.га ) не используется в сельскохозяйственном производстве. Для республики вовлечение их в сельскохозяйственный оборот имеет огромное народно-хозяйственное значение.

Химическая мелиорация содово засоленных почв в совокупности с применением агротехнических и агромелиоративных мероприятий является важнейшим фактором улучшения их химических, физико-химических свойств. На фоне ритмичной работы дренажной системы, изменения мелиоративных свойств в почвах становятся необратимыми.

В условиях интенсификации земледелия, возрастающего антропогенного воздействия на почву, актуальными становятся вопросы изучения изменений основных свойств, почвенных процессов с целью установления их направленности.

Вследствие неоднородности механического и солевого составов солонцов-солончаков после завершения химической мелиорации, продолжает сохраняться определенная пестрота мелиоративного состояния почв. В этой связи возникает необходимость дальнейшего улучшения основных свойств почв, повышения степени их окультуренности и плодородия. При этом процесс окультуривания мелиорированных содовых солонцов^солончаков происходит медленно и по плодородию они уступают зональным - орошаемым лугово-бурым почвам.

Исследованиями установлено, что при окультуривании почв важное значение имеет регулирование системы почва-вода-растение. Особенности водно-солевого режима мелиорированных почв, внесение удобрений, режим грунтовых вод и орошение, предлагаемый состав растений, воздействуя на почвенные процессы, в течение

сравнительно короткого промежутка времени, изменяют направленность почвообразовательного процесса и окультуривания.

Двадцатилетнее окультуривание мелиорированных почв приводит к коренному изменененив их основных свойств. В этой связи ведутся исследования химических, физических, физико-химических и водно-физических свойств почв и их изменения с целью установления направленности почвенных процессов, повышения степени их окудьтуренности и плодородия.

Актуальность проблемы. При химической мелиорации снижается засоленность и солонцеватость почвы, тем самым создаются благоприятные условия для возделывания культурных растений. Однако основные свойства почвы нуждаются в дальнейшем улучшении. В этой связи проблема повышения степени ожультуренности и плодородия мелиорированных солонцов-солончаков имеет важное значение

Изучен ряд химических, физических и физико-химических свойст содовых и мелиорированных солонцов-солончаков, а такжа их измен ние в процессе сельскохозяйственного использования почв. В связи с этим приобретает актуальность проведение дальнейших более глубоких исследований, направленных на выявление изменений свойств твердой и жидкой фаз почв, а также почвенных процессов после химической мелиорации в период их освоения.

■Актуальное значение приобретает разработка комплексных мероприятий по закреплению мелиоративного эффекта и направленному воздействию на почвообразовательный процесс.

Защищаемые положения.• На защиту выносятся итоги многолетних научных исследовании миграции1 химических соединений при капил-/ яярном поднятии почвенных растворов и особенностей формирования и развития солонцового процесса, влияния пространственной неоднородности свойств содовых солонцов-солончаков на процессы рассоления и рассолонцевания, влагосолепереноса в условиях различной стратиграфии почвенного профиля, водно-солевого режима мелиорированных почв, характера изменений свойств твердой и жидкой их фаз, интенсивности окультуривания мелиорированных содовых солонцов-солончаков в период их длительного сельскохозяйственного использования.

Предложенные параметры основных свойств мелиорированных почв и их группировка по критериям потери урожайности сельскохозяйственных культур, механического состава почв и уровня ме-

лиорированности позволяют создать относительно однородные участки для дифференцирования агротехнических мероприятий, увеличения их продуктивности и эффективного использования.

Разработанные научно обоснованные мероприятия по регулированию почвообразовательных процессов мелиорированных содовых солонцов-солончаков обеспечивают дальнейшее улучшение основных свойств и мелиоративных показателей почв, по которым указанные почвы приближаются к зональным - орошаемым лугово-бурым почвам.

Научная новизна работы. Исследована интенсивность окультуривания мелиорированных солонцов-солончаков в многолетнем периоде почвообразования в зависимости от комплекса факторов:залегания, химизма и степени минерализации грунтовых вод, механического состава, содержания остаточных солей, минерализации орошаемых вод, характера применяемых агротехнических мероприятий, длительности сельскохозяйственного использования, возделываемых культур и др. Установлено, что в мелиорированных почвах в многолетнем периоде почвообразования, при соблюдении оптимальных поч-венно-гидрологических условий, медленным темпом развивается опреснительный солевой режим, способствующий дальнейшему постепенному улучшению их основных мелиоративных показателей, по которым указанные почвы приближаются к зональным - орошаемым лугово-бурым почвам Араратской равнины.

