Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Особенности развития вторичного галогенеза в орошаемых мицелярно-карбонатных черноземах Заднестровья Украины

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Особенности развития вторичного галогенеза в орошаемых мицелярно-карбонатных черноземах Заднестровья Украины"

УКРАИНСКАЯ АКАДЕМИЯ АГРАРНЫХ НАУК УКРАИНСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПОЧВОЗг И АГРОХИМИИ им, А.Н.СОКОЛОВСКОГО

ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ВТОРИЧНОГО ГАЛОГЕНЕЗА В ОРОШАЕМЫХ МИЦЕЛЯРНО-КАРБОНАТННХ,. ЧЕРНОЗЕМАХ ЗАДНЕСТРОВЬЯ УКРАИНЫ

Специальность- 06.01.03- г.:

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

На правах рукописи

КОВАЛЕВ ВЛАДИМИР ГРИГОРЬЕВИЧ

УДК 631.413.4'.631.41б.5

Харьков - 1992

'■"анионная работа выполнена в Украинском ину г.чедовательскоы институте почвоведения и агрохимии им, А.Н.Соколовского

Научьь" руководитель -доктор сельскохозяйственных наук Н.И.ПОЛУПАН

Официальные оппоненты:доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.П.ЗОЛОТУН

доктор сельскохозяйственных наук, П.М.ЧАЛКО

Ведущее учреждение - Крымский сельскохозяйственный институт

Защита диссертации состоится " /Й-" мая 1992 года в " /О " часов на заседании специализированного совета К 020.43.01 при Украинском научно-исследовательском институте почвоведения и агрохимии им. А.Н.Соколовского по адресу 310024,г. Харьков, ул. Чайковского,4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан "/Л? апреля 1992 г.

.Учений секретарь специализированного Совета кандидат сельскохозяйственных наук 5^'/л<гЕ.Ф.11АЗЛЬЖ0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ стуальность темыДополнительное количество влаги и солей, пос-'пающео с ирригационными водами,в значительной степени транслирует водный и солевой реяимы,способствует вторичнотасо-!нию и осолонцеванию.По данным Баера и Лютаева/1990/,'на Украине >лько за последние три года площадь орошаемых земель,подверяен-пс ирригационно-солевш процессам в средней степени,увеличилась i 53,3 % / с 15 до 23 тыс.га/, в слабой степени на 117,6 % с 125 до 272 тыс.га/. Одной из важнейшее причин усиления вто-tuHoro галогенеза в орошаемых, почвах является использование ир-ггационных вод повышенной минерализации/ более 1,5 г/л/и иебла-приятного химического состава. Резервы пресных вод в Задяест->вье невелики,и орошаемые плоцади будут рассеяться за. счет пользования минерализованных оросительных вод. В связи с этим рэ->ние проблемы формирования и развития вторичного галогене за в (ркоземах мицелярио-карбонатных является шигуаяькш. >ль работа. Установить основные закономерности развития вторично галогенеза в зависимости от минерализации и химического сос-1ва поливных вод,продолжительности ороЕЗняя.щлменяемых мелио-ihtob в иицелярно-карбонатных черноземах и разработать его прог-

'3.

дачи исследований:

Выявить влияние природных условий на характер развития вторично галогенеза.

Установить направленность и кинетику вторичного галогенеза. Определить интенсивность вторичного солонцового процесса и осо-нцевания почв в зависимости от качества поливных вод.

¡Выявить характер солонцепроявления в мицеяярш-карбояатнвк рноземах.

Обосновать влияние кальциПсодержащих мелиорантов на интенсив-сть вторичного солонцового процесса,осолонцевание и солонцепро-ление.

Разработать прогноз развития вторичного галогенеза при исполь-вании вод различного качества. учная новизна. :

становлено.что применение оросительных вод любого качества вы-гвает трансформацию почвенного раствора мицелярно-карбонатных рноземов. В составе солей количество натрия увеличивается про-рционально его содержанию в оросительной воде,а кальцкя-умень-,ется. В связи с этим соотношение мекду кальцием и натрием сни-,ется по мере ухудшения воды,что вызывает развитие вторичного

солонцового процесса.

- Развитие солонцового процесса я осолонцевание почв имеют эксп ненциальную зависимость. В первые 3-5 лет орошения их параметры возрастают,в дальнейшем происходит стабилизация на уровне, обус ловлекнык величиной аЫаДйСа в Боде.

- При одной и той же интенсивности солонцового процесса количес твенные параметры осолонцевания в черноземах теплой фации меньш по сравнении с почвами умеренно теплой, что определяется их п вышенной карбонатной емкостью.

- Установлены две градации / пассивная и слабая/ солонцового пр цесса в условиях применения изучаемых оросительных вод и показа но,что изменение признаков и свойств мицелярно-карбонатных черн земов происходит только при слабой степени осолонцевания и имее спорадично сезонно-обратимый характер. Солонцепроявление неизбе: но и отмечается только весной при выщелачивании щелочноземельны катионов ниже порога коагуляции. В летний период свойства почв восстанавливаются до исходного уровня вследствие их обратной ми рации.

- Осолонцевание как энергетический процесс протекает и при высо ком содержании Са в почвенном растворе, однако последний препят ствует его проявлении.

