Способ прогнозирования изменений содержания растворимых солей в почве при орошении
О Il И С А Н И Е ()940063
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
CoIo3 Советскии
Социалистические
Респубики (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1l.07.80 (21) 2955067/30-15 {51) M. Кд.
G 01N 33/24 с присоединением заявки,% (23) Приоритет
5Ъвударстеанвй комитет
СССР ю далек изебретеиий и етерытий
Опубликовано 30.06.82. Бюллетень № 24 {53) УДК631.675. .3 (088.8) Дата опубликования описания 02.07.82 (72) Авторы изобретения
Е. B. Шеин и E. Н. Есафова
Московский ордена Ленина, ордена Трудового Красного Знамени. и ордена Октябрьской Революции государственный университет им. М.В. Ломоносова (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ
СОДЕРЖАНИЯ РАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ В ПОЧВЕ
ПРИ ОРОШЕНИИ
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к мелиоративному почвоведению и может быть использовано при составлении почвенно-мелиоративного прогноза засоления почв при орошении.
Известен почвенно-географический способ мелиоративного прогноза, состоящий в экстрополяции процессов, происходящих на одном орошаемом массиве, на другой (1).
Недостатком способа является то, что он основан на опыте и интуиции спец.иалиста, поэтому недостаточно объективен.
Известен, способ прогнозирования изменений содержания растворимых солей в почве при орошении, включающий вве дение минерализованного раствора в почвенный образец с последующим послойным определением содержания растворимых солей 121.
Недостатком данного способа является возможность проведения только
ll-2 поливов, при этом факторы, обуславливаюшие передвижение почвенного раствора 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. B ненасыщенных условиях лабораторное движение воды и солей отличается от природных, поэтому способ лабораторного моделирования на почвенных монолитах становится неприемлимым. Все это значительно сужает границы его применения.
Цель изобретения — повышение точности прогнозирования.
Поставленная цель достигается тем, что образец расчленяют на слои, в качестве минерализованного раствора ис0063 Д го веса.
3 О4 пользуют поровый раствор слоев образцов, введение которого осуществляют из каждого предыдущего слоя в последуюший в зависимости от направления, переноса влагк, определяемого из натурных балансовых н термодннамическнх исследованнй влаги в почве.
На чертеже представлена схема калилляриметрической установки для воспроизведения водно-солевого режима орошае- мых почв.
Пример. Для воспроизведения процессов водо- и солеобмена, свойственных орошаемым почвам, ненарушенные образцы неорошаемой почвы берут по всему профилю до глубнны 150 см в 5 цилнНдрнческих 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 капялляриметрнческую установку радиального типа. Для этого по оси почвенного образца помешают керамический фильтр (марки Ф 11 типа La), 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 солеобмена 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 выдержнвают в течение
5-ги суток для установления равновесия влаги по всему объему образца. На поверхность почвы в сосуде 1 (слой 030 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 кот ром создают разрежение 0,4 атм, равное давлению влаги в природной обстановке в слое 60-90 см.
Прн этом разрежении из образца с глу,бины 30-60 см получают 22,2 мл н
Э9
Э5
49
59
И переливают в сосуд 3 (слой 60-90 см).
В этом слое в природных условиях в 1-ые сутки после полива давление влаги наименьшее (0,4 атм), и поэтому в этот слой поступает почвенный раствор как из выше-, так н нз нижележащего (90120 см) слоя с давлением влаги 0,25 астм
С этой целью в сосуде 4 (90-120 см) создают разрежение 0,4 атм, получают
27,5 мл и переливают также в 3-ий сосуд. В свою очередь в 4-ый сосуд приливают 39,4 мл, полученные из образца почвы с глубины 120-150 см {сосуд 5) при разрежении 0,1 атм. Учитывая, что из слоев 0-30 н 30-60 см в полевых условиях наблюдают транспирационный расход влаги (соответственно 99,4 и
6,5 мл), почвенные образцы в сосудах
1 и 2 подсушивают до соответствующеТаким образом в лабораторных условиях производят солеперенос, наблюдаемый в орошаемых условиях в течение
1-ых суток после полива. Подобным способом, регулируя разрежение в капнлляриметре, получая определенные количества почвенных растворов и.перемешая их в образцы почв в соответствии с природной динамикой давления и запасов влаги н транспнрации, осушествляют процессы передвижения почвенного раствора и в остальные периоды после полива (от 1-ых до 3-их суток и от 3-их до 4-ых суток после начала полнва). Для воспроизведения всего межполнвного цикла достаточно разбить его на 3-4 периода: от полива до 1-ых суток, от 1-ых до 3-их от 3-их до 6-ых н от 6-ых до начала следуюшего полива (еслн межполнвной и период превышает 6 суток). Так как основное движение влаги и солей происходит в течение первых 3-х суток после полива, то период 3-нх суток до начала следуюшего полива разбивают на два срока, к примеру, от 3-нх до 6-ых суток и от
6"-ых до следующего полива. Разделение на более короткие сроки нецелесообразно.
Подобный поливной цикл повторяют необходимое число раз в зависимости от долгосрочности прогноза. Моделирование одного поливного цикла занимает не более недели. После этого все сосуды разбирают н почву из первых четырех анализируют на содержание ионов легкорастворимых солей стандартным методом водной вытяжки.
В качестве экспериментальной проверки способ прогнозирования применен к
5 9400 неорошаемым черноземам Одесской области.
В табл. 1 приведено содержание ионов легкорастворимых солей неорошаемых, орошаемых черноземов, поливной воды и S прогнозируемый состав легкорастворимых солей неорошаемого чернозема при орошении.
