ЭлБиб

INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 2 (362) / 2018

www.mshj.ru

SCIENTIFIC SUPPORT AND MANAGEMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX

Дагестана процессы засоления изменяются в

течение вегетационного периода, во времени.

Летом увеличивается привнос солей ветром с

моря. При этом часть солей выпадает в верхнем

горизонте в осадок. При более высоких темпе-

ратурах верхнего слоя почв, по сравнению с ни-

жележащими, происходит подтягивание солей

в гумусовый горизонт. Это приводит к увеличе-

нию летом сухого остатка в верхнем слое на 80%

и к уменьшению его в горизонте распростране-

ния солей (60-90 см) на 25%. При этом изменя-

ется тип засоления верхнего слоя от сульфатно-

хлоридного до хлоридного в связи с большей

растворимостью хлоридов, чем сульфатов.

Проведенными нами исследованиями уста-

новлено запаздывание в процессах осаждения

растворения солей — наличие гистерезиса.

Максимальная петля гистерезиса отмечается

в почвах с преобладанием минералов группы

монтмориллонита, минимальная — в песчаных

почвах. Для хлоридов величина гистерезиса

убывает в следующем порядке: CaCl

> NaCl >

MgCl

при значительной доле монтморилло-

нита, а CaCl

> MgCl

> NaCl при преобладании

каолинита.

Состав почвенных растворов засоленных

почв меняется при высушивании и проморажи-

вании почв. При этом увеличивается концен-

трация раствора, меняется его состав. Сначала,

в соответствии с произведениями растворимо-

сти, в осадок выпадают карбонаты, затем суль-

фаты и хлориды. В оставшемся более концен-

трированном растворе увеличивается доля

натрия и хлора. Экспериментальные данные

показали, что данные процессы являются ха-

рактерными для отдельных типов почв и гори-

зонтов. Это иллюстрируется данными таблицы.

Засоленность почвенных растворов обу-

словлена одновременно протекающими про-

цессами осадкообразования, ионного обмена

и комплексообразования, которые зависят от

влажности и температуры растворов.

С повышением температуры увеличивается

поглощение ППК многовалентных катионов с

большей энергией гидратации и с меньшей эн-

тропией растворения, а при повышении влаж-

ности предпочтительнее поглощение катионов

с меньшей энергией гидратации и с большей

энтропией растворения. В наших опытах с раз-

личными почвами при температуре от 50 до

70°С из хлористых солей поглотилось К

—

76±2,3%; при температуре 2°С — 140±9% к по-

глощению при температуре 20°С.

Поглощение ППК иона Са

при температуре

50-70°С составило 204%, Mg — 55%, Na — 81%

по сравнению с поглощением их при темпе-

ратуре 20°С. Соотношение Ca/Na в почвенном

растворе при влажности 5,7% равнялось 0,9,

при влажности 27% — 0,16; а при отношении

почва:вода = 1:5 — 0,13. Соотношение Ca/Мg

в почвенном растворе и в водной вытяжке со-

ставляло 11,3 и 6,0; а Ca/К — 3 и 1.

Температура влияет и на растворимость в

почвенных растворах газов, что, в свою оче-

редь, определяет растворимость осадков со-

лей. Так, содержание кислорода в мг/100 мл в

воде при 0°С равно 4,9, а при 20°С — 3,1; водо-

рода соответственно — 2,1 и 1,8; углекислого

газа — 171 и 87,8; метана –5,6 и 3,3 [1].

Данные об изменении солевого состава

почв в сезонной динамике получены и другими

авторами [2, 3, 4, 6, 9, 11].

Последовательное изменение степени за-

соления почв во времени показали и полу-

ченные нами данные полевых опытов по про-

мывке кислых сульфатных почв Вьетнама [18].

Так, при промывке этих почв смесью речной

и дождевой воды (соотношение 1:1) рН от на-

чала опыта до срока 4 месяца изменялся от

3,17±0,09 до 5,53±0,03; содержание хлора — от

103,7±6,07 до 22,6±1,8; SO

— от 27,3±2,0 до

4,2±0,1; Na

— от 1,4±0,04 до 1,0±0,05 мг-экв/л.

Следует учитывать, что степень и характер

засоления почв, определяемый по данным во-

дной вытяжки, будет существенно отличаться

от характера засоления почв в естественных

условиях. При этом важным является вопрос

учета сезонного характера засоления почв [4].

Изменение степени засоления почв

в пространстве

Проведенными исследованиями установ-

лены закономерности изменения характера и

степени засоления почв с увеличением абсо-

лютной высоты местности от приморских рав-

нин до предгорных. На основании многолет-

них исследований для подгорно-приморских

равнин Дагестана установлена пространствен-

ная смена типов засоления от сульфатного в

подгорных равнинах до смешанного (сульфат-

но-хлоридного и хлоридно-сульфатного) — в

центральной равнине и хлоридного — в при-

морской равнине [8].