- Показано,что отсутствие эффективности фосфогипса связано с на личием значительного количества кальция в почвах и спорадично--обратимыи характером содонцепроявления.

Практическая ценность. Установленные закономерности вторичного галогенеза в мицелярно-карбонатных черноземах при использовании разнокачественных вод и прогноз его развития, являатся теоретическим обоснованием разработки системы управления их плодородием, основанием расширения мелиорируемых площадей. Отмеченный факт отсутствия эффективности фосфогипса на орошаемых почвах по; волит сэкономить значительные материально-технические и денежны! средства. Установленные параметры вторичного осолонцевания,их связь с изменением свойств почв могут использоваться в целях диагностики и классификации орошаемых мицелярно-карбонатных черноземов.

Апробация работы.Основные положения диссертационной работы были доложены на конференции молодых ученых" Почвенно-агротехнически! аспекты управления продуктивностью агроценозовпДкрНИИПА,1990/, всесоюзной конференции молодых ученых "Ноосферогенез:постановка

- з -

i пути решения проблеют " / Кишинев ,1990 /, республиканской конвенции " Вклад молодых ученых и специалистов в интенсификасию :ельскохозяйственного производства " / Чабаны,1991/,отчетной сес-:ии Ученого Совета УкрНИША Д991/.

1убликадии. Основные положения защищаемой работы были освещены в фех печатных работах и две в соавторстве находятся в печати. )бъем работы.Диссертация состоит из введения, 5 глав и выводов, ¡одержит /УУ страниц машинописного текста, £ рисунка, о о таб-гицы. Список используемой литературы вкгаэчает /¿f^paßof , в той гисле С на иностранном языке. ■ '" '•

ССДЕРКАНИЕ РАБОТЫ ВЛИЯНИЕ ИРРИГАЦИОННЫХ ВОД НА РАЗВИТИЕ ВТОРИЧНОГО ВДОГШЕ-ЗА В ОРОШАЕМЫХ ПСЯВАХ / литературный обзор/ На сегодня в литературе имеется объемный материал о развитии коричного галогенвза в орошаема почвах в завнсагосхн от мннера-изации и ионного состава оросительных вод,гидроморфной обстанов-:и,продолжительности орошения.применяемых мелиорантов,геяетичес-ой природы почв и др. факторов.

Их различное сочетание в каждом конкретном случае обусловило еодяозначность данных о его развитии в условиях орошения. Проти- , оречивы результаты исследований об изменении количества rerttopac-воримых солей и их качественного состава/ Антипов-Каратаев,1955, ожейко ,1960,1961, Азовцев.Барановская,1981,Шэйн,Бгтафьев,IS3I, аер,Лютаев,1983,Кукоба,Валюк,1963,Ладных и др.,1990 /. Нет одного мнения я о темпах развития солонцового процессе я осолонце-ания почв. Так,Гоголев,Позняк.АэЭО^приводят даннке о прогрессив-о-карастащем увеличении натрия в растворе d поглощенном состоя-ии в течение длительного временя и считают,что 20-30 -летнего роиения недостаточно для установления равновесия в системе оро-нтельные вода-почвенный раствор - ППК. Балвк .Кукоба,Фатеев A990/f казывают на то,что процесс осолонцевания наиболее интенсивно ротекает в первые 5-10 лет орошения, затем он замедляется и опре-зляется характером севооборота и режимом орошения. Согласно лабо-аторных и полевых исследований Айдарова Д978,1985/, Розова /1989/, др, поглощение Na отмечается только на начальном этапе ороие-яя,после устанавливается равновесие.

В отношении влияния орошения на миграции карбонатов в лите-атуре нет единого мнеяня. Антипов-Каратаев и др./1955/, Розанов и з. Л975^ Барановская,Азовцев /1981/Кукоба,Балвк у4983/,и др.свиде-

тельствуют о его накошгении.Танфильев/1928/,Позняк/1974/.Гоголев, Позняк/1990^и др. указывают на выщелачивание углесолей кальция при орошении.

Отмеченные противоречия ,на наш взгляд,обусловлены влиянием природных условий на особенности процессов вторичного галогенеза в орошаемых почвах.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектами наших наблюдений служили черноземы обыкновенные и южные мицелярно-карбонатные,орошаемые от I года до 35 лет водами различного качества. Исследования проводились как методом стационарных наблюдений, так и сравнительно-географическим. Изучение формирования и развития процессов вторичного галогенеза осуществлялось в динамике весна-лето-осень/ 1987-1991 г.г./ на черноземах обыкновенных мицелярно-карбонатных на Кутузовском стационаре,где орошение осуществлялось с 1982 г. водами Сасыкс-кого водохранилища, и Димитрове ком с 1964 г.- водами Баштановско-го водохранилища. На черноземах южных мицелярно-карбонатных ; Суворовском / с 1982 г. водами Сасыкского водохранилища/,Черво-ноярском / с 1971 г. водами из северной части озера Китай/ и Васильевском стационарах / с 1953 и 1979 г.г. водами из южной части последнего./

Воды Димитровского и Васильевского стационаров оцениваются согласно Г0С1У 25900-83 как пригодные,остальных стационаров -ограничено пригодные. Каждый стационар кроме орошаемой почвы включал в себя располагающийся неподалеку богарный ключ-аналог. Кроме режимных наблюдений единовременно были исследованы черноземы обыкновенные мицелярно-харбонатные в Татарбунарском и Са-ратском районах, орошаемые от I года до 9 дет . водами Сасыкского водохранилища / 25 объектов/, а так же поля опыта УкрНИ03,где орошение осуществлялось 6 лет этой же водой.