Изучен характер изменений твердой и жидкой фаз почв под влиянием мелиорации и показана роль воднопептизированного ила, как одного из основных показателей мелиоративного состояния почв и степени их окультуренности.

Выявлена роль воднорастворимого кремнезёма, наряду с содой и обменным натриен.в развитии солонцовых процессов в содовых солонцах-солончаках Араратской равнины.

.Дана оценка пространственного варьирования морфометрических показателей, элементов вещественного состава и свойств содовых солонцов-солончаков и на этом фоне показаны особенности процессов рассоления и рассолонцевания почв.

Проведена группировка мелиорированных содовых солонцов-солончаков по критериям степени их мелиорированное™ и потери урожайности. Разработаны мероприятия по регулированию почвообразовательных процессов и повышению плодородия мелиорированных солонцов-солончаков.

Разработанные научные положения и рекомендации выносятся нг защиту.

Цель работы. Изучить основные факторы, влияющие на интенст ность окультуривания мелиорированных содовых солонцов-солончаков после химической мелиорации, в период сельскохозяйственного использования и предложить научно обоснованные мероприятия по улучшения) их мелиоративного состояния, повышению плодородия Основные задачи исследования.

1. Изучить миграцию химических соединений при капиллярном поднятии растворов и выявить особенности формирования солонцового процесса в содовых солонцах-солончаках Араратской равнины.

2. Выявить влияние пространственной солевой и литологической неоднородности содовых солонцов-солончаков на процессы рассоления и рассолонцевания при их химической мелиорации и в период сельскохозяйственного освоения.

3. Установить характер изменения некоторых физических,- химичес ких и физико-химических параметров содовых солонцов-солончаков при их химической мелиорации для качественной оценки изменения основных мелиоративных свойств и сравнить их с аналогичными параметрами орошаемых лугово-бурых почв. Выявить интенсивность и направленность развития почвообразс вательных процессов в мелиорированных содовых солонцах-солончаках в зависимости от уровня залегания грунтовых вод, механического состава, содержания остаточных солей, возделываемых культур, характера применяемых агротехнических мероприятий и длительности сельскохозяйственного использовани Провести группировку мелиорированных содовых солонцов-содоь чаков по критериям потери урожайности, степени их мелиорированное™ и разработать научно обоснованные мероприятия пс регулированию почвообразовательных процессов в мелиорировав ных содовых солонцах-солончаках, что дает возможность улучшить мелиоративное состояние этих почв и повысить их плодородие.

Практическая ценность работы. Разработанные научные положения вошли в руководство по освоению содовых солонцов-солончаков Араратской равнины, которые используются проектными,сельскохозяйственными, водохозяйственными и другими организациями.

Разработанные рекомендации по оптимальному уровню залегания грунтовых вод и характеру минерализации оросительных вод,агротехническим и химическим мероприятиям давно внедрены в производственные условия при сельскохозяйственном освоении мелиорированных содовых солонцов-солончаков Араратской равнины. Благодаря этим мероприятиям повысилась урожайность сельскохозяйственных культур на мелиорированных почвах бывшего совхоза "Мелиоратор", Ерасхаунской мелиоративной станции и других хозяйств.

Предложенные рекомендации помогут фермерам и землепользователям правильно вести орошаемое земледелие на мелиорированных содовых солонцах-солончаках Араратской равнины, тем самым предотвращая вторичное засоление почв.

Научные положения по освоению и окультуриванию содовых солонцов-солончаков вошли в учебники по почвоведению и мелиоративному почвоведению и используются для обучения студентов в сельскохозяйственных ЗУЗ-ах.

