Содержание работы
1. Ознакомиться с особенностями солонцовых почв и способами их улучшения по данным конспекта теории;
2. каждый студент получает индивидуальное задание, по материалам которого необходимо определить:
- потребность почв в гипсовании;
- рассчитать дозу мелиоранта;
- предложить агротехнические способы улучшения анализируемой почвы.
Задачи и упражнения
1. Почва южный чернозем, ЕКО 36 ммоль /100 г, содержание обменного натрия 6,4 ммоль/100 г, плотность почвы 1,4 г/см3, глубина мелиорируемого слоя 0–20см. Определить степень солонцеватости почвы и дозу гипса.
2. Доза гипса составляет 5,8 т/га. Какова норма внесения фосфогипса в физической массе?
3. Определите: а) очередность внесения гипса и его дозу на следующих почвах: светло-каштановая, тяжелосуглинистая, S = 18 ммоль/100 г, Na = 2,3 ммоль/100 г, гумус – 2,1% под культуры севооборота: люцерна – пшеница – однолетние травы – пшеница; светло-каштановая супесчаная S = 12 ммоль/100 г, Na = 1,8 ммоль/100 г, гумус – 1,2% под культуры севооборота: донник-пшеница – картофель – овес;
б) какие из указанных удобрений внесете под эти культуры (гипс, простой или двойной суперфосфат, фосфогипс)?
4. Определите степень нуждаемости в мелиорирующем веществе и рассчитайте его дозу для пахотного слоя (0-20см) по следующим показателям:
Таблица 1
| Са2+ | Mg2+ | Na+ | S | ||||
| 1 | A1 | 0-12 | 18,06 | 4,31 | 5,25 | 27,62 | 1,27 |
| B1 | 12-23 | 12,00 | 3,04 | 13,33 | 38,37 | 1,49 | |
| 2 | A1 | 0-10 | 27,13 | 9,57 | 8,50 | 45,20 | 1,35 |
| B1 | 10-23 | 11,44 | 6,33 | 13,23 | 31,00 | 1,47 | |
| 3 | A1 | 0-18 | 19,89 | 5,82 | 1,60 | 27,01 | 1,26 |
| B1 | 18-27 | 24,33 | 6,72 | 5,46 | 36,45 | 1,47 |
5. Почва – солонец корковый, ЕКО – 28 ммоль /100 г, содержание обменного натрия – 6,1 ммоль/100 г, плотность почвы – 1,5 г/см3, глубина мелиорируемого слоя 0–18см. Определить степень солонцеватости почвы и дозу гипса.
6. Рассчитайте норму гипса, необходимую для мелиорации солонца высокостолбчатого, если S – 32,8ммоль /100 г, содержание обменного натрия – 5,5 ммоль/100 г, плотность почвы – 1,43г/см3, глубина мелиорируемого слоя 0–20см.
.Определите степень солонцеватости и рассчитайте норму гипса для мелиорации каштановой почвы с содержанием гумуса 4,5%, если содержание обменного натрия – 3,5 ммоль/100 г, ЕКО – 20 ммоль /100 г, плотность почвы – 1,3 г/см3, глубина мелиорируемого слоя 0–18см.
8. По представленным данным, выраженным в ммоль на 100 г почвы определите: нуждается ли почва в химической мелиорации; если нуждается, то в какой?
а) ЕКО=15,5; Нr=8;
б) S=8,5; Нr=4,6;
в) Nа+=5; S=20;
г) ЕКО=28; Са2+ + Мg2+=22; рНН2О > 7;
д) S=12; ЕКО=20; рНН2О
е) Са2+ + Мg2+=35; ЕКО=40; рНН2О > 7;
ж) Са2+ =8 ; Мg2+=3; Нr=6.