В почвенных образцах определяли: содержание легкорастворимых солей и поглощенных оснований /Аринушкина,1961/; активность ионов Са,На,Н потенциометрически в пасте на границе текучести по конусу Васильева / Крупский.Александрова,1975/; плотность сложения методом режущего кольца структурно-агрегатный состав по Саввинову/ сухое и мокрое просеивание/; гранулометрический и микроагрегатный состав методом пипетки в модификации Качинского; общие карбонаты по методу Соколовича в модификации Платоновой /1978/; содержание водопептизированного ила

ю Горбунову /1978/; общий гумус по Тврину/Архщгшияа, 1961/,его Тупповой и фракционный состав по Пономаревой н Плотниковой ' 1980/. Полученные результаты обработаны на ЭВМ типа 1Ш -PC. ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ НА ХАРАКТЕР ВОДНО-СОШОГО

РЕ2ИМ В ИЗУЧАШШХ ПОЧВАХ Согласно почвенно-географтгчесдого районирования,территория ¡аднестровья отнесена к теплой/понт ическойДшгоевропейской фации ' Черноземы СССР/ Украина, 1981/. Почвенный пакров представлен герноземами обыпновеннкип и вааии ккцелярно-карбокатными,прекму-[ественно тяжелосутлинистыми /'Полулан,1988/.

Отличительной особенность!) климатичэскпг условий изучаемого «гнона являются мягкие и теплые зимы. Промерзание почен неглубоко я непродолжительное, в среднем 13-24 см. Кожгчзство дней с от-•епелями составляет 55-60 /Бабиченко,1962/.Это обусловливает высо-31Й процент усвоения осадков холодного периода-60-90 ^/Платонова, 981,Николаева,1339/.Глубина проникновзшл влага этих осадков досягает 2-5 м. 3 орошаемых условиях, в связи с более .''свссяоЯ влая-остьэ почв с осени, весеннее промачиваниэ гяубяэ - 4-6 и/глуб-:а не изучали/. Водной реким складывается, по периодически промыв-ому типу, и вторичное засоление в оросаетэ: черноземах Заднестровья тсутствует.

Другой отличительной особенность!) климата. Заднестровья явля-тся растянутость весеннего периода - 72 дня, !.лротнв 65 двей в иэреяно теплой восточноевропейской фащи/Йолупан ,1977/. Это оп-эделяет мкграционно-пульсационнай характер движения карбонатов, ¡шлитуда которого составляет 9-52 см/ Крупеников,1968»Платонова, 368,Сеняевич,1973 и др./. ,

Оропение не нарушает природных особенностей наследуемой тер-иторин, способствупщих ыиграгтир. карбонатов/ продолжительности вес-я.язсщекие почвы влагой до HB я свободное еэ поднятие "й поверх-зстн в этот период и др. /Поэтому мггграциопно-цульсациошшй харак-гр движется карбонатов в орошаемых почвах сохраняется.

Количество осадксз в холодный период по годам не одинаково.Ог-зчеотся спорадичное- максимальное иг нападение /свызе 1,3 средне-зоголетней нормы/; с I9G3 года данное явление отмечалось 10 раз. эти годы происходит значительное опреснение поверхностных гори-знтов почв. Количество общего кальция в 0-30 см слое уменьшается 1 3,9 т/га, в обычные по увлаЕНэюго года на 0-2 т/га, при его

среднем содержании 11,8 т/га. В поздневесенний и летний периоды происходит восстановление его содержания.

РАЗВИТИЕ ВТОРИЧНОГО ГАЮГШЕЗА В ОРОШАЕМЫХ ПСЯВАХ И

. ФАКТОРЫ ЕГО ОБУСЛАВЛИВАЮЩИЕ Дополнительное количество влаги и солей,поступающие с оросительными водами вызывает трансформацию водного и солевого режимов, в результате чего происходит изменение содержания солей и их ионного состава в почвенном растворе орошаемых почв.

Нами установлено,что содержание солей в почвенном растворе, по сравнению с богарными почвами.увеличивается. Их количество изменяется по экспоненциальной зависимости, в первые 3-5 лет орошения оно возрастает, в дальнейшем стабилизируется на одном уровне / рисЛ/и проходят только сезонно-обратииые изменения,обусловленные поступлением солей с ирригационными водами и их выщелачиванием осадками холодного периода. _' _•' _____

* 41-,

5

i aosH

£

< г з ч s в т л é годы

Рис. I изменение содержания количества &одсраст£оримых соли) В O-SOcm слое черноэемоб оЗыкиобенны* мицелярно■ кар5оиагны* орошаемы* боЗами сосыко

Аналогичная картина отмечается и в изменении содержания водорастворимых Са и Католичество Cal снижает с я возрастаетУрис .2/

: 0.754

гб } •8 * 0.5-

3 0.2S-

\

—г-

3

5 6 7.6 9 годь/

Рис. 2 изменение са Верования Водорасгг^оримых Va и Со Í й-50см слое «еоноземоб одыкноёенныу, мицелярно-карЗонагныщ. орошаемых' йодами СЬсыка

---ЛЬ -Са

Вследствие этого суживается соотношение Са:Ыа в почвенном растворе и происходит развитие вторичного солонцовгго пропесса. Его интенсивность выражается соотношением аЫа Д'аСа" ,которое определяется как величиной содержания Ыа и Са в растворе, так и их соотношением. Во времени она изменяется по экспоненциальной кривой. В соответствии с интенсивностью вторичного солонцового прэ-цесса происходит и осолонцевание почв. Изменение величины интенсивности солонцового процесса и осолонцевания после 3-5-летнего эрошения не отмечается / табл. I/.

