Содержание (%) и состав солей в почвах развод, типа засоления

Показатели	Степень засоления почв
	незасоленные	слабозасоленные	среднезасо-ленные	сильнозасоленные	очень сильнозасолено засоленные

Хлоридный тип засоления

Сухой остаток С1- <0.3 0.3-0.5 0.5-1.0 1.0-2.0 >2.0

С1- <0.01 0.01-0.05 0.05-0.10 0.1-0.2 >0.2

Сульфатный и хлоридно-сульфатный тип засоления ,

Сухой остаток >0,3 0.3-0.1 1.0-2.0 2.0-3.0 >3.0

С1- <0.01 0.01 0.05 0.10 -

SO₄² 0.10 0.10-0.40 0.040-0.62 0.60-0.80 >80

Содовый и смешанный тип засолении

Сухой остаток <0.1 0.1-0.3 0.3-0.5 0.5-0.7 0.7-1.0

Cl- 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02

S0₄^2- 0.02 0.05-0.10 0.20 0.20 0.20

НСО₃- <0.06 -0.1-0.2 0.2-0.3 0.3-0.4 >0.4

Определение степени засоленности почв по содержанию токсических солей. В различных почвах может присутствовать одно и то же количество солей, но в зависимости от их состава почвы могут обладать разной степенью засоленности, что обусловлено неравноценной токсичностью для растений различных легкорастворимых солей. Поэтому, чтобы установить степень засоленности почвы, необходимо рассмотреть методику расчета токсических и нетоксических солей по данным анализа водной вытяжки.

Метод расчета токсических и нетоксических солей основан на связывании ионов в определенной последовательности, начиная от менее растворимых к более растворимым.

В первую очередь связываются катионы и анионы карбонатов в таком порядке: Na₂CO₃, MgCO₃, Ca(HCO₃)₂, NaHCO₃, эдо-(НСО₃)₂; далее катионы с ионом S0^2~₄: CaSO₄, Na₂SO₄, MgSO₄; в последнюю очередь катионы с ионом Cl~: NaCl, MgCl₂, СаС1₂- Рассмотрим результаты анализа водной вытяжки слоя почвы 0—40 см и пример определения формул гипотетических содей (Мякина, Аринушкина, 1979).

Сухой остаток, %	HCO3-	Cl-	SO42-	Ca2+	Mg2+	Na+ + K+
2.04

Примечание. В числителе — содержание солей в %, в знаменателе — в мг-экв..

Ионы СО₃^2- очень токсичны, но в водной вытяжке они не обнаружены. Ионы НСО-₃ в водной вытяжке могут быть обнаружены вследствие присутствия как токсических солей, например NaHCO₃, Mg(HCO₃)₂, так и нетоксических — Са(НСО₃)₂).

В первую очередь выясняют возможное содержание в водной вытяжке наименее растворимой соли Са(НС0₃)₂, для чего количество ионов НСО_3~ связывают с эквивалентным ему количеством кальция. Если количество НСО_~3 после этого связывания остается еще свободным, его сначала связывают с Mg²⁺, а потом с Na+. В растворимом примере с Са²⁺ будет связано все количество НСО_~3. В водной вытяжке присутствует Са(НСО₃)₂ в количестве 0,46 мг-экв., или 0,018%. Несвязанного кальция остается 5,41 мг-экв.

Ион SO₂^~4 не токсичен, когда он входит в состав гипса CaSO₄, и токсичен, когда он связан с Mg²⁺(MgSO₄) или с Na+(Na₂SO₄).

В первую очередь связывают SO^2~₄ с Са²⁺, оставшимся после соединения его с НСО_~3: 5,41 мг-экв. Са²⁺+5,41 мг-экв. SO^2~₄ = 10,82 мг-экв. CaSO₄, или 0,367% CaSO₄. Таким образом, сумма не токсических солей будет равна: 0,018 + 0,367 = 0,385%.

Осталось 4,6 мг-экв. несвязанного иона SO^2~₄, который соединяют последовательно с 4,6 мг-экв. Na+. Таким образом, в 100 г почвы находится 9,2 мг-экв. Na₂SO₄, или 0,322% Na2SO₄. При анализе водной вытяжки среди сульфатов MgS0₄ не обнаружен.

