CC BY
113
УДК 631.41
00!: 10.24411/2587-6740-2018-12024
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЯ ЗАСОЛЕНИЯ ПОЧВ ВО ВРЕМЕНИ И В ПРОСТРАНСТВЕ
В.И. Савич1, В.А. Черников1, Н.М. Садуакасов1, В.В. Гукалов2
1ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева, г. Москва, Россия 2ФГУП ППЗ «Северо-Кавказская зональная опытная станция по птицеводству», с. Обильное, Ставропольский край, Россия
В работе показано, что допустимые показатели засоления почв отличаются для разных компонентов ландшафта: почв, растений, водной среды. Они зависят от гидротермических условий территории и изменяются для отдельных геоморфологических территорий, микрорельефа, в сезонной и многолетней динамике. Показано, что солевой состав почвенных растворов закономерно изменяется от влажности и температуры, содержания углекислого газа, кислорода, метана в почвенных растворах, их рН и ЕР| среды, комплексообразующей способности. Для более корректной оценки засоления почв необходимо определение кинетики их перехода из почвы в раствор, депонирующей способности по отношению к ним, содержание положительно и отрицательно заряженных комплексных соединений, ассоциатов. Предлагается оценка степени засоления почв по смене растительных ассоциаций, с учетом индуктивного эффекта поглощенных почвой солей, эффектов синергизма и антагонизма при их поглощении системой почва-растение в зависимости от сочетания свойств почв. Оценены особенности засоления почв Сирии, Вьетнама, Индии, Узбекистана, Казахстана. В проведенных исследованиях показано закономерное изменение засоления с высотой местности: от приморских равнин Дагестана до предгорных равнин, от хлоридного до сульфатного. Установлено, что магния, хлора, натрия и сульфат-ионов больше на возвышенных участках микрорельефа. Показано, что в течение вегетационного периода тип засоления меняется. Содержание и состав солей в водных вытяжках зависели от микрорельефа поверхности. Для каштановых засоленных почв Дагестана соотношение Cl/SO4 — коэффициент Полынова-Философова — в почвах на пониженных участках был в 2,7 раза выше, чем на повышениях. В почвах на микроповышениях рассматриваемый коэффициент увеличивался. По полученным данным, предельно допустимые концентрации солей зависели от плодородия почв и внесения в почвы биофильных элементов. Так, на кислых сульфатных почвах Вьетнама внесение KNO3 и органического вещества повысило активность фотосинтеза выращиваемых растений в 1,2-2 раза. Расчет необходимого состава купажа поливных вод из речных, дождевых и морских вод, расчет взаимодействия вод с почвой позволили в полевых условиях на кислых засоленных почвах Вьетнама получить урожай риса до 70 ц/га.
Ключевые слова: засоление почв, солеотдача, кинетика процессов, взаимосвязи между свойствами почв, орошение почв.
Объектом исследования выбраны каштановые засоленные почвы и солончаки на разных элементах микрорельефа, в предгорной, центральной и приморской равнинах Дагестана; а также засоленные почвы Вьетнама, Сирии, Якутии, Узбекистана, Индии, Египта, Казахстана, Мали, Волгоградской области [1, 5, 7, 8, 12, 13, 17, 18, 21].
Методика исследования состояла в оценке степени засоления почв по данным водных вытяжек, в оценке содержания солей в растворах при разном соотношении почва-вода в зависимости от продолжительности десорбции и температуры раствора; в оценке положительно и отрицательно заряженных соединений ионов; в определении депонирующей способности почв и отношению к солям; в оценке устойчивости отдельных культур к засолению в зависимости от плодородия почв и температурных условий; в определении влияния комплексоо-бразующей способности почвенных растворов и водорастворимого органического вещества растительных остатков на растворимость солей и развитие биотестов [15].
Для отдельных засоленных почв определена буферная емкость почв в восстановительном интервале, микробиологическая активность почв, активность ферментов, влияние оптимизации свойств почв на параметры фотосинтеза растений.
Экспериментальная часть
Водная вытяжка не соответствует реальному засолению почв по характеру и соотношению солей. Это определяется тем, что в ней соотношение почва:вода = 1:5, а в реальных условиях соотношение 1:1 и ниже. На растворимость солей влияет температура, содержание углекислого газа, рН, ЕИ, наличие органических веществ, протекающие процессы ионного обмена, комплексообразование, об-
разование ассоциатов. Растворимость осадков определяется эффективным произведением их растворимости.