I. Темпы развития вторичного солонцового процесса и осолонцевания в черноземах обыкновенных мицелярно-карбонатных,орошаемых водой Сасыкского водохранилища / в пахотном слое/

Продолжи- Поглощенные основания, Ыа от аИа тельность мэкв/100 г cyw.ni, "\iaGa"' орошения --— * '

лет Са мя Ыа К Сук?/а

Богара 23,9 4,7 0,2 0,6 30,4 0,7 0,4

I 23,7 4,6 0,8 0,5 29,6 2,7 4,3

3 23,0 4,7 0,9 0,4 29,0 3,1 4,9

5 22,7 5,8 1,0 0,5 30,0 3,3 5,5

б 23,0 5,3 1,1 0,6 30,0 3,7 5,7

7 23,0 5,8 1.1 0,6 30,5 3,6 5,5

8 22,4 5,4 1,1 0,6 29,5 3,7 5,8

9 22,8 5,6 0,5 30,0 3,7 5,6

Продолжительность периода установления-" равновесия опреде-яется оросительной нормой,зависящей от возделываемой культуры, ючет показывает,что для его достижения в 0-50 см слоб достаточ-з 7000 м3 воды.

Большинство объектов нашего изучения имеют продолжительны)! фиод орошения,вследствие чего в них произошло установление рав->весия в системе оросительные воды- почвенный раствор-твердая 13а.

Установлено,что в равновесном состоянии возрастание содер-&ания солей в орошаемых чернозачах прямо пропорционально их ко-ичеству в ирригационной воде. При применении пригодных вод их величение составит 0,003-0,014 %,ограничено пригодных-0,027 -,039 % /табл. 2/. Отмечается прямая зависимость мезду содержащем Ыа в оросительной воде и почвенном растворе.

2. Трансформация солевого состава богарных почв Заднест-ровья Украины под влиянием орошения в условиях установившегося равновесия/в 0 - 50 см слое/

Название Продол- Содержание ионов числитель, щу^ солей"!6 стацио- житель- _1 '

НГ:Ра знаменатель,^ от

орошения, суммы

лет *

_С03 НС03 С1 304 Са Ц^ Ыа К_

I_2 3 4 ,5 б 7 ' 8 9 10 II

Чернозем обыкновенный мицелярно-карбонатный Кутузов- Богара - 0.40 0.10 0.12,0,38 0.17 0.08 0,02 0.045 64,5 16,1 19,4 58,5 26,2 12,3 3,0

ский

Оросамль-

ные воды 0.2 2.3 12.7 12.0 3.4 7.1 15.2 0.2 0.173 0,7 8,5 46,7 44,1 13,1 27,4 58,7 0,8

5 - 9 - 0,43 0j26 0J34 0,30 0J5 0J>5 0,02 0,072 41,8 25,2 33,0 29,4 14,7 53,4 2,5 Димитров- Богара - 0.20 0.10 0,14 0.26 0.QQ р.09 0.02 0.031 ский 45,5 22,7 31,8 57,8 17,8 20,3 4,4

Ороситедь-О.1 2,2 .5.3 2.7 3.7 4.4 0.1 0,072

ные воды 0>д 26,2 21,4 51,5 24,8 33,9 40,4 0,9

22 - 0.22 0.14 0.21 0.20 0.10 0.30 0.02 0,043 38,6 24,6 36,8 32,3 16,1 48,4 3,2 Черноземы южные мицелярно-карбонатные

Суворов- Богара - 0,32 Ó?II 0,16 0,41 0,11 0.08 0.02 С.044

0КИЙ 54,2 18,6 27,2 66,7 17,7 12,4' 3,2

Ороситель- ОдЗ _ЗдЗ I2J, 9.0 3.8 ■ 6.3 14.8 0.3 0,160 ные воды I>2 I3jI ^о 35)? 15д 25jQ ^ I>2

5 - В - 0д34 <^,23 0JÜ 0^22 £^09 0,56 0,068 37,4 25,3 37,3 24,7 10,1 62,9 2,3 Червоно- Богара - Q44 0,45 0.6Q 0.42 Q.Q7 0,(jl 0t07R ,Ч)СКИЙ Ц'2 18,9 36,9 54,6 38,2 6,4 0,8

0роситель-_0)ь5 _342 ILJ, 8.0 15.? 0.3 0.172 ные воды 1(9 12(4 28,8 56,9 12,0 30,0 56,9 1,1 ■ 17 - 0.49 0,30 0.87 0,34 0,24 1.05 0.02 0,111

