Способ прогнозирования изменений содержания растворимых солей в почве при орошении

Способ прогнозирования изменений содержания растворимых солей в почве при орошении

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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