9. Для создания культурного пахотного слоя (0-20см) требуется узнать, нуждается ли почва в мелиорирующем веществе и в какой дозе по следующим показателям:
Таблица 2
| Са2+ | Mg2+ | Na+ | S | ||||
| 1 | A1 | 0-15 | 7,41 | 2,38 | 8,10 | 17,89 | 1,12 |
| B1 | 15-24 | 2,68 | 1,89 | 23,29 | 27,86 | 1,54 | |
| 2 | A1 | 0-10 | 47,97 | 9,64 | 3,86 | 61,47 | 1,2 |
| B1 | 10-35 | 34,32 | 9,18 | 6,70 | 50,20 | 1,51 | |
| 3 | A1 | 0-10 | 27,16 | 9,57 | 8,50 | 45,23 | 1,25 |
| B1 | 10-23 | 11,44 | 6,38 | 13,23 | 31,05 | 1,49 |
10. Что можно сказать о почве с точки зрения состава поглощенных катионов почвенного поглощающего комплекса по следующим данным, выраженным в ммоль на 100г почвы?
а) Са2+ =29 ; Мg2+=5,8; Nа+=1,9;
б) Nа+=2; S=22;
в) Nа+=9; ЕКО=28;
г) Са2+ =7,8 ; Мg2+=2,4; S=17;
д) ЕКО=30; Nа+=6;
Действие солей на плодородие
Особо таксичное действие на плодородный почвенный слой оказывают избыточные натриевые и магниевые химические соединения легкорастворимых солей.
Соли провоцируют обезвоживание почвы на капиллярном уровне, что препятствует усвоению влаги корневой системой культуры.
Блокировка влаги солями на капиллярном уровне
На клеточном уровне в результате нарушения баланса калия и натрия блокируются синтез белков; нарушается баланс калия и кальция; замедляется процесс усвоения макро и микро элементов растениями; в целом замедляет все биологические процессы, связанные с ростом культур.
Причём негативное влияние солей на рост происходит как в сухих, так и во влажных пересоленых почвах. Вместе с этим соли негативно действуют на микробиологические процессы в почве, формирующие развитие гумуса.
Мелиорация
При мелиорации солончаков необходимо решить две проблемы: поддержание грунтовых вод на уровне, не допускающем вторичного засоления, и удаление уже накопившихся в почве солей. Первая решается с помощью создания дренажной системы, вторая — с помощью различных приёмов, целесообразность применения каждого из которых зависит от свойств солончака.
При слабом и неглубоком засолении, ограниченным приповерхностным слоем почвы, допускается запашка солей, равномерно распределяющая их по пахотному горизонту. При этом необходимо чтобы полученные концентрации солей были ниже препятствующих росту культурных растений. При наличии поверхностной солевой корки её необходимо механически удалить в первую очередь. На почвах тяжёлого гранулометрического состава проводятся поверхностные промывки — многократное затопление участка, растворение солей в промывных водах и их сброс. На слабозасолённых автоморфных почвах возможно вмывание солей в нижние горизонты, однако исключить возможность вторичного засоления можно только при сквозной промывке — вымывание солей из всей почвенной толщи в грунтовый поток и его удаление с помощью дренажа.
После мелиоративных работ на солончаке могут выращиваться некоторые культурные растения, возделываемые в данном регионе.
Солончаки или засоленные почвы
Почвы, которые в поверхностном слое своего профиля накапливают легкорастворимые соли называют засоленными или солончаками. Содержание соли в солончаковых грунтах может составлять от 0.6-07 до 2-3%.
По градации засолённости, почвы подразделяются на следующие типы:
- Незасолённые – хорошее развитие культуры с нормальной урожайностью без выпадов растений
- Слабозасолённые – слабое угнетение, выпады растений снижение урожайности от 10% до 20%
- Среднезасолённые – среднее угнетение, выпады растений, снижение урожайности от 20% до 50%
- Сильнозасоленные – сильное угнетение, выпады растений, падение урожайности от 50% до 80%
- Солончаки – урожая нет, выживают единичные растения
Структурный профиль солончака
Для поддержания и развития плодородия посевных угодий, бороться с повышенным содержанием соли следует начинать на стадии слабой солёности. Диагностируют содержание соли проведением лабораторных исследований проб земли.