Хлориды токсичны, связывание иона С1_~ в гипотетические соли производится в последовательности такого ряда: NaCl, MgCl₂, СаС1₂, то есть начиная с менее растворимых солей к более растворимым. В расчетах остались несвязанными 15,97 мг-экв. Na⁺, 23,38 мг-экв. С1- и 7,41 мг-экв. Mg²⁺; 15,97 мг • экв. Na⁺ соединяют с 15,97 мг-зкв. С1^~, а оставшиеся 7,41 мг-экв. С1^~ — с 7,41 мг-экв. Mg²⁺. Таким образом, в почве присутствуют 31,94 мг-экв. NaCl, или 0,93%, и 14,82 мг-экв. MgCl₂, или 0,4%. Сумма токсических солей составила 1,652%, а общая сумма всех солей — 2,037%.

В составе хлористых солей отсутствует хлористый кальций; конечный результат показывает, что 80,9% солей от общей сумма (2,04) являются токсическими (2,037% принимают за 100%, 1,652% — искомая величина).

Так как на рост сельскохозяйственных растений на засоленных почвах угнетающе действуют именно токсические соли, сложилось мнение, что почвы целесообразно классифицировать по этому признаку.

Для этой цели рекомендуют принимать во внимание «суммарный эффект» токсических ионов. Известно, что различные ионы обладают разной степенью токсичности, но «суммарный эффект» принято выражать в эквивалентах хлора, исходя из следующих соотношений: 1 мг-экв. С1^- по токсичности приравнивается 0,1 мг-экв. СО^2-₃, 2,5—3,5 мг-экв. НСО₃, 5—6 мг-экв. S0^2~₄. Это можно выразить равенством:

1С1- = 0,1СО₃^2- = (2,5—3,0) НС0₃^- = (5-6) S0₄^2-.

Тогда классификация почв по степени засоленности с учетом «суммарного эффекта» токсических солей будет выглядеть следующим образом:

Степень засоления «Суммарній єффект»

токсических ионов

(СО₃, НСО₃- _, С1-, SO₄^2-)

Незасоленные <0.3

Слабозасоленные 0,3-0,1

Среднезасоленные 1,0-3,0

Сильнозасоленные 3,0-7,0

Очень сильнозасоленные >7.0

Располагая фактическими данными «суммарного эффекта» и пользуясь этой классификацией, определяют степень засоленности почвы.

Для приближенного представления о количестве токсических солей в водной вытяжке почв можно пользоваться эмпирической формулой:

процентное содержание токсических солеи = Натрий и магний в формуле выражают в мг-экв. на 100 г почвы.

Задание. Установить тип и степень засоленности почвы, анализируемой на лабораторно-практических занятиях, по «суммарному эффекту» токсических солей.

Расчет общей промывной нормы. Промывка засоленных почвеной способностей их улучшения. Общую промывную норму опресененных поливов рассчитывают по количеству солей, которые следует удалить из опресняемого слоя.

Формула расчета общей промывной нормы выглядит следующим образом:

где Н₀ - общая промывная норма, м³/га; НВ₃ — запас воды при наименьшей влагоемкости, м³/га; В₃ — запас воды в опресняемом слое почвы до промывки,. м^з/га. h - толщина опресняемого слоя почвы, м; a — объемная масса опресняемого слоя почвы, г/см³; S_H— содержание солей в почве до промывки, % от массы сухой почвы; S_K — критическое (допустимое) содержание солей в» почве, %; К — количество солей, которое вымывает из почвы 1 м³ оросительной воды, т.

Первая часть формулы представляет недостаток насыщения водой расчетного слоя, подлежащего промывке, до наименьшей влагоемкости (НВ), а вторая — норму вытеснения почвенных солей, или транспортирующую часть промывной нормы.

Каждый кубический метр воды вымывает определенное количество солей, зависящее от содержания и состава их в почве, ее механического состава, уровня грунтовых вод и других условий.

В таблице 27 показано количество хлора, вымываемое 1 м³ воды на разных типах почв.

При расчете общей промывной нормы следует учитывать потери воды на испарение, фильтрацию за пределы корнеобитаемого слоя, а также опресняющее действие зимних осадков.