29,5 18,1 52,4 20,6 14,6 .64,6 1,2 Василь- Богара - 0,36 0д09 0*40 0^42 0^23 £JI 0^01 0,056 еВСКИЙ 42,3 10,6 47,1 51,2 34,2 13,4 1,2

Окончание таблицы 2

_1_ 2 34 5 б 7 8 _9 ГО II

СГроситель-ЕТ^ТЗ^о" ^З^^БТ^НГЗПГЖ-^^7^-" ные вода 0>д 24>8 ^ 44>4 ^ ^ ^

9 " 0*21 0,42 0^53 0^21 0^ 0,02 0,070

40,6 19,8' 36,1 32,7 20,8 44,6 1,9

35 - 0,39 0,18 0,37 0,29 0,19 0,37 0,02 0,066 41,5 20,4 36,1 33,з" 21,8 42,5 2,4

Его процентное содержание. в последней близко таковому в ис-)льзуекой воде. Если в водах Кутузовского стационара концентра-ш натрия составляет 59 % от суммы катионов,то в почвах-53, иа сиитровскон стационаре-^) и 48,0)Гворовском-59 и бЗ.Червоноярс-1м-57 я 65 ,БзсяяьеЕСКОм-49 и 43 -45.

Установить закономерность содержания кальция от его количос-;а в исходном состоянии я оросительной воде на удалось. Его про-!нт на всех стационарах уменьшился с 51-67 % в богарных почвах 21-33 % от сукмы катионов. Количество Мд составляет 10-22 % от ммы катионов как при применении пригодных вод, так и ограничено ягодных при его содерганки 18-38 % в богарных условиях* )

На всех стационарах отшЗЧазтся практически одинаковое яоли-ство ПС0з-30-42 % по сравнению с 42-65 % в богарякх почвах. Со-рзгаяке конов С1 я Б04 увеличивается. Количество хлора нэ завя-т от его содергагшя в воде я составляет 20-25 % от суммы катков как при применении пригодных вод, так я 19-25 ^-ограничено ягодных. Отмечается тесная зависимость между содержанием £?04 воде н почве, где его процент на 4-11 % иенкгэ;лиЕЬ на Суворовой стационаре содержание ЗО^в воде и почве приблизительно рав-э-36 и 37 Ееличнпа соотношения' аЫа/|аСа в воде я почвах дольно близка.

Если в воде Кутузовского стационара она составляет 5,9 ,то пахотном и подпахотном горизонтах за годы исследований колеба-:ь от 5,3 до5,8,Дямйтровском~2,4 и 2,2-2,6,Суворовском- 7,2 и 3-6,2,Червопоярскоы- 6,4 и 5,6-6,2,Васильевском - 3,6 и 3,3-3,8.

При этом следует отметить,что величина соотнесения аЫаД[аСа 5огарккх условиях в ыицелярно-карбонатных черноземах,каг обык-венных, так я южных находится в пределах 0,2-0,5. В ороситель-с водах она намного выяе,"даже в водах Дуная и Днестра сос-зяяет-1,2-2,2 / Хохленко,1988/. В связи с этим применение любых

природных аод в Заднестровье Украины,обязательно вызовет развитие вторичного солонцоеого процесса.

Установлена прямая зависимость между интенеивностьи солонцового процесса и степень» вторичного осолонцеванкя почв./рис.3/

а

3

-а

э %

§ -э

1.0-

а. я

У

О <

«5

аэ

— б

-г аЙа

« \7асо~

Як: 3 Зависимость количества поглоирнного натрия от беличииы саотна'^иия о/к/УЗа, & орошаемой пачйе í 0-40 см слое 1

Стационары.' а - Кутцзсоскии, а-Домитрооскио О - Су£ораЁскии , о - Ч^р&оноярсхии л- Еххи-'.ьеВсхии

Количество поглощенного натрия составляет 0,4-0,6 ызкв/100 на Димитровсном и 0,5-0,7 на Васильевском стационарах, 0,9-1,2 на Кутузовском и Суворовском, 1,0-1,3 изкв/100 г на Червокоярскс Процентное содержание натрия от суммы катионов составляет 1,62,7 % при применении пригодных вод и 3,2-4,8 - ограничено-приго; ных . При одинаковой интенсивности солонцового процесса количество поглощенного натрия в почвах умеренно теплой восточноевропейской фации на 2£-35 % больше по сравнению с черноземами ми-целярно-карбонатными.

В почвах,имеющих в поглощенном состоянии свыше 3 % натрия от суммы обменных катионов отмечается периодическое сезонно-об-ратимое солонцепроявление,происходящее весной в годы с экстре -мальным количеством осадков в холодный период / 1988 г/. Оно выражается в пептизации почвенной массы пахотного горизонта,приобретающей тиксотролное состояние. При ее подсыхании на поверхности формируется плотная,белесоватая от обилия присыпки з^ корка,мощностью от 2 до 5 см. Располагающаяся под ней почвенная

7

5

касса продолжает оставаться вязкой,липкой,тиксотропной. В течение 30-70 дней ока подсыхает и распадается на крупнсореховатые структурные отдельности,которые разрушаются при обработке,и пахотный слой приобретает структурное состояние близкое к исходному. Основной причиной резкого проявления негативных свойств осолонцоеогшж почв является более сильное,чом в обычные годы, выщелачивание солей из верхнего слоя. Если з обычные годы из слоя 0-40 см выкосится водорастворимых солей 1,2-1,8 ,то в экстремальные по увлажкенив-2,0-2,2 т/га,в составе которых 0,16-0,22 и 0,25"- 0,30 т/га кальция и магния. При этом,как уже отмечали, наблюдается выщелачивание и кальция карбонатов. В почвенном растворе значительно снижается соотношение между На и Са+Уд. Если в обычные годы' весной оно составляет 0,5-0,6, то в экстремальные 0,3-0,44осеиья оно повышается до 0,6-0,8. Параметры соотношения аЫа/|аСа,количество поглощенного На практически не изменяется, а к осени даже возрастают.

