Сельскохозяйства

Сейтказиев А.С., Сабыралиева Б.Н., Магауиякызы В.

Таразский государственный университет им.М.Х.Дулати , Казахстан

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА И СОЛЕПЕРЕНОСА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ ПРОМЫВКИ ПОЧВ

Для обоснования величин промывных норм засоленных почв, а также для изучения динамики вымывания солей на 5 площадках производились опытные работы по промывке засоленных почв.

Опытные площадки закладывались после завершения почвенно-мелиоративной оценки. При выборе площадек учитивались почвенный покров, тип засоления.

Начало опытных работ по промывке засоленных почв 25 июня. Конец – 5 сентября 2010года. Расположение опытных площадок обозначение на почвенной карте соответствующими условным знаком.

Промываемость засоленных площадок изучалась на площадках размером 10м². Перед промывкой поверность почвы разрыхлялась до глубине 30 см. Промывка производилась тактами, нормой по 1500-2000 м³/га каждый. Перед промывкой и после каждого такта промывки с площадки отбирались мешанные образцы из 3 повторностей для определения, засоленности. Образцы отбирались при помощи ручного бура через каждые 20 см до глубины. После отбора образцев скважины тампонировались.

Для промывки использовалась вода из артезианской скважины с минерализацией 0,5 г на литр, гидрекарбонатно-сульфатного, магниево-натриево- кальциевого типа , РН 7,65.

Рядом с площадкой предназначенной для промывки засоленных почв изучались водно-физические свойства почвогрунтов. Определялись плотность, естественная влажность, механический состав и водопроницаемость почв.

Первая опытная площадка залежена на луговом соленчаке. Тип засоления по анионному составу сульфатный по катионному – натриевый. Средневзвешенное содержание солей в первом слое составляет 0,85%. Глубина залегания грунтовых вод 2,5 м. Литологическое строение профиля: первый метр средние и тяжелые суглинки, второй метр и ниже легкие сунлинки. Водопроницаемость очень низкая. Для впитывания первого 20 см слоя воды потребовалось 155 часов, а для второго 20 см слоя – 450 часа. В целом чтобы пропустить через почвенную толщу 40 см слоя воды потребовалось 600 часов времени. Поэтому нам пришлось ограничиться только двумя тактами промывки.

Вторая опытная площадка расположена на лугово-сереземных посвах сильной степени засоления. Тип засоления хлоридно-сульфатные, натриевый. Средневзвешенное содержание солей в метровом слое 1,75 %. Глубине грунтовых вод 3,2 м. Литологическое строение зоны аэрации: до 137 см средние суглинки, ниже до соды-супесь. Водопроницаемость низкая. Для впитывания нормы воды (20 см слой) первого такта промывки потребовалось около 6 часов, для второго такта – 55 часа, для третьего такта – 180 часов, для четвертого – 240 часов. В целом чтобы пропустить через почвенную толщу 80 см воды потребовалось 540 часов времени.

Третья опытная площадка заложена так же на луговосереземных сильнозасоленных почвах. Но тип засоления – сульфатный, натриевый. Средневзвешенное содержание солей в метровом слое составляет 1,40 %. Грунтовые воды залегают на глубине 3,4 м. Литологическое строение зоны аэрации характеризуется преобладанием слоев легкого механического состава (легкие суглинки, супеси). Водопроницаемость низкая, но несколько лучше, чем у почв предыдущей площадки. Для впитывания нормы воды (20 см слой) первого такта потребовалось около 6,5 часов времени, для второго такта – 30 часов, для третьего такта – 90 часов, для чевертого такта – 140 часов, для пятого такта – 174 часа. В целом, чтобы препустить через почвенную толщу слой воды 1 м потребовалось 480 часов времени.

Четвертая опытная площадка расположена на лугово-болотных опустынивающихся сильнозасоленных почвах хлоридно-сульфатного, кальциево-натриевого типа засоления. Средневзвешенное содержание солей в метровом слое составляет 1,80 %. Глубина залегания грунтовых вод 2,7 м. Литологическое строение зоны аэрации характеризуется легким механическим составом сверху (0-51 см) и тяжелым внизу (тяжелые суглинки, глины).

Водопроницаемость почв стабильно высокая. Для впитывания нормы воды первого такта (20 см слой) потребовалось 2 часа, для второго такта – 2 часа, для третьего такта – 2 часа 30 минут, для четвертого такта – 3 часа 30 минут. Для пятого такта – 3 часа. В целрм, чтобы переустить четез почвенную толщу 1 м слой воды потребовалось всего 11 часов времени.

Пятая опытная площадка была заложена на лугово-сереземных солончаково-солонцеватых сильнозасоленных почвах сульфотно-хлоридного засоления соды, натриевого типа засоления, однако позднее будут промывки (17 октября), ранее наступление и в связи с этим замерзание воды в опытной площадка пока не давдало добиться сколь-нибудь осуществленных изменений засоления в ходе промывки. Во-втором метре почво-грунтов в начале промывки наблюдается увеличение содержания солей за счет вымывания солей из верхного метрового слоя. В дальнейшем происходит вымывание также и со второго метра почвенной толщи.

В ходе промывок наряду с изменением степени засоления изменяется и химизм засоления. Почвы опытной площадки 2, имеющий хлоридно-сульфатный натриевый тип, в результате удаления легкорастворимых хлоридов и сульфата натрия.