| Уровни засоленности | Тип засоления, плотный остаток, % | |||
| Хлоридно — содовый | Сульфатно — содовый | Содово — хлоридный | Содово — сульфатный | |
| Незасолённые | ˂0.15 | ˂0.15 | ˂0.15 | ˂0.15 |
| Слабозасолённые | 0.15-0.25 | 0.15-0.3 | 0.15-0.25 | 0.15-0.3 |
| Среднезасолённые | 0.25-0.4 | 0.3-0.5 | 0.25-0.4 | 0.3-0.5 |
| Сильнозасолённые | 0.4-0.6 | 0.5-0.7 | 0.4-0.6 | 0.5-0.7 |
| Солончаки | ˃0.6 | ˃0.7 | ˃0.6 | ˃0.7 |
Мелиорация
При мелиорации солончаков необходимо решить две проблемы: поддержание грунтовых вод на уровне, не допускающем вторичного засоления, и удаление уже накопившихся в почве солей. Первая решается с помощью создания дренажной системы, вторая — с помощью различных приёмов, целесообразность применения каждого из которых зависит от свойств солончака.
При слабом и неглубоком засолении, ограниченным приповерхностным слоем почвы, допускается запашка солей, равномерно распределяющая их по пахотному горизонту. При этом необходимо чтобы полученные концентрации солей были ниже препятствующих росту культурных растений. При наличии поверхностной солевой корки её необходимо механически удалить в первую очередь. На почвах тяжёлого гранулометрического состава проводятся поверхностные промывки — многократное затопление участка, растворение солей в промывных водах и их сброс. На слабозасолённых автоморфных почвах возможно вмывание солей в нижние горизонты, однако исключить возможность вторичного засоления можно только при сквозной промывке — вымывание солей из всей почвенной толщи в грунтовый поток и его удаление с помощью дренажа.
После мелиоративных работ на солончаке могут выращиваться некоторые культурные растения, возделываемые в данном регионе.
Классификация
Солевая корка на поверхности солончака (Австрия)
Солончаковый луг в Омской области
Согласно классификации почв СССР 1977 года выделялось два типа солончаков: автоморфные и гидроморфные. К автоморфным относились солончаки, приуроченные к выходам засолённых пород или имеющим палеогидроморфное происхождение (чаще всего такая ситуация складывается на речных террасах). В настоящее время грунтовые воды не должны оказывать влияния на профиль автоморфных солончаков. Глубина их залегания — более 10 м.
Гидроморфные солончаки напротив, развиваются при высоком (3—1 м) стоянии грунтовых вод. Выделяемые подтипы:
- Типичные — свойства солончаков выражены наиболее полно.
- Луговые — образуются при засолении луговых почв и сохраняют ряд их признаков, таких как высокое содержание гумуса, наличие оглеения. Грунтовые воды залегают на глубине 1—2 м, их степень, а иногда и химизм засоления, подвержены сезонной изменчивости. Почвы могут периодически подвергаться рассолению, тогда в них происходит аккумуляция гумуса, после чего засоляются снова.
- Болотные — образуются при засолении болотных почв, характерно частичное сохранение болотной растительности, оглеение по всему профилю, возможно наличие торфяных горизонтов.
- Соровые — образуются на дне котловин периодически высыхающих солёных озёр. Оглеение по всему профилю, отмечается запах сероводорода. Поверхность лишена растительности, покрыта коркой соли. При толщине корки более 10 см такие солончаки относят к непочвенным образованиям.
- Грязево-вулканические — образуются при излиянии на поверхность засолённых грязей или минерализованных вод.
- Бугристые (чоколаки) — бугры высотой до 2 м сильнозасолённого материала эолового происхождения, скрывающие кусты тамарикса или чёрного саксаула.
В классификации почв России 2004 года выделяются следующие типы солончаков:
- Собственно солончаки — соответствующие автоморфным и гидроморфным типичным солончакам старой классификации.
- Солончаки глеевые — соответствуют низкогумусовым луговым и болотным подтипам гидроморфных солончаков.
- Солончаки сульфидные (соровые) — соответствуют одноимённому подтипу старой классификации.
- Солончаки тёмные — характеризуются высоким содержанием гумуса (до 12 %), ниже по профилю — сизые и ржавые пятна, свидетельствующие о периодическом переувлажнении. Соответствуют подтипу луговых солончаков.
- Солончаки торфяные — характеризуются наличием засолённого торфяного или перегнойно-торфяного горизонта, под которым залегает засолённый глеевый. Соответствуют подтипу болотных солончаков.
Также выделяется группа типов вторичных солончаков, их называют по типам почв, из которых они образованы: солончак по чернозёму, солончак-солонец и др.
