6.4. Математичне моделювання впливу осолонцювання та засолення грунту на розвиток рослин

Моделювання впливу осолонцювання грунту на ріст і розвиток рослин та їх екологічну чистоту

Територія України належить до регіонів з недостат- нім або нестійким режимом зволоження ґрунту. З огля- ду на це виробництво сільськогосподарської продукції потребує зрошення для отримання достатньої кількості, якості та екологічної чистоти врожаїв. Однак іноді зро- шення призводить до засолення та осолонцювання ґрун- ту. Тому з екологічного погляду ЖУНИ ВАЖНИМ врлхоиу вати забруднення ґрунту внаслідок зрошування.

Засоленням грунту налипають збільшення вмісту у ньому легкорозчинних солей (карбонату натрію, хлори- дів, сульфатів). Якщо процес засолення зумовлений засоленістю ґрун то утворюючих порід, привнесенням солей ґрунтовими чи поверхневими водами, тоді засо- лення називають відповідно первинним або вторинним. Процес засолення ґрунту залежить від кількості міне- ральних солей у зрошувальній воді, тобто значенням її мінералізації.

Процес осолонцювання полягає в утворенні солей із солонців шляхом деградації солонців унаслідок обумо- вленого натрієво-кальцісвим потенціалом зрошуваль- ної води заміщення обмінного N8" на Н*.

Вплив осолонцювання ґрунту на формування вро- жаю сільськогосподарських культур визначають за допомогою функцій впливу рівня натрієво-кальцієвого потенціалу ґрунту на приріст рослинної маси:

*к.-с. = 1 - <0.8ІІЙЯЙ " 0.4)и'Г5£/л', (6.4.1)

Де #N«-0»— функція впливу натрієво-кальцієвого потен- ціалу ґрунту на приріст сухої біомаси цілої рослини, безрозмірна; І*^1""'1 — натрісно-кальцієвий потенціал ґрунту, безрозмірний; р — потенціальна інтенсивність росту рослин, безрозмірна; Т$І* — середня за декаду

ефективна температура, °С; п — кількість днів у розра- хунковій декаді.

Приймають, що величина натріево-кальцієво потен- ціалу ґрунту не змінюється до поливу:

Лет"' = ЛГс?. при X = 0. (6.4.2)

У декаду вегетаційного поливу цю характеристику визначають залежно від рівня натрієво-кальцієвого потенціалу зрошувальної води та внесення фосфогіпсу:

Р{В& ■Ч1»25Р&а) - 0,125)ККл-с(Си)Кнй_Са(Сч), (6.4.3)

де Р^а-сї* — натрієво-кальцієвий потенціал зрошуваль- них вод, безрозмірний; ЛГМі1_Са(С,|) та К^-сЛСн) ~ функ- ції впливу внесення кількості (норм) фосфогіпсу та часу внесення фосфогіпсу, відповідно (прямодія та наслі- док), які визначаються як:

*н.-с*(<7н) = 0,060(7,, + 1,0, при < Сн 8 т. га"; (6.4.4)

1,3 при Он > т. га"1; (6.4.5)

К^с^Оц) = 1,0, при вч = 2 роки; (6.4.6)

1,25— 0,1СЧ. при Оч - 2 роки, (6.4.7)

де Сн — норма внесення фосфогіпсу, т/га; С\, — поряд- ковий номер року після внесення фосфогіпсу.

Моделювання впливу засолення ґрунту

на ріст і розвиток рослин та їх екологічну чистоту

Зниження продуктивності рослин під впливом засо- лення ґрунту розраховують за допомогою функції впливу міри засолювання ґрунту на приріст біомаси рослин (А£):

К'3 = 1 - ^(5^ - З&^іі'ТВІІп', (6.4.8)

де д3 — зниження приросту біомаси на одиничний при- ріст засолення, безрозмірний; З'тт — вміст солей у вод- ній витяжці ґрунту, г/л; 5^увт — критичний рівень засо- лення, г/л'1.

У першому наближенні приймається, що вміст солей у водній витяжці ґрунту до першого вегетаційно- го поливу зберігається на одному рівні:

= З'ю*г> ПРИ х'" 0- <6-4.9)

Для розрахунку рівня засолення ґрунту в декаду вегетаційного поливу використовують рівняння, апрок-

симуючи залежність у графічному вигляді лінійним рівнянням. Для цього введемо функції впливу внесення фосфогіпсу на засолення Грунту:

«гру, - (0,0865ар.п. + 0,092)адЄ„)ЛГ(Сч), (6.4.10)

де5лр.в — мінералізація зрошувальної води, гл л; Кв(Оп)— функція впливу внесення фосфогіпсу; К(Оц) — функція впливу часу внесення фосфогіпсу;

Кі№н) « 0,444С„ 4- 0,7, при Си 5 9 т/га (6.4.11) 3,0, при СН > 9 т/га (6.4.12) К(Он) = 1,0, при Оч < 2 роки (6.4.13) К(СЧ) = 1,2 — 0,45 Сч, при Сч > 2 роки (6.4.14)

Отже, врахування основних характеристик ґрунту і морфологічних характеристик рослин дає змогу розро- бити математичні моделі поглинання та міграції важ- ких металів у ґрунті і рослинах.