Способ прогнозирования изменений содержания растворимых солей в почве при орошении

О П И С А Н И Е ( )940063ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез СфветскииСоциалистическиеРеспубики(23) Приоритет Ьвударстееией кокитет СССР в дедак изееретеиий и етерытий.3 (088.8) Дата опубликования описания 02.07.82(72) Авторы изобретения Е. В. Шеин и Е. Н. Есафова Московский ордена Ленина, ордена Трудового Красного Знамени.и ордена Октябрьской Революции государственный университетим, М.В. Ломоносова(54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИЗМЕНЕНИЙСОДЕ РЖА НИЯ РАСТВОРИМЫХ СОЛЕ Й В ПОЧВЕПРИ ОРОШЕНИИ 1Изобретение относится к сельскомухозяйству, в частности к мелиоративномупочвоведению и может быть использовано при составлении почвенно-мелиоративного прогноза засоления почв при орошении,Известен почвенно-географическийспособ мелиоративного прогноза, состоящий в экстрополяции процессов, происходящих на одном орошаемом массиве,на другой 11,Недостатком способа является то, чтоон основан на опыте и интуиции специалиста, поэтому недостаточно объективен,Известен, способ прогнозирования изменений содержания растворимых солейв почве при орошении, включающий введение минерализованного раствора в почвенный образец с последующим послойным определением содержания растворимых солей 121.Недостатком данного способа является возможность проведения только1-2 поливов, при этом факторы, обус лавливаюшие передвижение почвенного раствор- в монолите, значительно отличаются от природных и не могут активно регулироваться исследователем. Кроме того, этот способ распространен, в основном, для почв, находящихся в условиях близких к насыщению влагой, например при высоком уровне грунтовых вод. Однако в мелиоративную практику все больше вовлекаются почвы, орошаемые дождеванием с глубоким уровнем грунтовых вод и находящиеся, в основном, в ненасыщенных условиях. В ненасыщенных условиях лабораторное дви жение воды и солей отличается от природных, поэтому способ лабораторного моделирования на почвенных монолитах становится неприемлимым. Все это значительно сужает границы его применения, 2 О Цель изобретения - повышение точности прогнозирования.Поставленная цель достигается тем,что образец расчленяют на слои, в качестве минерализованного раствора ис(22) Заявлено 11.07.80 (21) 2955067/30-15 (5 ) М. КЛ. Э З 01 1 Ч 33/240063 4 20 ЭО Э 5 49 45 59 55 3 О 4пользуют поровый раствор слоев образцов, введение которого осуществляют из каждого предыдущего слоя в последующий в зависимости от направления, переноса влагк, определяемого из натурных балансовых н термодннамическнх исследований влаги в почве.На чертеже представлена схема калилляриметрической установки для воспроизведения водно-солевого режима орошае- мых почв.П р и м е р. Для воспроизведения процессов водо- и солеобмена, свойственных орошаемым почвам, ненарушенные образцы неорошаемой почвы берут по всему профилю до глубины 150 см в 5 цилиндрических сосуда высотой 30 см и диаметром 6,5 см. Этн сосуды с ненарушеннымн образцами представляют неразрывный профиль неорошаемой почвы. В лаборатории все 5 почвенных образцов помещают в капилляриметрнческую установку радиального типа. Для этого по оси почвенного образца помещают керамический фильтр (марки Ф 11 типа 1 а), соединяют его с бюреткой для измерения количества вытекающего почвенного раствора, которую, в свою очередь, соецнняют с колбой Бюнзена для сбора почвенного раствора.Основной для оценки изменения соле- обмена являются экспериментальные данные по водному балансу и термодинамике влаги после полива. В полевых условиях влажность почвы определяют нейтронным способом, давление - тензнометрическим, транспирацию - методом Иванова. Величина транспирационного расхода влаги распределяется по почвенным слоям в соответствии с концентрацией корней н давлением влаги в слое,Первоначально образцы почв доводят необходимым количеством дистиллированной воды до влажности, соответствующей нредполивной, н выдерживают в течение 5-фги суток для установления равновесия влаги по всему объему образца. На поверхность почвы в сосуде 1 (слой О см) подают 376 мл и затем соз.дают. разрежение 0,2 атм, т.е, разрежение, соответствующее давлению влаги в слое 30-60 см. После получения 89 мл раствора его переливают в сосуд 2 (слой 30-60 см), в котором создают разрежение 0,4 атм, равное давлению влаги в природной обстановке в слое 60-90 см. При этом разрежении из образца с глу,бины 30-60 см получают 22,2 мл н переливают в сосуд 3 (слой 60-90 см),В этом слое в природных условиях в 1-ыесутки после полива давление влаги нанменьшее (0,4 атм), и поэтому в этотслой поступает почвенный раствор какиз выше-, так н нз нижележащего (90120 см) слоя с давлением влаги 0,25 атмС этой целью в сосуде 4 (90-120 см)создают разрежение 0,4 атм, получают27,5 мл и переливают также в 3-ийсосуд. В свою очередь в 4-ый сосуд приливают 39,4 мл, полученные из образцапочвы с глубины 120-150 см (сосуд 5)прн разрежении 0,1 атм, Учитывая, чтоиз слоев 0-30 н 30-60 см в полевыхусловиях наблюдают транспирационныйрасход влаги (соответственно 99,4 и 6,5 мл), почвенные образцы в сосудах1 и 2 подсушивают до соответствующего веса,Таким образом в лабораторных условиях производят солеперенос, наблюдаемый в орошаемых условиях в течение1-ых суток после полива. Подобнымспособом, регулируя разрежение в капилляриметре, получая определенныеколичества почвенных растворов и.