Классификация солончаков
Солончаки – это почвы, которые содержат высокую концентрацию растворенных солей. В зависимости от состава солей, солончаки делятся на несколько типов.
- Хлоридные солончаки – это почвы, содержащие хлориды натрия, калия и магния. Они обычно встречаются в районах с высоким аридным климатом, таких как Намибия или Австралия.
- Сульфатные солончаки – это почвы, содержащие сульфаты натрия, кальция и магния. Они обычно встречаются в зонах засоления вдоль берегов морей и океанов, а также в пустынях.
- Карбонатные солончаки – это почвы, содержащие карбонаты кальция или магния. Они обычно встречаются в засушливых районах с избыточным количеством карбоната, таких как запад США.
Однако, около 75% всех солончаков на земле относятся к типу гидроморфных солончаков, которые возникают в результате засоления почвы в условиях высокого уровня грунтовых вод.
| Тип солончака | Содержание солей | Распространение |
|---|---|---|
| Хлоридные солончаки | Натрий, калий, магний | Африка, Австралия |
| Сульфатные солончаки | Натрий, кальций, магний | Зона засоления, пустыни |
| Карбонатные солончаки | Карбонаты кальция или магния | Запад США |
| Гидроморфные солончаки | Натрий, кальций, магний | Почти везде |
Автоморфные
Солончаки могут обладать рядом интересных свойств. Например, некоторые из них автоморфные, то есть обладают особой симметрией. Это значит, что они имеют определенный набор свойств, при которых они тождественны с некоторой другой версией самих себя. Другими словами, автоморфные солончаки выглядят одинаково независимо от того, как обратиться ими в пространстве.
Многие автоморфные солончаки имеют форму кругов, что делает их очень интересными для исследования. Кроме того, они могут быть использованы в различных научных исследованиях, в том числе и палеонтологических. Автоморфная симметрия также играет важную роль в устойчивости экосистем, в которых обитают солончаки.
При изучении автоморфных солончаков ученые обращают внимание на многие факторы, такие как форма, размер, структура и композиция материи. Они также изучают взаимодействия между различными элементами солончаков, такими как соли, минералы и грунт
Гидроморфные
Солончаки могут быть гидроморфными, то есть иметь глубоко расположенный слой грунтовых вод. Если такой слой находится в зоне корневой системы, это может оказывать негативное влияние на жизнь растительности, поскольку излишняя вода затрудняет доступ к кислороду.
Гидроморфное воздействие значимо в контексте антропогенного воздействия. Осушение солончаков приводит к гидроморфному воздействию, что часто становится причиной изменения микробных сообществ и биологических процессов в почве.
Изменения, вызванные гидроморфизмом, могут влиять не только на соленость почвы, но и на ее основные физические и химические свойства, такие как структура и плотность грунта, пористость, водоудерживающая способность, удобряемость и обменные процессы.
Морфология солончаковых почв
Солончаковые почвы относятся к разряду агрофизических почв, которые обладают высокой соленостью и щелочностью. Они являются результатом длительного процесса педогенеза, связанного с акумуляцией солей в почвенном профиле.
Морфология солончаковых почв характеризуется наличием двух основных горизонтов: поверхностного сопочного и грунтового. Поверхностный горизонт имеет светлый цвет и песчано-щебенистую структуру. Он называется соляным слоем и содержит достаточное количество растворенных солей, что даёт ему щелочную реакцию. Грунтовый горизонт имеет тёмный цвет и содержит большую долю глинозема и органических веществ.
Солончаковые почвы может иметь различные формы: отдельные очаги, полосы, пятна или большие зоны. На их морфологические признаки влияет местность, климат, геологические особенности района, а также процессы, происходящие в почве со временем.
Солончаковые почвы являются суровым природным ресурсом и требуют специального подхода к использованию в сельском хозяйстве. Однако при правильной агротехнике и использовании особенностей этого типа почв, они могут стать результативным и высокоурожайным ресурсом.