Приближенную общую промывную норму (м³/га), учитывающую указанные потери воды, можно вычислить по формуле В. М. Легостаева:

М_пр=m₁+m₂+n₁+n₂-O₁-O₂

где m₁— норма вытеснения почвенных солей, или транспортирующая промывная норма, м³/га; m₂— недостаток насыщения промываемого слоя до НВ, м³/г, n₁— потери воды во время промывки на просачивание вглубь по некапилляя ным ходам, м³/га; п₂ — потери воды на испарение во время и после промывки м³/га; O₁ — количество осадков, принимающих участие в выщелачивании cолей из промываемого слоя, м³/га; О₂ — количество конденсационной воды, по шедшее на выщелачивание солей из промываемого слоя, м³/га.

Таблица 27

Количество С1~, вымываемое 1м³ воды на разных типах почв по механическому составу

Тип почв по механическому составу	Содержание хлора в почве допромывки, %	Количество вымываемого хлора, кг
Среднесуглинныстые	0,20 0,15 0,10 0,07 0,04 0,02	5,5 5,0 4,3 3,8 3,0 2,0
Тяжелосуглинныстые	0,10 0,07 0,04 0,02	3,4 2,8 2,0 1,0

Недостаток насыщения промываемого слоя до НВ вычисляют по формуле:

где К — наименьшая влагоемкость, % к массе сухой почвы; r — исходная влажность почвы перед промывкой, % к массе сухой почвы.

Потери воды на испарении во время промывки составляют для степи УССР 400—600 м³/га, в других регионах орошения эта величина корректируется с учетом климатических условий. Потери воды на просачивание вглубь по некапиллярным ходам (м³/га) составляют около 5% от транспортирующей промывной нормы.

Количество конденсационной влаги берут равным 10% прибавки запаса влаги за осенне-зимний период. При расчетах следует учитывать допустимое содержание хлора в почве: при осенней промывке 0,02%, а при весенней — 0,01%.

Промывку начинают с полива, насыщающего почву до НВ. Через 3—7 дней, необходимых для растворения солей, дают повторный полив, который вытесняет насыщенную солями воду за пределы корнеобитаемого слоя. На легких почвах перерыв между noливами короткий, на тяжелых — более продолжительный.

Разовая промывная норма должна составлять 30—40% НВ. С. В. Астапов (1958) рекомендует следующие разовые промывные нормы (м³/га) в зависимости от физических свойств почвы:

для легких почв 700—900

» средних » 900—1100

» тяжолых» 1100—1500

Число промывных поливов (п) рассчитывают по формуле:

где М_пр— общая промывная норма; m_р — разовая промывная норма.

Чем сильнее засолена почва, тем больше проводят разовых промывок: при слабом засолении 1—2, при среднем 2—3, при сильном 3—4.

С помощью промывных поливов хорошо рассоляют солончаковые почвы. Солонцовые почвы, в которых натрий находится в поглощающем комплексе, прежде всего нуждаются в гипсовании, а затем — в промывке.

Задание. Рассчитать общую промывную норму при наличии в метровом слое каштановой почвы ионов хлора в количесте 0,07%. Оббьемная масса почвы 1,36 г/см³, влажность почвы в момент промывки 11%, весной 18%, НВ=20%. Количество осадков, выпадающих до посева, составляет 154 мм, коэффициент поглощения осадков – 0,6.

Установление критической глубины залегания уровня минерализованных грунтовых вод. Критическая глубина залегания уровня минерализованных грунтовых вод – это такая глубина, выше которой капиллярные соленосные растворы, восходящие от зеркала минерализованных грунтовых вод, вызывают соленакопление в почве, угнитение и гибель растений.

При мелиорации засоленных почв необходимо поддерживать уровень грунтовых вод (УГВ) орошаемых почв на глубине ниже критической.

Критическую глубину залегания УГВ определяют по формуле:

где Н_max — наибольшая высота капиллярного поднятия воды в данном поч-вогрунте, м; a — глубина распространения основной массы корней сельскохозяйственных культур, а = 0,5—-0,8 м.

Ориентировочно критическую глубину залегания УГВ принимают равной: для глин и тяжелых суглинков —3,0—3,5 м; средних суглинков — 2,5—3,0 м; легких суглинков, супесей и песков — 2,0—2,5 м.

Критическая глубина залегания УГВ зависит также от минерализации:

минерализация грунтовых вод, г/л ...... .1,5—3,0 3,0—5,0 5,0—7,0

критическая глубина залегания УГВ, м .....1,5—2,2 2,2-3,0 ЗД-3,5

При минерализации 1—1,5 г/л УГВ в условиях хорошей дренируемости и орошения может залегать на глубине 1—1,5 м, не вызывал засоления почв.