Перспективна оценка содержания подвижных ионов в почвах с учетом скорости их перехода из почвы в раствор, депонирующей способности почв к изучаемым ионам, с учетом комплексообразования, наличия в почве положительно и отрицательно заряженных соединений. Это убедительно показано в исследованиях, проведенных совместно с аспирантами, для засоленных почв Индии, Мали, Египта, Узбекистана, Ирана, Вьетнама, Сирии, Казахстана [1, 5, 7, 12, 13, 17, 18, 21].
Влияние засоления на свойства почв
Поглощаемые почвой катионы существенно влияют на физико-механические и водно-физические свойства почв, что последовательно сказывается и на составе почвенных растворов [3, 6, 9, 10, 11]. Так, по данным, полученным совместно с Нури Мусса [13], для засоленных каштановых почв ряд влияния поглощенных катионов на максимальную гигроскопию был следующим: К > № > Са > Мд > А1; по влиянию на набухание № > Мд > Са > К > А1; на теплоту смачивания Мд > Са > № > А1 > К. При этом эффект действия солевых растворов на почву определялся очередностью воздействия солей на ППК (почвенный поглощающий комплекс) с проявлением индуктивного и мезомерного эффектов поглощенных катионов, обусловливающих разную плотность заряда ацидоидов и ба-зоидов сорбционных мест ППК.
По полученным нами данным, при засолении почв уменьшалась и теплота сгорания как почвы, так и гумуса — от 127 до 82 кал/г почвы и от 3800 до 2800 кал/г гумуса. В то же время добавление в почву водорастворимых органических лигандов изменяло константы обмена Са, Мд, № в почвах, что коррелировало с констан-
тами устойчивости комплексов этих катионов с исследуемыми лигандами.
Засоление почв сульфатами коррелировало с другими свойствами почв. Так, в засоленных сульфатами почвах Вьетнама активность сульфатредуктазы составляла 1,2-13,2 мг SO42-на 1 г почв. Наличие в почве значительного количества SO42" обусловливало большую буферную емкост4ь почв в восстановительном интервале, которая составляла, по данным потен-циостатической кулонометрии, 10,0±1,5 мг-экв SO42" на 100 г почвы.
4Почвы имели значительную долю комплексных отрицательно и положительно заряженных соединений кальция — 225±172,9 и 439,9±254,0 мг/100 г и магния — 4,8±2,7 и 11,3±4,9 мг/100 г соответственно.
В работе, выполненной совместно с Каба Рами [7] на почвах Сирии, показано значительное влияние минералогического состава на десорбцию ионов из засоленных почв. Предлагается учитывать долю отдельных минералов в почве при прогнозе состава почвенных растворов. Увеличение в почве доли палыгорскита коррелировало с содержанием поглощенного натрия. Содержание водорастворимых соединений коррелировало с положением почв в катене.
Изменение степени засоления почв во времени
При миграции в сезонной динамике солей вверх и вниз по почвенному профилю происходит их перераспределение по глубине в связи с разной сорбционной способностью горизонтов к отдельным солям, с разной способностью отдельных солей к растворению и осаждению в зависимости от рН, ЕИ, рС02, влажности и температуры. 2
Проведенными исследованиями [8] установлено, что в предгорно-приморских равнинах
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 2 (362) / 2018
ш
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 температурах верхнего слоя почв, по сравнению с нижележащими, происходит подтягивание солей в гумусовый горизонт. Это приводит к увеличению летом сухого остатка в верхнем слое на 80% и к уменьшению его в горизонте распространения солей (60-90 см) на 25%. При этом изменяется тип засоления верхнего слоя от сульфатно-хлоридного до хлоридного в связи с большей растворимостью хлоридов, чем сульфатов.
Проведенными нами исследованиями установлено 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: CaCl2 > NaCl > MgCl2 при значительной доле монтмориллонита, а CaCl2 > MgCl2 > NaCl при преобладании
каолинита. 2 2
Состав почвенных растворов засоленных почв меняется при высушивании и промораживании почв. При этом увеличивается концентрация раствора, меняется его состав. Сначала, в соответствии с произведениями растворимости, в осадок выпадают карбонаты, затем сульфаты и хлориды. В оставшемся более концентрированном растворе увеличивается доля натрия и хлора. Экспериментальные данные показали, что данные процессы являются характерными для отдельных типов почв и горизонтов. Это иллюстрируется данными таблицы.