Шесте с тем, осеньп отмечается наиболее благоприятное физическое состояние орошаемых почв. Резкое ухудшение сзойств почв не коррелирует с этими показателями и в исследованиях Баера,Лэ-таеваД990/.Установленный характер еолонцепроявления показывает, что нельзя оценивать состояг-гие осолонцованных почв только по величине поглоценного На пли соотнесения аЫа/{аСа,так как они отражают только потенциальные возможости ухудшения свойств/фактор сояонцепроязлегаш/, зависящие от содержания коагулянтов кальция и магния в растворе/его причина/.

Применение кальцийсодернещих мелиорантов не устраняет солон-цепроявление,в связи с выщелачиванием осадками холодного периода, внесенного с осеки кальция. Влияние мелиорантов на развитие вторичного солонцового процесса представлено в табл. 3.

Внесение мелиорантов не обеспечивает существенного увеличения активности кальция,снижение интенсивности солощового процесса и осолонцевания. Это поясняется как небольшим количеством внесенного кальция / 2,5-3,2 т/га за б' лет/,по сравнения с его природным содержанием 13,7 т/га, так и происходящим при'мелиорации изменением хлоридно-сульфатного засоления на сульфатное, что обусловливает связывание до 50 % Са в почвенном растворе в нейтральные пары СаБОд/ Минкин,1980/.

Отсутствие влияния фосфогипса на вторичный галогенез подтверждается и урожайными данными,которые одинаковы на всех вариантах.

-12 -

3. Влияние фосфогипса на изменение основных показателей солонцового процесса в пахотном слое черяоземоз обыкновенных мицелярно-карбонатных орошаемых б лет водой

__Сасыка__

Показатели _Варианты _

Контроль -3 т/га фосфо- 9 т/га фосфо-

галса ежегодно /18 т/га/ гипса е ■ года/18 ■

Общий кальций,т/га 13,7 13,9 -

Водорастворимые ,мэквД00 г.

Са 0,20 0,29 0,41

Ыа 0,31 0,43 0,42

Са 0,7 0,7 0,9

Ыа

во4 1,6 2,5 3,0

С1

% солей 0,057 0,066 0,072

Активность,мзкв/л

Са 9,6 9,8 ' .9,4

На 6,5 6,7 6,6

аЫа 3,8 3,8 3,7 .

ЛгаСа .

Поглощенные, ыэкв/100 г

Са 21,6 22,8 22,6

Ыа 1,3 1,2 1,2

Ыа от суммы ,% 4,7 4,2 " • 4,4

ВЛИННИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ СОЛОНЦОВОГО ПРОЦВХА И ОСОЛОНЦЕВАНИН

НА ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ В ОРОШАЕМЫХ ЧЕШОЗЕШ Нами не выявлено каких-либо существенных изменений в гранулометрическом .составе орошаемых почв. Однако диференцированное ис^ следование ила по методу Горбунова /1978/ показывает, что количество водопептизировакного ила возрастает прямо пропорционально содержанию поглощенного Ыа. Если в пахотном слое богарных черноземов обыкновенных мицелярно-карбонатных его содержится 6,1 % от веса ,то при содержании обменного Ыа 0,4-0,7 ыэкв/100 г-8,4 %', а 0,9-1,3 % -11,4 %. Это показывает возрастание способности^ пептизации почвенной массы по мере увеличения степени осо-донцевания. Изменение в микроагрегатном составе также обусловливав ется величиной поглощешого Па. При использовании притодкьзс вод

/ 0з4-0,7 мэкв/ЮО г. На/ соотношение меяду фракциями микроагрегатного состава или не изменяется или содержание фракции 0,25 -0,05 мм уменьшается на 10-20 %. При применении ограничено пригодных вод/ 0,9-1,3 мэкв/ЮО г Na/ уменьшение составляет 10-40 %. Достоверных различий плотности сложения пахотных и подпахотных горизонтов при орошении водами любого качества установить не удалось. В орошаемых и богарных условиях отмечается зависимость ее увеличения по мере иссушения почвы от НВ к ВЗ. Однако при иссушении почв орошаемых ограничено пригодными водами отмечается более значительное ее увеличение,чем в богарных условиях и разница в величине становится достоверной в интервале ВЗ. Аналогичная зависимость и в изменении структурно-агрегатного состава. Количество крупных фракций >10 мм увеличивается,агрономически ценных 10-0,25 мм уменьшается, при иссушенни на большую величину в почвах орошаемых ограничено пригодными водами.

