Способ борьбы с осолонцеванием почв при орошении Советский патент 1987 года по МПК C09K17/06 G01N33/24 

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации и может быть использовано для предупреждения и борьбы с осолонцеванием почв при оро шении.

Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет снижения расхода мелиоранта и достижения оптимального соотношения одно- и двухва- лентных катионов водорастворимых солей в поливной воде с учетом поглощения конкретными видами почв.

Исследованиями установлено, что за один поливной сезон наиболее силь ные изменения свойств почв происходя в слое 0-20 см с массой 2400-26000 т .при взаимодействии с поливной водой массой около 2500 т. Одновалентные катионы поливной воды, в основном натрий и калий, при орошении поглощаются коллоидным комплексом почвы, вытесняя при эт.ом двухвалентные катионы кальция и магния в почвенньй раствор Это является основной при- чиной ухудшения свойств почв, так как кальций удерживает коллоиды почвы в скоагулированном состоянии, сохраняя ее структуру. При гипсовании почв кальций, входящий в состав гип- с-а, поглощается коллоидньм комплексо почв, вытесняя при этом другие катионы, преимущественно одновалентные калий и натрий, в почвенный раствор,из которого они вьмываются при орошении

Для борьбы с осолонцеванием почвы

производят мелиорирование воды, Мелиорант растворяют в поливной воде в соответствии с установленной дозой. Мелиорированную таким образом воду используют для полива сельскохозяйственньпс культур. Для определения необ- I

ходимой дозы мелиоранта моделируют систему взаимодействия почва - поливная вода - мелиорант о Для моделирова- кия процесса отбирают образцы преобладающих видов почв на оросительной системе и пробы поливной воДы, В качестве мелиоранта берут гипс и готовят насьш);енный раствор его в поливной

воде, так как гипс обеспечивает наиболее благоприятное соотношение одно- и, двухвалентных катионов водорастворимых солей в поливной воде в состоянии нacьш eния„

Готовят суспензию I (почвы э воздушно-сухом состоянии с поливной водой) и суспензию II (почвы в воздушно- сухом состоянии с насьш(енным раствором гипса в поливной воде) при равном соотношении компонентов. После 1-часового взбалтывания или равноценного суточного настаивания в результате взаимодействия поливной воды и почвы содержание кальция в фильтрате суспензии I увеличивается по сравнению с содержанием его в поливной воде и уменьшается в фильтрате суспензии II по сравнению с насьш1енным раствором гипЬа в поливной воде. Сумма кальция, вытесненного из почвы катионами поливной воды и поглощенного почвой из насыщенного раствора гипса в поливной воде, соответствует дозе мелиоранта, необходимого для предупреждения осолонцевания почв при орошении

В лабораторных условиях проводили исследования качества поливной воды при взаимодействии ее с черноземами южными супесчаными. По классификации М.Ф.Буданова используемая поливная вода может вызыват з осолонцевание почв (табл. 1) ввиду неблагоприятного соотношения катионов.

Таблица 1

Показатели качества поливной воды

Количество

Минерализ-ация, г/л

Жесткость мг-экв/л

(Са Mg),

Содержание натрия, мг-экв/л

рН

Отношение натрия к жесткости (по М.Ф.Буданову допустимо меньше О,, 7)

Отношение всех ингредиентов к жесткости (допустимо 4-6)

1,5

5,4

16,9 8,0

3,1 8,3

55

До орошения почза была несолонце-- вагой, содержание обменно-поглощен- ного натрия составляло 0,07 мг--зкв 3 100 г почвы или 0,83% от суммы об- менно-поглощениых оснований.

3 1 После моделирования процесса орошения содержание обменно-поглощенно- го натрия в черноземах южных супесчаных увеличилось до 7,69% от суммы обманно-поглощенных оснований5 что соответствует слабой степени солонце- ватости и под тверждает верность прогнозов.

Для борьбы с осолонцеванием почвы производили гипсование воды по способу М.Ф.Буданова и предлагаемым способом. В известном способе дозу гипса рассчитывали, исходя из разности содержания натрия и жесткости в воде, которая составила 11,5 мг-экв/л:

40

D

..

990 мг/л 1 г/л,

где 20 - эквивалентная масса кальция

172 - молекулярная масса гипса; 40 - атомная масса кальция.

В пересчете на 1 га при поливе оросительной нормой 2500 доза гипса составила 2500 кг/га.

Дозу гипса по предлагаемому способу определяли, исходя из результатов химического анализа (табл. 2)

по формуле D Са, + Са)..