Info
- Publication number
- RU2693889C1
RU2693889C1
RU2018103123A
RU2018103123A
RU2693889C1
RU 2693889 C1
RU2693889 C1
RU 2693889C1
RU 2018103123 A
RU2018103123 A
RU 2018103123A
RU 2018103123 A
RU2018103123 A
RU 2018103123A
RU 2693889 C1
RU2693889 C1
RU 2693889C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sowing
depth
seeds
sand
soil
Prior art date
2018-01-26
Application number
RU2018103123A
Other languages
English (en)
Inventor
Мавлудин Мавлудинович Абдулгалимов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный аграрный научный центр Республики Дагестан» (ФГБНУ «ФАНЦ РД»)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
2018-01-26
Filing date
2018-01-26
Publication date
2019-07-05
2018-01-26Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный аграрный научный центр Республики Дагестан» (ФГБНУ «ФАНЦ РД»)
filed
Critical
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный аграрный научный центр Республики Дагестан» (ФГБНУ «ФАНЦ РД»)
2018-01-26Priority to RU2018103123A
priority
Critical
patent/RU2693889C1/ru
2019-07-05Application granted
granted
Critical
2019-07-05Publication of RU2693889C1
publication
Critical
patent/RU2693889C1/ru
Использование солончака
Солончак находит применение в различных областях, начиная от медицины и заканчивая промышленностью.
- Медицина: в медицине солончак используется в качестве лечебного средства при целом ряде заболеваний, таких как артрит, болезни десен и др. Он обладает антибактериальными и противовоспалительными свойствами, что способствует устранению воспаления и боли.
- Сельское хозяйство: солончак используются в сельском хозяйстве для улучшения качества почвы и повышения урожайности. Благодаря содержанию в нем микроэлементов, солончак улучшает химический состав почвы и способность почвы удерживать воду.
- Промышленность: солончак используется в различных отраслях промышленности, например, в химической и фармацевтической промышленности. Он служит сырьем для производства некоторых химических соединений, таких как карбонат натрия и сульфат натрия.
Также солончак используется в качестве декоративного элемента, например, в ландшафтном дизайне и архитектуре.
Причины засоления почв
Основной причиной засоления почв является высокая минерализация натриевыми солями близких к поверхности грунтовых вод. Особенно интенсивное засоление и накопление соли в поверхностных слоях происходит в условиях засушливых климатических зон степей, полупустынь и пустынь при высоком уровне испарения влаги.
Также засоление полей может происходить: в результате биологических почвенных процессов; при высыхании засоленных водоёмов; в результате переноса соли ветром; в случае высокой минерализации воды, используемой для орошения.
Игнорирование проведения мониторинга и аудита пахотных угодий для своевременного введения агротехнических мер, предотвращающих развитие засоления, часто является причиной развития солонцов на полях.
Что такое солончаки
Типы почв, которые содержат в своём составе легкорастворимые соли в больших количествах, называют солончаками. В любой почве есть минеральные соли, растворяющиеся в воде. В солончаках количество соли большое. Она препятствует росту других растений, кроме тех, которые приспособились к условиям повышенной солёности.
Солончаки — это явление, распространённое в мире. Их география, или размещение, связана с засушливым климатом. Распространены в центральной Азии, Африке, Австралии, Северной Америке. В России солончаки есть на территории Прикаспийской низменности, Алтайского края, Омской области.
Рис. 1. Солончак.
Самый крупный солончак расположен в Боливии. Это высохший замкнутый водоём Уюни. Площадь его — более 10 тыс. кв. км. В непосредственной близости построено несколько гостиниц из соляных блоков. В них стены и мебель выполнены из соли.
Фитомелиорация засоленных земель
Данный вид рекультивации заключается в чисто подборе севооборота солестойких полевых культур, которые позволяют улучшить водопроницаемость почвы и перезапустить биологические процессы в засоленном плодородном слое. В профессиональной среде агрономов данный вид мероприятий по борьбе с солонцами называют — фитомелиорацией.
Экономическая доступность
Несмотря на более продолжительный процесс снижения засолённости почвы таким способом, его преимуществом является дешевизна и доступность, не требующая использования в агротехнике дополнительного специального оборудования.
Часто посев культур осуществляют без предварительной обработки почв, что значительно снижает затраты. В процессе восстановления, практики не рекомендуют использовать гербициды, так как сорная растительность играет положительную роль в борьбе с засоленностью почвы.