Апробация работы. Результаты исследований в виде отчетов ежегодно обсуждались и одобрялись на заседаниях Ученого совета НИИПиА РА.Материалы исследований обобщены в четырех сводных отчетах по пятилеткам, многие их аспекты опубликованы на Международных ХУ и ХЛ конгрессах МЗП - г.Киото, Япония и Г.Мехико, Мексика, на Международных курсах специалистов Азии, Африки и Латинской Америки С Ереван, 1988,1951), на съезде 33П (.Новосибирск, 1988), на Международном симпозиуме (Волгоград,1991), на Международной конференции (Астрахань,1994;" Москва,I9S7), на Всесоюзных конференциях и совещаниях (Ашхабад,1976; Пущино, 1983; Кишинев, I9S0 ; Красноярск, 1991,1996), на республиканских конференциях Шахкадзор,1981; Ереван,1983,1991), а также з центральных и республиканских специализированных журналах, сборниках тезисов, докладов и трудах НИИПиА и Почвенного института им.В.В.Докучаева.

Автор непосредственно участвовал в полевых и лабораторных исследованиях, являясь руководителем и исполнителем изучаемых проблем. Непосредственно автором составлены программы, обработаны экспериментальные данные, составлены отчеты и рекомендации. Ряд разработок и рекомендаций используется на мелиорированных содовых солонцах-солончаках Араратской равнины.

Автор выражает свою искреннюю благодарность доктору биологи-

ческих наук Саакяну C.B. за оказанную методическую и теоретическую консультацию при выполнении научно-исследовательских р, бот.

РАЗДЕЛ I. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ I.I Объекты исследований

Исследования проводились на двух основных массивах содово засоленных почв: Армавирской, Араратской областях, а также на мелиорированных содовых солонцах-солончаках. 3 качестве эталона служили зональные - орошаемые лугово-бурые почвы Араратско{ равнины.

Содово засоленные почвы - один из труднейших объектов мелис рации. В Араратской равнине они развиваются в условиях лугового режима при постоянном воздействии щелочных грунтовых вод, вследствии испарения которых происходит аккумуляция в предела) почвенного профиля. При этом происходит также трансформация 6v карбонатов натрия в карбонаты, что способствует повышению щелочности и осолонцеванто почвы. Количество солей в этих почва? колеблемся в пределах 0,6-1,5$, в отдельных случаях, достигая 3Обменный ïa составляет Л)-25 мг-экв/КО г, или 50-85$ от емкости обмена.

Неоднородный химический состав грунтовых вод, различная глз бина их залегания и литологический состав отложений обусловили формирование здесь солонцов-солончаков с пестрым химизмом засоления, варьирующего от сульфатно-содового до сульфатно-содо-во-хлодидно-натриевого. Они содержат значительное количество соды: концентрация ионов (1)1+до полуметра составляет 9-12 мг-экв на Ю0 г почвы при общей щелочности 11-14 мг-зкв, а глубже Ю0 см порядка 0,4-0,8 мг-экв/ЮО г почвы при общей шел очно ли 2,3-4,0 мг-экв. В связи с втим реакция почвы резкощелочная С рН-9,5-10,5), вследствие чего твердая фаза почвы диспергирована, бесструктурна и практически не водопроницаема. При этом независимо от механического состава почв строение солевых профилей, в целом,идентично и имеет явно выраженный солончаковый характер. Профиль солонцов-солончаков Араратской равнины не дифференцируется по генетическим горизонтам. Он сравнительно однороден по окраске, сложению, содержанию карбонатов и органического вещества до глубины I м.

Вследствие пестроты почвенного покрова и варьирования основных химических и физико-химических свойств почв, мелиоративное состояние отличается определенной неоднородностью, что негативно влияет на почвенное плодородие.

Исследовались солонцы-солончаки, мелиорированные в 1963 г 1% раствором отработанной серной кислоты и отведенные под виноградник .

Полностью мелиорированные солонцы-солончаки двадцатилетней давности характеризуются следующими параметрами:содержание легкорастворимых солей составляет до 0 ,2,%, общая щелочность -0,81,0 мг-экв/Ю0г почвы, рН - до 8,3, фактор дисперсности 20-33$, отсутствие соды, обменные, Са + - 60, -30, 1а+ - Е ,К+ -% от суммы оснований.

Орошаемые лугово-бурые почвы сформировались в результате хозяйственной деятельности человека. Вследствие длительного орошения эти почвы постепенно обогащались ирригационными наносами.

Мелиорированные содовые солонцы-солончаки по общему содержанию солей, химизму и рН, в целом, близки к рассматриваемым, в качестве эталона, орошаемым лугово-бурым почвам. 1.2 Методика исследований

Изучения проводились полевыми и лабораторными методами исследования. Исследование процессов миграции различных соединений в почвенных растворах целинных и мелиорированных содовых солонцов-солончаков, проведены с помощью полевых лизиметрических методов.