Не выявлено достоверных изменений количества водопрочных агрегатов при использовании оросительных вод различного качества. Как отмечает Сорочкин /1973/, в половине проанализированных им случаез при орошении происходит уменьшение водопрочных агрегатов >0,25 мм, в другой полоЕине их количество либо не изменяется,либо увеличивается.

Противоречивы данные об изменении содержания гумуса в исследуемых почвах, его количество как увеличивается, так и уменьшается / Джиндил,1974,Позняк,1974,Розанов,1975,Дегтева,1984,Биланчин, Жанталай,1990,Гоголев,Позняк,1990 и др./.Нами установлено,что изменение количества гумуса в орошаемых почвах не зависит от степени осолонцевания и определяется культурой земледелия. При отсутствии в севообороте многолетних трав происходит его снижение. Их количество в размере 25-30 % от структуры посевных площацеП,обусловливает увеличение содержания гумуса. В зависимости от системы удобрений его количестве возрастает на 0,1-С,3 % при 19 -летнем орошении пригодными водами и 0,1-0,2 % при б-ти летнем ограничено пригодными водами.

Не установлено влияния фосфогипса на изменение содержания гумуса. Существующий в литературе материал о влиянии орошения на изменение группового и фракционного состава гумуса неоднозначен. Его качество как ухудшается ,так и улучшае-ся/Азовцев,Барановская, 1973, Джиндил, 1974,Пшцейко, 1977,1980,Дегтева,1984,Попова, 1989, Бйланчин ,Жанталай,1990 и др./.

В наших исследованиях качественный состав гумуса достоверно не изменяется как при применении пригодных, так и ограничено пригодных оросительных вод. Не выявлено влияния фосфогипса на изменение содержания фракции ГК-2 и соотношения гуминовых и фульвокислот.

На основании установленных закономерностей изменения свойств почв под влиянием вторичного солонцового процесса при использовании ирригационных вод различного качества определены диагностические параметры показателей различной степени развития солонцового процесса и осолонцевания орошаемых черноземов /табл.4/.

4. Диагностические параметры показателей интенсивности развития вторичного солонцового процесса и осолонце-вания орошаемых ыицелярно-карбонатных черноземов

_/ в пахотном слое/_

Показатели

Степень развития вторичного солонцового процесса и осолок-цевания_

Пассивная

Слабая

Отношение еКа/\] аСа

Поглощенно-обменный натрий мэкв/100 г ~/о к суюае катионов

Наличие присыпки Б10£ Характер солонцепроявления

0,5-4,0

0.4-0.7 1,0-3,0 нет нет

Изменение показателей свойств почв в % к исходному состоянию

В пасте рН 95-105

Обменный Са 100

Содержание фракции микроагрегатного анализа

0,25-0,05 мм 80-100

Содержание водопептизированного

ила по Горбунову 110-140

Плотность сложения при ВЗ 100-110 Количество структурных агрегатов >10 мм при БЗ 100-110

4,0-8,0

0.8-1,5

3,0-5,0

есть

спорадический сезонно-обра-тимый

100-110 95-100

60-90

140-180 110-120

110-145

Установленные экспоненциальные темпы кинетики развития вторичного солонцового процесса и осолонцевания; закономерности зависимости их величины от минерализации оросительных вод , содержания в них иатрия и соотношения Са:Ыа или аНаД[аСа позволяют составить прогноз развития вторичного галогенеза в черноземах мицелярно-карбонатных,орошаемых водами различного качества / табл. 5./.

5. Прогноз осолонцевания тяжелосуглинистых и легкоглинистых черноземов Заднестровья под влиянием орошения.водами '__различного качества_

Показатели осояонцоЕывавд'еЙ способности Степень осолонцевания, - -_ воды ; _обменный Ыа,числитель,-

Минерализа-Количество На, Са аЫа ?•^мeнa~

ция,г/д , мэкв/л лЩГ~ '; .

Пассивная

0,4-0,7

¿1 <6 >0,4 <4

; . ' . " ; , ~ 1,0-3,0

: 1-2 6-18 . 0,4-0,2 4-8 / Слабая

0,8-1.5 : 3,0-5,0

ВЫВОДЫ

1. Особенности формирования вторичного галогенеза в орошаемых черноземах Заднестровья определяйте« специфичностью их свойств и природными условиями. Спорадически промывной водный режим обусловливает экологически безопасное солевое состояние почвогрунтов, параметры которого определяются качеством поливных вод. Ылграци-онно-пульсационпыЯ характер движения карбонатов поддерживает их стабильное содержание в поверхностных горизонтах. Однако спорадичность экстремального увлажнения в холодный период приводит к значительной ранневесенней опресненностм поверхностных горизонтов от солей и карбонатов,которые в поэдневЬсениий и летний сроки возвращается обратно. В исходном состоянии исследуемые почвы характеризуются благоприятным гидрокарббяатно-калъциевны / 51-67 % кальция от суммы катионов/ составов солей,количество иона натрия незначительно / 6^20 %/.

2. Изучаемые оросительные вода имеют довольно различную минерализацию / .0,72*1,73 г/л/,содержание Ыа /4,4-15,2 мэкв/100 г/,

соотяошеяие Са к Ыа / 0,2-0,6/и аЫа/'йСа /2,4-7,2/.