Анализ рассматриваемого явления должен производиться с учетом последних достижениий не только мелиоративной науки, но и смежных отраслей знания. В почвоведении, на основе всесторонних теоретических и экспериментальных исследований, ученые пришли к основополагающему выводу, что свойства почвы определяются почвенными процессами, которые в свою очередь зависят от факторов почвообразования.

В связи с этим академик И.П.Герасимов отмечает: «Наиболее важным достижением советского почвоведения является почти полный переход его при разработке современных классификационных вопросов от двучленной докучаевской формулы «почва←среда» или «свойства←факторы» к трехчленной – «почва←генезис←среда» или, точнее «свойства почвы←почвенные процессы←факторы почвообразования» [1-2].

Миграция солей в почве относится к третьей группе элементарных почвенных процессов [2], в которой главную роль играет превращение и передвижение различных продуктов почвообразования. Эта группа характерна наибольшей динамичностью, которая еще больше увеличивается при применении мелиораций для получения почв с нужным свойствами.

Выщелачивание, превращение и передвижение солей в почве зависят от большого числа факторов, которые приводят к различным процессами биологического, химического и физического характера и определяет собой неодинаковые свойства почвы..

Различают внешние и внутренние факторы миграции. К внутренним факторам в геохимии относят: химические свойства элементов, форму их нахождения, размеры мигрирующих частиц и др [2-3].

Внешние факторы миграции составляют параметры среды (в данном случае почвы) и многообразные характеристики природных условий: физико-географичсеких, гидрогеологичсеких, физико-химических, биологических и искуственных.

Почвы содержат в себе различные соли. Одни из них полезны для растений, другие токсичны. Соли находятся в различных состояниях (растворенном, поглощенном, твердом) и могут быть обнаружены во всех фазах почв. Они распределены по почвенному профилю нераврномерно.

Жидкая фаза почвы самая подвижная и изменчивая. Она представляет собой наиболее активную часть почвы, играющую большую роль в почвообразовании.

Почвенный воздух также сильно влияет на свойства почвы и на процесс почвообразования. Степень влияния предопределяется его количеством, которое зависит от свободной пористости фазами почвы и с атмосферным воздухом.

Почвенные поры имеют большое значение не только как хранилище жидкой и газообразных фаз, но и коренным образом влияют на миграцию различных веществ по почвенному профилю. Величина общей пористости может изменяться в широких пределах: от 25 до 80 % в минеральных почвах миграция вещества зависит также от размеров почвенных пор и их формы.

Различают межагрегатную и внутриагрегатную пористость. Некоторые грунты (лессовидные) пронизаны относительно крупными порами-канальцами сравнительно большой протяженности в вертикальном направлении, которые создают «макропористость». Другие почвы (черноземы) имеютсложную пористость: внутримикропористость таких почв достигает 60 % [3].

Задача количественной характеристики водопроводящих свойств почвы осложняется чрезвычайно высокой вариабильностью водно-физических константо глубине почвенного разреза и по площади даже одной почвенной разности. Для получения статистически достоверных величин нужных параметров необходимо выполнять большой обьем дорогостоящих работ и затрачивать на это много времени. Поэтому актуальным является вопрос обоснования применимости минимального количества параметров.

При подаче воды на мелиорируемое поле появляются несколько видов «переносных движений» и «относительных движений». Скорость перемещения влаги и солей по всем перечисленным формам движения различна, так как неодинаковые размеры почвенных пор и величины действующих сил.

Промывная вода в первую очередь вытесняет из верных горизонтов почвы в нижние свободный почвенный раствор, и поэтому здесь концентрация солей изменяется сильнее, чем в прочно связанном со стенками пор почвенном раствор, где понижение концентрации происходит лишь за счет диффузии. В большинстве случаев скорость гравитационного движения влаги значительно превосходит скорость диффузии, то первые пробы воды могут быть слабоминерализованными [4].

Приятно считать, что при заполнении свободной емкости пор, полученный раствор весь остается в почве, т.е. соли не удаляется из расчетного слоя, а лишь перераспределяются внутри него. Удаление солей происходит при подаче дополнительных объемов промывной воды. Можно полагать, что именно с этого момента начинается собственно промывка почвы от солей.

Вода передвигается по вертикальным почвенным порам, образуя сплошной исходящий поток, и одновременно вытесняет более концентрированный почвенный раствор. Это вытеснение имеет место в более крупных порах, где водообмен осуществляется быстрее. Разность концентраций, образующихся между стенками таких пор и внутренними частями почвенных агрегатов, приводит к диффузии солей. Если на первых стадиях промывки удаление солей обусловлено прямым вытеснением, то на последующих – диффузионный процесс начинает играть возрастающую роль.

Литература

1.Аверьянов С.Ф. Борьба с засолением орошаемых земель. Москва, 1978,-278с.

2.Сейтказиев А.С., Салыбаев С.Ж., Байзакова А.Е., Музбаева К.М. Экологическая оценка продуктивности улучшения засоленных земель в пустынных зонах республики Казахстан., Тараз, 2011,-274с.

3.Сейтказиев А.С., Музбаева К.М., Салыбаев С.Ж. Моделирование водно- солевого и теплового режимов деградировенных почв. Тараз, 2011,-356 с.

4.Сейтказиев А.С., Буданцев К.Л. Моделирование водно-солевого режима почв на засоленных землях //Межвузовский сб.научн.трудов по гидротехническому специальному строительству., Москва, 2002, С. 72-79.