Засоленность почвенных растворов обусловлена одновременно протекающими процессами 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 энтропией растворения, а при повышении влажности предпочтительнее поглощение катионов с меньшей энергией гидратации и с большей энтропией растворения. В наших опытах с различными почвами при температуре от 50 до 70°С из хлористых солей поглотилось К+ — 76±2,3%; при температуре 2°С — 140±9% к поглощению при температуре 20°С.
Поглощение ППК иона Са2+ при температуре 50-70°С составило 204%, Mg — 55%, Na — 81% по сравнению с поглощением их при температуре 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/Mg в почвенном растворе и в водной вытяжке составляло 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 солей. Так, содержание кислорода в мг/100 мл в воде при 0°С равно 4,9, а при 20°С — 3,1; водорода 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 засоления почв во времени показали и полученные нами данные полевых опытов по промывке кислых сульфатных почв Вьетнама [18]. Так, при промывке этих почв смесью речной и дождевой воды (соотношение 1:1) рН от начала 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; SO42- — от 27,3±2,0 до 4,2±0,1; №+ — от 1,4±0,04 до 1,0±0,05 мг-экв/л.
Следует учитывать, что степень и характер засоления почв, определяемый по данным водной 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 установлены закономерности изменения характера и степени засоления почв с увеличением абсолютной высоты местности от приморских равнин до предгорных. На основании многолетних исследований для подгорно-приморских равнин Дагестана установлена пространственная смена типов засоления от сульфатного в подгорных равнинах до смешанного (сульфат-но-хлоридного и хлоридно-сульфатного) — в центральной равнине и хлоридного — в приморской равнине [8].
По данным, полученным для других регионов, свойства почв существенно изменяются не только в пределах почвенного профиля, но и в пределах отдельных горизонтов. Так, в солончаке в горизонте А1 восстановительная способность почв (мг-экв/см2 -103) составила 12,97±1,1, а в горизонте В — 13,7±1,5.
На исследуемой территории Дагестана установлены 3 типа движения солей по почвенному профилю в сезонной динамике: отсутствие передвижения в пределах профиля, рассоление до глубины 60-80 см, засоление верхних горизонтов 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 С1^04 показывает направление движения солей (закон Полынова-Фило-софова). По полученным данным, среднее значение коэффициента С1Л04 на пониженных участках каштановых почв Дагестана было в 2,7 раза выше, чем на повышенных (соли передвигались с повышенных участков в пониженные). В почвах на микроповышениях в верхних
Содержание катионов в замерзших образцах почвенных растворов (1:2), мг/л
Таблица
Состояние раствора К Са Fe Mg K + Mg/Ca
Пахотный горизонт
Замерзший раствор 8,6 i 8,3 0,1 i 0,01 0,01 i0,01 0,6 i0,1 131,4
Незамерзший раствор 72,1 i65,5 0,3 i 0,25 1,0 i 0,9 6,9 i 2,9 316,0
Горизонты AB, В
Замерзший раствор 3,5 i 1,7 0,4 i 0,2 0,05 i 0,01 2,4 i 0,5 14,7
Незамерзший раствор 13,6 i 0,9 3,2 i 2,4 0,2 i 0,1 5,9 i 2,2 6,1
слоях рассматриваемый коэффициент увеличивался, 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 С№4 [8].
Контрастность степени засоления в пространстве свидетельствует об устойчивости почв к изменению климатических и антропогенных факторов. По данным З.У. Гасановой [4], минимальный временной коэффициент контрастности 0,1-0,2 свидетельствовал о максимальной устойчивости почв к засолению, градиент контрастности до 1,7-2,8 свидетельствовал о слабой устойчивости почв к засолению и дигрессии.
Допустимые уровни засоления для почв, оптимумы и ПДКв зависимости от сочетания свойств почв и гидротермических условий территории
В общепринятых методах расчета количества токсичных солей под ними понимают ионы К, Са, №, Мд, связанные в легкорастворимые осадки и находящиеся при этом в растворе в преобладающем количестве в виде ионов К+, Са2+, №+, Мд2+ [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 заряд у этих соединений может быть и положительный, и отрицательный.