Модельный эксперимент по изучению влагосолепереноса в условиях неоднородной литологии содово засоленных почв в процессе химической мелиорации серной кислотой проводился в полиэтиленовых колонках диаметром 15 ¿5 см и высотой 130 см, на дне которых подготовлен обратный дренаж из песка и гравия.

Анализы почв и вод проводились общеизвестными методами: механический состав - по Качинскому, гумус - по Тюрину, состав водных вытяжек - по общепринятым методам, рН - электропотен-циометрически, гипс - солянокислой вытяжкой, обменные На и К -по Ананяну и Гукасян, состав 5% КОЯ вытяжки по Гедройцу, содержание воднопептизируемого ила по Горбунову, выделение почвенных растворов - по Комаровой. В почвенных растворах и грунтовых водах определяли С032"" НСОо". , Са2Т Яа+,

К , SlG2 , ÍUg 0g , F e2^'3 » воднорастворимое органическое ве щество. Валовое содержание ЗЮ^ в жидкой фазе определяли

весовым методом, мономолекулярные формы - фотоко-

лориметрически с молибдатом аммония, A¿2 Од - алюминоном, в модификации Кадер, Ре^рз-фотоколориыегрически роданистым методом. Воднорастворимое органическое вещество - бихроматным ме тодом Тюрина, в модификации Симакова; содержание подвижных водорастворимых и кислоторастворимых соединений - по Келлерман и Цюрупа. Изучение форм потенциальных подвижных элементов проведено экстракцией 1,0 н раствором серной кислоты С исследования как в водных, так и сернокислотных вытяжках проводились после разрушения в растворах органических и комплексных соединений). Определения экстрагированных элементов проводились следующими методами: SlOg , СгР, МдО - весовым, Аи Fe¿£>3 - фотоэлек троколориметрически: - алюминоном, в модификации Кадер,

~ роданистым, С - по Тюрину, в модификации Симакова.

Для оценки результатов исследований применялись также методы математической статистики для обработки полевых и лабораторных экспериментальных данных.

1.3 Природно-климатические условия и почвенный покров Араратской равнины География, геология и гидрогеология.

Араратская равнина на левобережье долины р.Араке занимает юго-западную часть РА, абс.выс.ТОО-ЮООм и простирается с северо-запада на юго-восток на 120 км при ширине от Б до 33 км и уклоном 0 ,002.

В геологическом отношении палеорельеф равнины сложен древнейшими осадочными породами, частично перекрытыми вулканическими эффузивами. Современные наносы представлены четвертичными аллювиально-пролювиальными осадками различного механического состава от песков до тяжелых глин.

Араратская равнина приурочена к артезианскому бассейну. Питающие его напорные воды, не имея свободного оттока, почти полностью разгружаются б пределах равнины. Грунтовые воды залегают на глубине от 0,5 до слабо минерализованы (1,5 -3,0г/л), в основном, содового химизма. Высокое стояние и сезон ные колебания уровня грунтовых вод обусловливают луговый режим увлажнения формирующихся здесь почв.

- II -

Климат. Араратская равнина приурочена к полупустынной зоне с резко континентальным сухим климатом. Среднегодовая температура воздуха 11,3° , а абсолютный минимум - 33° /январь / и максимум +41° /июль-август/. Сумма активных температур выше I) составляет 4С00-4230. Среднегодовая сумма осадков 2)0-235 мм. Испарение с поверхности почвы 500-5)0мм, испаряемость

1300 мм.

Растительность Араратской равнины представлена полынной полупустыней сАйгтЛ^ ^ча^ми, . На избыточно увлажненных и засоленных почвах развиты солончаковые луга / Тамач»,х и др/.

Почвы. Основными почвенными типами Араратской равнины являются:

1. орошаемые лугово-бурые почвы,

2. солонцы палеогидроморфные,

3. содовые солонцы-солончаки.

I. Орошаемые лугово-бурые почвы развиваются на древних и современных террасах р.Араке, на четвертичных аллювиальных отложениях в условиях грунтового питания. Они наиболее распространены в Армавирской и Араратской областях.