Активизация регенерации плодородия
Конкретно для восстановления водопроницаемости и насыщению почвы воздухом рекомендуется осуществлять посевы смесями культур, имеющих как стержневое, так и мочковатое строение корневых систем.
Развитие мочковатых корней в верхнем засоленном, монолитном слое обеспечивает изменение его структуры делением на мелкие комочки. Таким образом восстанавливается насыщение воздухом и влагой на капиллярном уровне.
Глубоким проникновением стержневых корней обеспечивается влагообмен между горизонтами почвы, что стимулирует вымывание вредных солей в более нижние горизонты.
Вместе с этим благодаря затенению поверхности поля культурой снижается процесс испарения влаги, провоцирующий засоления верхнего гумусного слоя. В почве возобновляются ряд биологических процессов развивающих образование гумуса. В последствии нейтрализации действия токсичных солей появляется возможность возделывать менее стойкие к соли культуры.
Солеустойчивые культуры
Для восстановления почв, поражённых солонцами, в севооборотах применяют следующий ряд наиболее солеустойчивых культур:
- люцерна
- суданская трава
- ячмень
- нут
- донник
- сорго
- рапс
Подбор культур и стратегии севооборота
Нужно отметить, что успех регенерации почв во многом зависит от действия множества факторов, включающих:
- физический и химический состав
- годовая норма осадков
- температурный режим
- рельеф поля
- расположение и состав грунтовых вод
- действия ветровой эрозии
Понимая сложность влияния выше указанных факторов конкретный рецепт в подборе высева культур просчитать невозможно, поэтому подбор и их чередование осуществляют опытным путем.
Для этого осуществляют высев смеси двух, трёх или четырёх культур на засоленных участках. По результатам всходов и конечному результату сформированных стеблей культур выявляют наиболее устойчивый вид растения на конкретном засолённом участке. Второй посев осуществляют с доминированием в смеси культуры, которая дала лучшие результаты в первом посеве. Одновременно отслеживают изменения в структуре почвы и её химическом составе. При улучшении в севооборот включают другие культуры. Таким образом выстраивают стратегию чередования культур в севообороте с постоянным контролем динамики на улучшение проблемного участка.
В среднем подбором севооборота удаление солонцовых пятен происходит после 4-5 лет данного подхода использования земли. Вместе с этим нужно понимать, что такие подверженные засолению участки, не могут использоваться стандартным образом, и после проведённого рассоления требуют постоянного мониторинга с корректировкой севооборота.
Что это такое?
Солончак — это тип почвы, который характеризуется повышенным содержанием солей (более 3%) в своей верхней горизонте. Это приводит к тому, что растения не могут расти на такой почве, а также к тому, что на поверхности солончака часто образуется белая корка соли.
Солончаки могут образовываться в засушливых условиях, когда влага быстро испаряется с поверхности почвы, а соли из глубинных слоев остаются на поверхности. Также солончаки могут появляться в местах с повышенным уровнем грунтовых вод, когда соли растворяются в воде и затем выпадают на поверхность почвы.
Солончаки могут иметь различную структуру, от тонкослойных до мощных горизонтов, и могут содержать различные типы солей, такие как хлориды, сульфаты или карбонаты. Хотя солончаки не представляют интереса для сельского хозяйства, они могут быть важным природным ресурсом для производства соли и других продуктов.
Мелиорация
Мелиорация – это комплекс мероприятий, направленных на улучшение водообеспеченности и водоотвода на солончаках. Мелиорация включает в себя создание систем отвода и защиты от избыточной воды, а также установку систем капельного орошения.
Системы отвода воды на солончаках выполняются с помощью дренажных колодцев, углублений и каналов. Эти системы помогают сохранять уровень подземных вод на оптимальной высоте и предотвращать образование луж на поверхности солончака.
Системы капельного орошения используются в тех случаях, когда зона корней растений находится в верхнем слое грунта и нуждается в увлажнении. Капельное орошение выполняется на поверхности почвы или внутри почвы под корнями растений.
Мелиорация солончаков является важной составляющей в сохранении природного богатства и создания благоприятных условий для жизни окружающей среды. Без мелиорации урожайность растений падает, а водные системы из-за завышенного уровня воды могут погубить корни растений