перемещая их в образцы почв в соответствии с природной динамикой давления и запасов влаги н транспнрации,осуществляют процессы передвиженияпочвенного раствора и в остальные периоды после полива (от 1-ых до 3-ихсуток и от 3-их до Ь-ых суток посленачала полива). Для воспроизведениявсего межполнвного цикла достаточноразбить его на 3-4 периода; от поливадо 1-ых суток, от 1-ых до 3-их от 3-ихдо 6-ых н от 6-ых до начала следующего полива ( если межполнвной и периодпревышает 6 суток). Так как основноедвижение влаги и солей происходят втечение первых 3-х суток после полива,то период 3-нх суток до начала следующего полива разбивают на два срока, кпримеру, от 3-нх до 6-ых суток и от6-;а до следующего полива. Разделениена более короткие сроки нецелесообразно.Подобный поливной цикл повторяютнеобходимое число раз в зависимости отдолгосрочности прогноза. Моделированиеодного поливного цикла занимает неболее недели. После этого все сосудыразбирают н почву из первых четыреханализируют на содержание ионов легкорастворимых солей стандартным методомводной вытяжки,В качестве экспериментальной проверки способ прогнозирования применен к5 9400неорошаемым черноземам Одесской обпаи.В табл. 1 приведено содержание ионовлегкорастворимых солей неорошаемых,орошаемых черноземов, поливной воды ипрогнозируемый состав легкорастворимых солей неорошаемого чернозема приорошении.Как видно иэ таблицы, полученныйпосле эксперимента солевой состав не Оорошаемых почв близок к солевому составу орошаемых и количественно отражает их характерные отличия,В табл. 2 приведены сравнительныеопытные данные по прогнозированию содержания легкорастворимых солей вчерноземах при орошении, полученныеспособом физического моделирования намонолитах, монтируемых по Астапову ипредлагаемым способом (в мг/экв/100 г 20почвы).Как видно иэ таблицы, предлагаемыйспособ позволяет точнее прогнозироватьизменение содержания солей при орошении:во-первых, при прогнозировании способоммонойитов по Астапову изменения и соле 63 бсодержании коснулись лишь поверхностных 60 см почвы, в то время как в,природе - в значительно более глубокойтопще, что отражает предлагаемый способ. Во-вторых, в способе монолитовсущественно отличаются от природногораспределения содержания солей по профилю, в частности иона ЙС: максимумКд+ наблюдается на глубине 30-60 см,а в природе - в слое 0-30 см; отличаются и абсолютные величины накопления йц+ в поверхностном слое черноземов, Предлагаемый способ более точнопозволяет прогнозировать содержаниейО+ - максимум приходится на слой0-30 см, а абсолютное содержание достигает 0,19 мг-экв/100 г, что близкок природному,Небольшая длительность одного циклапредлагаемого способа (не более однойнедели) позволит проводить массовыеопределения большого числа почвенныхобразцов и широкого спектра поливныхвод и даст возможность более точногоколичественного почвенно-мелиоративногопрогноза.4940063 10 Таблица 2 Глубина почвенНСО МК Са ногослоя см Катионов Анионов Способом монолитов по Астапову0,25 0,11 0,210,35 0,05 0,54 0,56 0,14 0-30 30-60 0,30 0,10 0,20 0,30 0,05 О, 19 0,60 0,54 0,72 60-90 0,63 0,07 0,16 0,50 0,10 0,13 90-120 0,66 0,05 0,26 0,52 0,10 0,25 0,86 0,87 0,97 Предлагаемым способом0,19 О, 11 0,23 0,29 0,54 0,34 0,53 0 30 0,06 0,19 30-60 О, 16 0,07 0,18 0,22 0,04 0,08 60 90 Ою 58 Оэ 06 Оз 22 047 018 011 90-120 059 0 07 Оз 28 059 Ов 57 Оф 11 0,41 0,76 0,86 0,87 0,94 формула изобретения25 Способ прогнозирования изменений содержания растворимых солей в почве при орошении, включающий введение минерализованного раствора в почвенный образец с последующим послойным ЗО определением содержания растворимых солей, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности прогнозирования, образец расчленяют на слои, в качестве минерализованного раствора З 5 используют поровый раствор слоев образцов, введение которого осуществляют из каждого предыдущего в последующий слойв зависимости от направления переносавлаги, определяемого из натурных балансовых и термодинамических исследованийвлаги в почве.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Дунин-Барковский Л. В. физикогеографические основы ирригации. М.,"Наука", 1976, с, 236. 2. Вадюнина А, ф., Корчагина 3. А.Методы исследования физических свойствпочв и грунтов. М., "Высшая школа",2, 1973, с. 202-205 (прототип).940063 Составитель Л. Рубиноваско Техред М,Гергель Корректор Л, Бокша актор С Заказ 465 одписное 4 ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,66 Тираж 887 НИИПИ Государственнпо делам изобрете 13035, Москва, Жого комитета СССРний и открытий5, Раушская наб.,