Под влиянием полупустынного климата, грунтового увлажнения и векового орошения в Араратской равнине развивались различные почвы, которые по увлажнению и по морфологическим признакам сгруппированы в три подтипа: влажные лугово-бурые, орошаемые лугово-бурые и орошаемые остаточно-лугово-бурые.

Влажные лугово-бурые почвы имеют сравнительно меньший ареал распространения. В основном, они формируются в условиях близкого залегания уровня грунтовых вод / до 1,5м/. Грунтовые воды слабо минерализованы или пресные.

Орошаемые лугово-бурые почвы имеют большой ареал распространения. Они формируются как под влиянием грунтовых вод, так и поверхностного ирригационного увлажнения. Уровень грунтовых вод колеблется в пределах 1,5-3,0м, которые, в основном, пресные или слабо минерализованные.

Орошаемые остаточно-лугово-бурые почвы формируются на более древних террасах р.Араке.Первоначальное почвообразование здесь также проходило в условиях капиллярного увлажнения, но в настоящее время грунтовые воды залегают на глубине 4-5 м и капиллярная кайма оторвана от почвенных горизонтов, однако призна-

ки древнего гидроморфизма сохраняются и носят реликтовый характер.

Почвы характеризуются слабой гумусированностью, значительной мощностью почвенного профиля, равномерным распространением гумуса по профилю, слабой дифференциацией горизонтов, слабощелочной реакцией среды, средней, иногда повышенной,емкостью поглощения и хорошей шкроагрегированностыо.

2. Солонцы палеогидроморфные распространены в восточной и юго-восточной части г.Еревана. Площадь этих почв составляет около 2,3 тыс.га.

Почвообразующими породами этих почв служили красные и желтые глины, которые отложились в прибрежной части третичного озерного бассейна в условиях влажного субтропического

климата, обусловливающего их красноцветность. Солончаковый про цесс в этих почвах начался в период обсыхания водоема, позднее при наличии карбонатов, частично протекал процесс осолонцевани

Палеогидроморфные солонцы характеризуются однородным строением профиля со слабой дифференциацией генетических горизонтов, красной или желтой окраской, глинистым или тяжелосуглинистым механическим составом. Почвы маломощны, гипсоносны, рав номерно окарбоначены, уплотнены. Емкость поглощения варьирует в пределах 23-37 мг-экв с максимальными показаниями в нижних горизонтах. Солонцеватость этих горизонтов обуславливается наличием высокого содержания поглощенного натрия, содержание которого достигает 62$ от суммы поглощенных катионов. Содержание солей в отдельных горизонтах может-достигнуть 2-3$ с сульфатнс кальциевым характером засоления. 3 этих почвах сода отсутствуе

3. Содовые солонцы-солончаки развиваются среди орошаемых лу гово-бурых почв и имеют, в основном, гидроморфное происхождение. Общая площадь солонцов-солончаков составляла около 30,0 тыс.га, из них мелиорировано и сдано в сельскохозяйственный оборот 5,4 тыс.га. В пределах Араратской равнины различают две генетические группы солонцов-солончаков: луговые и лугово-бо-лотные. Наибольшую площадь /15-3)% / занимают луговые солонцы-солончаки, большими массивами встречающиеся в Армавирской и Араратской областях. Лугово-болотные солонцы-солончаки имеют ограниченное распространение, встречаются в виде островков. Различный химический состав грунтовых вод, глубина их залега-

ния и литологический состав отложений привели к формированию солонцов-солончаков с пестрим солевым составом, преимущественно, содового характера. Нейтральные сульфатно-хлоридные и хло-ридно-сульфатные солончаки занимают ограниченную площадь и имеют, в основном, легкий механический состав. Профиль содовых солонцов-солончаков слабо развит и генетические горизонты не выделяются. Солевой профиль солонцов-солончаков имеет выраженный солончаковый характер: максимальное засоление почвы наблюдается в верхнем метровом слое - 2,1-2,В составе воднораст-воримых солей доминирует сода от 0,2 до 13,0 мг-зкв/Ю0г.

Содовые солонцы-солончаки отличаются высокой окарбоначен-ностью /7,0-13,6$ /, незначительным содержанием гипса /0,110,35$ /, высоким содержанием обменного натрия, достигающего в верхних горизонтах I) ,0-25,0 мг-экв или 50-85$ от суммы поглощенных оснований. Чередование суглинистых и глинистых слоев -следствие почвообразовательного процесса на речных отложениях р.Араке.