Как видно иэ таблицы, полученный после эксперимента солевой состав не- 10 орошаемых почв близок к солевому составу орошаемых и количественно отражает их характерные отличия.
В табл. 2 приведены сравнительные опытные данные по прогнозированию со- 15 держания легкорастворимых солей в черноземах при орошении, полученные способом физического моделирования на монолитах, монтируемых по Астапову и предлагаемым способом (в мг/экв/100 r щ почвы).
Как видно иэ таблицы, предлагаемый способ позволяет точнее прогнозировать изменение содержания солей при орошении: во-первых, при прогнозировании способом монолитов по Астапову изменения и соле63 d содержании коснулись лишь поверхностных 60 см почвы, в то время как в, природе - в значительно более глубокой толще, что отражает предлагаемый способ. Во-вторых, в способе монолитов существенно отличаются от природного распределения содержания солей по профилю, в частности иона М: максимум д+ наблюдается на глубине 30-60 см, а в природе — в слое 0-30 см; отличаются и абсолютные величины накоплвния йц+ в поверхностном слое черноземов, Предлагаемый способ более точно позволяет прогнозировать содержание
Щ+ — максимум приходится на слой
0-30 см, а абсолютное содержание достигает О, 19 мг-экв/100 г, что близко к природному.
Небольшая длительность одного цикла предлагаемого способа (не более одной недели) позволит проводить массовые определения большого числЬ почвенных образцов и широкого спектра поливных вод и даст возможность более точного количественного почвенно-мелиоративного прогноза. м
С0 (0 о о
Ю (Я
O с
О)
О о о
0)
С0
О о
8 о
»
С0 о о
С0
С9 о о
СО
03 о о (» »
С0 о
О о Ф
О»
km о е4
С») о
О (0 о
Ф
CQ о
С0 о
03
С») о (СО о
t»
СО о о о т-1
» Ф о й} 4
"о
1 о Ф
0) о
C»j
Щ о
Т-» » о
О) о
С0
CQ о
С0
СО о о
Я о а с"
С9 о
9 о
fQ о о о
8 о
С9 о о о (0 о о о (4 о о о о о о о с4
» о
СО о
CD
»-4 о
Т-»
» Ч о о Й о о о о » о
O о о а
СЧ о о о
fQ о о о о
С
С
O о о
nl
Я о
О» о
Р1 о о о
О о о
О о
O о
С0 о о о о
О
О о
С»7 о о Ф о о Щ о
СО
»-» о
» -» о о
Т-» о
СО
»-» о
С0 о о
fQ
О о
»-
O о
С 4
»-» о о с о о» о
Я о о а Ф о о
CD о о о
О о о (О о
O о Ф
О о о
С0 о о о с4 о о о
».0
»-» а
СЯ
Я о
CD
Я о
С0 о
СЯ
Я о
С4
» »
Я
Я
О о о (3
СЯ о а
fQ
t сР о
Д
X ф
Д
Щ
И
8 го
О
CD о. о
Я
»- а
Cfj а о а
».»»»
»-
О
» -»
»-» а а о
О о а
C(}
4 а
СО
° " о
С г 1 о
С0
»-1 о (О
Я о
С о
O о с о
O о
С»3 о
O р о о о
С»7 о о о
С9 о о о
CQ
O о о
С») о о о
СЯ о о
fQ о а (О о о
СО о о
t о о
t о о
fQ о о
t» о о » о а
fQ
С9 о а »
С ) а а о о
O о
Я
С»
О о
»-» о о
»-
О
I ФЪ
О и х
oj
nl о »
fQ а
О
С4 о
С0
С0 а о
4 о о
С
1 а
О
О3
I о
CD о
Я
О
CD о
I о С»7 о
CD
I о о
С9
1 о о
CD
I о
С0 о
I о
С9 о
О (О о
Ю
1 о
07 о
С»
O
С»7 а о
c I а ,О
Г! CD
O х о
CD
Ф»- о
Ф
»fj ц С»,1 о O а О
Ф о
940083
0, Е4 о 8 о о
a3 CD о о о
t о" р 8 о о о
»
О х о
С0 2 о х
О о
И
О о
СО»»
O Фх о
Fg ( х о
0 а о о
1 ъ о В
0 х
4 а д» о
fQ
С0
1 ъ х х
Л х (U
»г СО
Б Л
tf
tQ о х
Щ
Б а
Д Р7 (-» о
0 о
Я
2 н 940063 Таблица 2,Глубина почвенНСО М Са++ ного слоя см Катионов Анионов Способом монолитов по Астапову 0,25 0,11 0,21 0,35 0,05 0,54 0,56 0,14 0-30 30-6О 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 способом 0,19 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 0,58 0,06 0,22 0,47 0,18 0,11 90-120 0,59 0,07 0,28 0,59 0,57 0,11 0,41 0,76 0,86 0,87 0,94 формула изобретения Способ прогнозирования изменений содержания растворимых солей в почве при орошении, включающий введение минерализованного раствора в почвенный образец с последующим послойным определением содержания растворимых солей, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности прогнозирования, образец расчленяют на слои, в качестве минерализованного раствора N используют поровый раствор слоев образцов, введение которого осуществляют из каждого предыдущего в последующий слой в зависимости от направления переноса влаги, определяемого из натурных балансовых и термодинамических исследований влаги в почве. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Дунин-Барковский Л. В. Физикогеографические основы ирригации. M., "Наука", 1976, с. 236. 2. Вадюнина А. Ф., Корчагина 3. А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. М., Высшая школа, 2, 1973, с. 202-205 (прототип). 940063 Составитель Л. Рубинова Редактор С. Юско Техред М,Гергель Корректор Л, Бокшан Заказ 4659/66 Тираж 887 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