По данным, полученным для других регио-

нов, свойства почв существенно изменяются не

только в пределах почвенного профиля, но и в

пределах отдельных горизонтов. Так, в солон-

чаке в горизонте А

восстановительная способ-

ность почв (мг-экв/см

·10

) составила 12,97±1,1,

а в горизонте В — 13,7±1,5.

На исследуемой территории Дагестана уста-

новлены 3 типа движения солей по почвенно-

му профилю в сезонной динамике: отсутствие

передвижения в пределах профиля, рассоле-

ние до глубины 60-80 см, засоление верхних го-

ризонтов 0-10 см в летний период. Засоление

отдельных горизонтов связано с испарением

засоленных грунтовых вод, с миграцией солей

вниз с осадками и при орошении, с привносом

солей с моря и с других зон их аккумуляции.

Отношение Cl/SO

показывает направле-

ние движения солей (закон Полынова-Фило-

софова). По полученным данным, среднее зна-

чение коэффициента Cl/SO

на пониженных

участках каштановых почв Дагестана было в

2,7 раза выше, чем на повышенных (соли пере-

двигались с повышенных участков в понижен-

ные). В почвах на микроповышениях в верхних

слоях рассматриваемый коэффициент увеличи-

вался, что свидетельствовало о миграции солей

в поверхностный слой из горизонта 10-40 см.

В почвах на пониженных участках возможно

движение солей только вниз по профилю, что

подтвердило и увеличение отношения Cl/SO

[8].

Контрастность степени засоления в про-

странстве свидетельствует об устойчивости

почв к изменению климатических и антропо-

генных факторов. По данным З.У. Гасановой

[4], минимальный временной коэффициент

контрастности 0,1-0,2 свидетельствовал о мак-

симальной устойчивости почв к засолению,

градиент контрастности до 1,7-2,8 свидетель-

ствовал о слабой устойчивости почв к засоле-

нию и дигрессии.

Допустимые уровни засоления для

почв, оптимумы и ПДК в зависимости

от сочетания свойств почв и гидро-

термических условий территории

В общепринятых методах расчета коли-

чества токсичных солей под ними понимают

ионы K, Ca, Na, Mg, связанные в легкораство-

римые осадки и находящиеся при этом в рас-

творе в преобладающем количестве в виде ио-

нов К

, Са

, Na

, Mg

[10, 11, 19, 20]. Однако при

этом не учитывается, что часть ионов связана

в комплексы и ассоциаты как с органическими,

так и неорганическими ионами. В ряде почв это

относится к большей части ионов. При этом за-

ряд у этих соединений может быть и положи-

тельный, и отрицательный.

Содержание ионов в растворе меняется в

зависимости от эффективной растворимости

их осадков и констант диссоциации комплекс-

ных соединений, что, в свою очередь, зависит

от рН среды и ионной силы раствора. При низ-

ких значениях Еh токсичными оказываются по-

вышенные концентрации Fе

, Mn

, Al

, H

в том числе и в засоленных почвах.

Токсичность ионов для растений зависит от

их соотношения в растворе, так как некоторые

ионы могут быть антагонистами при поступле-

нии в растение. Известно, что концентрирован-

ный раствор одной соли токсичнее, чем смеси

солей в такой же концентрации.

Токсичность ионов для растений зависит

от почвенных условий и емкости поглощения

почв, минералогического и гранулометриче-

ского состава, влажности, температуры, после-

довательности воздействия разных солей на

систему почва-растение.

Отрицательное влияние засоления на пло-

дородие почв и биопродуктивность угодий от-

личается для разных почвенно-климатических

зон. Так, по полученным нами данным, они от-

личались для засоленных почв Якутии и Казах-

стана, Сирии, Вьетнама и Кубы [7, 13, 14, 15].

Степень засоления влияет на содержание гуму-

са в почвах, их влагоемкость, а следовательно,

на влажность почв.

Влияние характера и степени

засоления на растения, ферменты,

микроорганизмы

С нашей точки зрения, целесообразно вы-

делять минимально, оптимально и макси-

мально допустимое содержание солей для

отдельных процессов почвообразования, пло-

дородия почв, микроорганизмов и растений.

Следует учитывать, что эффект от суммы солей

не равен сумме эффектов от каждой соли в от-

дельности. Это отмечается и при оценке влия-

ния солей на растения и на почву, на микроор-

ганизмы [19, 20, 22].

Таблица

Содержание катионов в замерзших образцах почвенных растворов (1:2), мг/л

Состояние раствора

Са

K + Mg/Ca

Пахотный горизонт

Замерзший раствор

8,6 ± 8,3

0,1 ± 0,01

0,01 ±0,01

0,6 ±0,1

131,4

Незамерзший раствор

72,1 ±65,5

0,3 ± 0,25

1,0 ± 0,9

6,9 ± 2,9

316,0

Горизонты АВ, В

Замерзший раствор

3,5 ± 1,7

0,4 ± 0,2

0,05 ± 0,01

2,4 ± 0,5

14,7

Незамерзший раствор

13,6 ± 0,9

3,2 ± 2,4

0,2 ± 0,1

5,9 ± 2,2

6,1

Электронная Научная СельскоХ зяйственная Библиотека