3. Применение вод любого качества вызывает трансформацию с . левого состава почвенного раствора богарных почв. Увеличение его

(

концентрации происходит в соответствии с их минерализацией.Доля натрия увеличивается и его процентное содержание /43-65/ от суммы катионов определяется таковым в оросительных водах /40-59/. Количество кальция уменьшается и составляет 21-33 % в независимости от его содержания в.- исходном состоянии в применяемых водах. В связи с этим,отмечается снижение соотношения ыежд> Са и Ыа по мере ухудшения качества вода с 0,7-0,8 до 0,3-0,5 при 2,9-5,2 в исходном состоянии,что вызывает развитие вторичного солонцового процесса.

4. Интенсивность солонцового процесса /аЫа/vCCi/ определяется к концентрацией ионов Са н Ыа в почвенном растворе, так и их соот ношением.Пригодные воды обуславливают ее величину в пределах 2,2-3,8, а ограничено пригодные - 5,3-6,2,что близко к значению показателя aNa/v£CS в оросительиах водах..

5. Между интенсивностью солонцового процесса и степенью вторвчно го ссолонцавашл установлена прямая зависимость. В соответствие качеством используемых вод содзркание поглощенного натрия в мзде лярно-карбонагных черноземах составляет 0,4-0,7 и 0,9-1,3 мэкв.в 100 г.' почвы. При.равной интенсивности количество поглощенного натрия в почвах умеренно -теплой ' восточноевропейской фации выше на 25-35 %, чем в черноземах теплой южноевропейской, что определяется повышенной карбонатной емкостью последних.

6. Различная интенсивность солонцового процесса ш обусловленные ею степень вторичного осолонцевания и характер изменения свойств орошаемых почв позволяет разделить его на две градации: пассивен и слабую. При показателе аЫаДбСа меньше 4 солонцовый процесс развивается пассивно и не вызывает существенных изменений в свойствах, орошаемых черноземов в связи с незначительным количествен обменно-логлощенного. натрия /<3 % от ШО/. Солонцовый процесс pas вивается слабо при аЫа/ИаСа от 4 до 8,определяемое им изменение свойств усиливается по мере увеличения содержания поглощенного натрия 3-5 % от SÎ0.

.7. Слабоосолонцованнш мицелярно-карбокатные черноземы характеризуются спорадично сезоняо-обраткмым солокцепроявлением. Экстремальное выражение негативных свойств наблюдается весной посла обил! но увлажненных зим, когда из пахотного слоя выщелачивается болык количество кальция карбонатов/ 3,9 т/га/ и в почвенном растворе содержание щелочноземельных катионов уменьшается ниже порога коагуляции .насыщенных натрием почвенных коллоидов. Возвращение кар-

5ойатов я увеличение концентрация Са я Щ в поздневесенний и летний периоды приводит к восстановлению системы до исходного уровня. 1ри этом показатель интенсивности солонцового процесса и содержание обменно-поглощенного натрия мало изменяются. 8» Темпы процессов вторичного галогенеза носят экспоненциальный характер. В первые 3-5 лет их параметры увеличиваются, в дальнейшем стабилизируются на одном уровне,определяемом качеством ирригационных вод.

9. Осолонцевание как энергетический процесс протекает и при высоком содержании Са в почвенном растворе. Применение фосфогипса в дозах 3 т/га ежегодно я 9 т/га раз в три года не влияет на интенсивность солонцового процесса,степень осолонцевания и характер еолонцепроявления. Его неэффективность на орошаемых слабоосолонцо-ванных мицелярно-карбонатных черноземах подтверждается отсутствием прибавок урожая.

10. Содержание гумуса в орошаемых почвах Заднестровья определяется культурой земледелия. При применении органических и минеральных удобрений в севооборотах с многолетними травами в независимости

от качества поливных вод происходит увеличение его количества.Качественный состав гумуса достоверно не меняется.Не выявлено влияния фосфогииса на изменение как общего содержания гумуса, так и его группового состава.

II. Установленные закономерности влияния минерализации ирригационных вод, содержания в них Ыа и соотношения Са:На и аЫаД'аСа на интенсивность солонцового процесса,темпы его развития и характер проявления в мицелярко-карбонатных черноземах позволяют достоверно прогнозировать степень их деградации при орошении водами различного качества.

Список работ,опубликованных по теме диссертации

1. Ковалев В.Г. Влияние антропогенных и природных факторов на интенсивность развития осолонцевания в орошаемых почвах Заднестровья УССР .// Т.ез. докл.III съезда почвоведов и агрохимиков Украинской ССР.Почвоведение.-Харьков,1990.- С.84-85.

2. Ковалев В.Г. Влияние фациальных особенностей Заднестровья Украины на развитие вторичного солонцового процесса в орошаемых почвах// Тез. докладов Всес. конференции молодых ученых и специалистов по теме:"Ноосферогенеэ:постановка и пути решения пробле-'мы".- Кишинев, 1990.- С.147.

.«»ее,о» Инфе№, „"Г™""^

ноэем! в Зздн^в-я украГн« / в п<тти/ чор-

Ответственный за выпуск

Павленко

Подписано к печати 01.04.92г. Формат 1/16 Бумага тип И Обьем 1,0 усл.печ.л.

Тирах 100 экз. Заказ » 584.