Тяжелый механический состав, высокая щелочность, обусловленная значительным содержанием нормальной соды и обменного натрия, являются причиной ряда отрицательных физико-химических и водно-физических свойств содовых солонцов-солончаков и исключают возможность их мелиорации без применения кислых химических мелиорантов.

После химической мелиорации указанные почвы вовлекаются в орошаемое земледелие. Благоприятные климатические условия Араратской равнины, длинный вегетационный период, орошение, полная механизация, применение удобрений являются предпосылкой для получения высоких урожаев возделываемых культур.

РАЗДЕЛ II МИГРАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ КАПИЛЛЯРНОМ ПОДНЯТИИ РАСТЮРОВ И ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ Ф10НЦ0-ВОГО ПРОЦЕССА В СОДОВЫХ ШЛОНЦАХ-СО ЖНЧАКАХ АРАРАТОМ РАВНИНЫ

Процессы передвижения солей в почвах при капиллярном поднятии растворов от уровня залегания грунтовых вод давно привлекают внимание почвоведов. Первыми исследователями этого направления С Кравков, 1901, Коссович,190'») Бриггс, Лафан.1909) было установлено, что скорость капиллярного поднятия зависит

от концентрации раствора. При этом с повышением концентрации раствора уменьшается скорость подъема. 3 дальнейшем сделана г пытка выяснить причину изменения характера засоления и трансформации ионоз на различных высотах капиллярной каймы. В рас те Ь.Б.Полцнсва (1956) приведены результаты опыта при исследс вании разбавленных растворов )/аС£ , ^¿ЗО^ , Л'аНООд в почвах. Установлено, что дифференциация анионов и их накопление на ве хней границе капиллярной каймы связаны с вланностью при катп лярном поднятии раствора. Чем больые высота от свободного урс ня раствора и меньше влажность среды, тем больпе отставание

от С6 В опыте с 1,12^-ной ^аНОЗ^ накопление бккарбс ната на верхней границе капиллярной каймы (влажность почвы ь 8$) привело к тому, что более 70°о бикарбоната перешло в нормальный карбонат.

В содово засоленных почвах, в том числе и в Армении, почве ные растворы мало изучены (Агабабян,1955; Самойлова и др.,197 Базилевич, Горина,1973; Манукян,1975,1976).

Нами в натурных условиях проведены исследования процессов миграции не только воднорастворимых солей, но и различных под вижных элементов при капиллярном поднятии грунтовых вод в солонцах-солончаках (рис.2.1).

Изучение химического состава почвенного раствора на раздич ных высотах капиллярной каймы, показало, что их концентрация достигает максимального значения на поверхности почвы (^7-89 г/л), где ее влажность наименьшая (6-8^). В составе почвенных растворов доминируют ионы хлора.Если принять хлор за ион-свид тель, монно на основании отношения его концентраций в почвенн растворах к концентрациям в грунтовых водах ориентировочно со тавить представление о кратности упаривания последних. Такие отношения могут быть рассчитаны и для других ионов, что позво лит выявить закономерности метаморфизации состава солей в поч венных растворах (выпадение солей в твердую фазу, обменные и другие реакции) при упаривании ( при этом концентрации всех и нов в грунтовых водах прини!4аются за единицу).Концентрация хл ра в почвенных растворах верхнего горизонта солонцов-солончаков в 76 раз больше, чем в грунтовых водах. Следовательно, мо но предположить, что для образования 1л почвенного раствора в слое С-7см на испарение израсходовано 76л грунтовой воды. По-

солонцов-солончаков.

ведение других ионов при передвижении растворов от грунтовых вод к поверхностным горизонтам почвы при их упаривании по сравнению с хлором различно. Так, при упаривании восходящих капиллярных растворов исчезает кальций и практически исчезает магний. С большей скоростью по сравнении с хлором накапливается ион

и с меньшей - ионы $о|"и HŒg . Накопление натрия также отстает от накопления хлор-иона; меньиая скорость накопления JVa по сравнению с СI при упаривании восходящих растворов связана с активным вхождением этого иона в почвенный поглощающий комплекс в условиях резко щелочной среды.Исчезновение Ос.