Са, - (Са,

Способ

Обменно-погло1ценнь е основания, мг-экв в 100 г почвы

Na

До орошения

0,07

Орошение без

Из данных табл. 3 следует, что при значительных различиях в дозах мелиоранта достигнут практически одинаковый мелиорирующий эффект, из чего следует, что известный способ не учитывает свойства орошаемых почв и

69

Таблица 2

Проба

Содержание кальция, мг-экв/л

Поливная вода (Са) 2,2

Насьпценньш раствор

гипса в поливной

воде (Са)25,0

Фильтрат I суспензии

(Са,)4,2

Фильтрат II суспензии

(Са). 21,3

Расчетная доза гипса 5,7 мг-экв/л. Фактическая доза гипса

5,7 20 172 .Q., /

D 490 мг/л

40

0,5 г/л,

а в пересчете на 1 га при оросительной норме 2500 1,250 кг/га.

Мелиорирующий эффект в зависимости от способа внесения мелиоранта отражен в табл. 3.

Таблица 3

Содержание Na,

Степень солонце- ватости почвы

Сумма катионов

8,46

0,83

Несолонцеватая

дает завышенные результаты, что при- gg водит к перерасходу мелиоранта.

Предлагаемый способ учитывает свойства оросительной воды и орошаемой почвы и вследствие этого обладает универсальностью и может быть

использован на всех видах почв как для борьбы с осолонцеванием почв при орошении, так и для борьбы с уже имеющимся осолонцеванием почв .при неблагоприятном соотношении катионов в поливной воде. Солонцеватые почвы .поглощают кальций из насыщенного раствора гипса в поливной воде, а несолонцеватые, наоборот, теряют кальций при взаимодействии с катионами поливной воды, особенно при неблагоприятном их соотношении.

Соотношение одно- и, двухвалентных .катионов в поливной воде, при котором не происходит осолонцевание почвы, является оптимальным. Если расчетная величина мелиоранта по Са О, то при любой ороси.тельной воде возникает опасность осолонцевания почвы, в том числе и достаточно пресной. Для мелиорирования поливной воды предлагаемым способом можно использовать любой мелиорант, фактическую норму которого рассчитывают так же, как и дЛя гипса, с учетом эквивалентной массы мелиорирующего элемента и процентного содержания элемента в мелиоранте.

Составитель Л.Рубиыова Редактор В.Петраш Техред М.Ходанич Корректор А.Тяско

Заказ 5229/24 Тираж 634Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Q

13501696

-Формула изобретения

Способ борьбы с осолонцеванием почв при орошении, включающий растворение мелиоранта в поливной воде, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет снижения расхода мелиоранта и достижения оптимального соотношения одно-, и двухвалентных катионов водорастворимых солей в поливной воде с учетом их поглощения конкретными видами почв, перед растворением мелиоранта в.поливной воде определяют количество кальция, поглощенного почвой из насьщенного раствора гипса в поливной воде при массовом соотношении почвы и раствора 1:1, и количество кальция, вытесненного в суспензию почвы с поливной водой при их массовом соотношении 1:1, а количество мелиоранта для растворения в поливной воде определяют из расчета по кальцию как эквивалентное сумме количеств кальция, поглощенного почвой из насьш1енного раствора гипса, и кальция, вытесненного в суспензию почвы с поливной водой.

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, позволяет повысить эффективность способа за счет снижения расхода мелиоранта и , достижения оптимального соотношения одно- и двухвалентных катионов водорастворимых солей в поливной воде с учетом их поглощения конкретными видами почв. Моделируется система взаимодействия: почва - поливная вода - мелиорант. Моделирование процесса дает возможность определить оптимальную дозу:мелиоранта. Мелиорант растворяют в поливной воде в количестве, эквивалентном сумме поглощенного почвой кальция из суспензии II (насьпцен- ного раствора гипса в поливной воде) и вытесненного в суспензию I (почвы с поливной водой) при равном соотношении компонентов согласно зависимости D Са + Са,- (Са, + Са) мг-экв/ /л, где D - доза мелиоранта; Са - содержание кальция в насьщенном растворе гипса; Са, - содержание кальция в фильтрате суспензии I; jCa - содержание кальция в поливной воде; Са - содержание кальция в фильтрате суспензии II. Способ учитывает не только качество воды для полива, но и . свойства почвы. Почвы легкого механического состава в отличие от почв тяжелого механического состава обладают меньшей поглотительной способностью и требуют меньшего количества мелиоранта для их мелиорации. Способ позволяет снизить затраты мелиоранта в зависимости от типов почв на 20 - 50%. 3 табл. I (Л со СП