из почвенных растворов связано с выпадением их в твердую '■•азу в виде карбонатов в присутствии нормальной соды. Более вы сокая скорость накопления по сравнению с в верхнем по луметре солонцов-солончаков обусловлена не столько увеличением концентрации соды, сколько переходом НСОд" в С0о^-под воздействием температурного фактора. В отношении - ионов аналогичное объяснение недостаточно, поскольку ранее?была установлена более низкая миграционная способность сравнитель но^с , но более высокая сравнительно с НОЗд и особенно с ®3~ . Это объясняется тем, что анион в силу зарядового взаимодействия не может проникать в тонкие поры почвы (Чураев, Леш нев, Горохова,1967). Помимо того, что "имеет больший размер, чем С1~ , первый ион обладает способностью связываться с катионами в комплексные ионы. Если принять, что диаметр гидра-тированных ионов , Са^+ и £>0^"" составляет, соответственно, м, б* И10 м и 4''Ю*"10 м, то ионные пары^аьО; и 2> С4° будут иметь размеры, примерно равные 8,5* Ю-"^ и м. Ионные пары такого большого размера могут механически 'задерживаться порами почвы. 3 отличие от 3 "ионы С1~ не образуют ионных пар ни с одним из катионов и потому по мере ув< личения влажности в области задержки передвигаются дальше. С другой стороны при поднятии смешанных растворов хлористых и сернокислых солей все катионы Са + и < вытесненные из по-глощающаго комплекса почвы расходуются на нейтрализацию соды и осаждаются в виде^карбонатов, так и на образование незаряженны: ионных пар с

Таким образом, при изучении состава почвенных растворов, нами рассмотрена метаморйизация солевого состава в процессе их концентрирования.

Кроме солей с восходящими растворами происходит также передвижение , р^з и подвижных форм органического вещества. Содержание этих веществ в грунтовых водах невелико. По мере движения, упаривания и ощелачивания восходящих раствороз я возрастания их рН, наблюдается увеличение концентрации общей

^ . Содержание подвижного кремнезема в форме мономолекуляр-кых соединений колеблется от 7 до 90% от общей концентрации подвижных форм 10 £ . Наименьшее относительное содержание $¡,02 в мономолекулярной форме С 1% от общего количества под-

вианых норм кремнезема) прослеживается там, где концентрация общего кремнезема наиболее велика. Между мономолекулярными и коллоидными нормами кремнезема существует подвижное равновесие: чем выше содержание нормальной соды в растворах, тем больше коллоидная форма кремнезема, растворяясь переходит в мономолекулярную форму. Этот переход обусловлен гидролизом соды, с образованием JVeDH при реакции среды рН вше 1С.

Ход изменения концентрации полуторных окислов по мере упаривания восходящих растворов аналогичен ходу изменения концентрации подвижных форм общей SlC2 . Абсолютные концентрации AtpG^ и,в особенности,Peg Од значительно меньше, чем SlOg .

Почвенные растворы содового солонца-солончака богаты водно-растворимым органическим веществом, что объясняется высокой педвижностью гумусовых веществ в щелочной среде. Максимальное содержание органического вещества в почвенном растворе - достигает 2,85С г/д С в самом верхнем горизонте. С глубиной концентрация органического вещества снижается. По-видимому, помимо перехода гумусовых веществ в раствор под воздействием высоких концентраций соды в верхних горизонтах почв, возрастание концентраций органического вещества отчасти обусловлено также упариванием восходящих растворов.

Таким образом, в развитии солонцовых свойств почв большую роль, наряду с содой и обменным натрием, играет кремнекислый натрий, поступающий в почвенный раствор в результате растворения силикатных и алюмосиликатных соединений. Роль подвижных соединений в явлениях солонцеватости в содово засоленных почвах Араратской равнины практически представляется нами впервые.

Классические исследования К.К.Гедройца о роли обменного натрия в явлениях солонцеватости почв по сей день не утратили своего значения в вопросе решения генезиса солонцов-солончаков. В этой связи большинство исследователей при своих заключениях о ряде неблагоприятных свойств осолонцованных почв опиралось только на даяние содержания в них обменного натрия.

В настоящее время широко дискутируется вопрос является ли только обменный натрий причиной отрицательных свойств солонцов или есть и другие соединения, влияющие на развитие почвенной солонцеватости.