Содержание ионов в растворе меняется в зависимости от эффективной растворимости их осадков и констант диссоциации комплексных соединений, что, в свою очередь, зависит от рН среды и ионной силы раствора. При низких значениях ЕИ токсичными оказываются повышенные концентрации Fе2+, Мп2+, А13+, Н^, 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 поступлении в растение. Известно, что концентрированный 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 гранулометрического состава, влажности, температуры, последовательности воздействия разных солей на систему почва-растение.
Отрицательное влияние засоления на плодородие почв и биопродуктивность угодий отличается для разных почвенно-климатических зон. Так, по полученным нами данным, они отличались для засоленных почв Якутии и Казахстана, Сирии, Вьетнама и Кубы [7, 13, 14, 15]. Степень засоления влияет на содержание гумуса в почвах, их влагоемкость, а следовательно, на влажность почв.
Влияние характера и степени засоления на растения, ферменты, микроорганизмы
С нашей точки зрения, целесообразно выделять минимально, оптимально и максимально допустимое содержание солей для отдельных процессов почвообразования, плодородия почв, микроорганизмов и растений. Следует учитывать, что эффект от суммы солей не равен сумме эффектов от каждой соли в отдельности. Это отмечается и при оценке влияния солей на растения и на почву, на микроорганизмы [19, 20, 22].
Для растений токсичными можно считать такие соли, составные части которых угнетают растения [16]. Однако это угнетение может проходить по нескольким причинам: в связи с ухудшением свойств почв в неблагоприятную для растений сторону (физических, водных, физико-химических и т.д.); при ингибировании корневых систем растений, их сорбционных центров или селективно отдельных сорбционных центров; при поступлении в растения и угнетении там процессов метаболизма по следующим причинам: в связи с конкуренцией за связь в процессах метаболизма (как катионов, так и анионов); в связи с изменением Eh среды, рН среды, ионной силы раствора в неблагоприятную для растений сторону. При этом конкуренция может быть по типу конкурирующего комплексообразования, осадкообразования, ионного обмена, в связи с изменением энергетики и скорости реакций.
По полученным данным, на почвах подгорных равнин Дагестана при концентрации хлора менее 0,03 мг-экв/100 г почвы он положительно влиял на продуктивность фитоценозов и микробиологическую активность почв. Зависимость общей фитомассы в г/м2 (Y) от содержания хлора в мг-экв/100 г почв описывалась уравнениями: Y = 16000CI — 17; R2 = 0,94 — в мае; Y = 22183CI — 111; R2 = 0,84 — в июле; Y = 21441CI — 162; R2 = 0,84 — в сентябре.
Положительное влияние на развитие растений оказывало и низкое содержание натрия (от 0,03 до 0,13 мг-экв/100 г почв). Зависимость фитомассы (г/м2) от сухого остатка (%) описывалась для мая уравнением: Y = 233x + 10; R2 = 0,81.
Как правило, угнетение растений под влиянием засоления сопровождается наличием в почве других неблагоприятных для развития растений факторов. Так, развитие хлопчатника на сероземах Узбекистана определялось, по полученным нами совместно с Ш.Ш. Нафетдиновым [12] данным, не только засолением почв, но и их эрозией, и оглеением нижних горизонтов. Угнетение хлопчатника было обусловлено не только повышенной концентрацией водорастворимых солей, но и недостатком Fe, Mn, неблагоприятным соотношением катионов Ca/Mg; Ca/Na.
Предельно допустимые содержания в почве токсичных солей отличаются для разных почв, растений и зависят от климатических условий региона. Так, по данным, опубликованным нами совместно с Л.Л. Шишовым, для районов Ливии для устойчивых к засолению растений при бикарбонатно -хлоридно-суль-фатном составе почвенных растворов в тропиках на песке допустимая концентрация составляла 10-15 г/л, а в глине — 1,9 г/л [15, 22].
Для почв Мали [17] показано и изменение их свойств под влиянием выращивания растений, в том числе и при выращивании разных сортов арахиса. При этом изменялась и степень засоления почв, а также характер засоления.
Пути оптимизации системы почва-
растение на засоленных почвах
При оптимизации развития растений на засоленных почвах чаще проводят их промывку пресными или менее солеными водами. Орошение проводится на разных типах почв и разным составом поливных вод. Очевидно, что для оптимизации обстановки необходимо регулировать как состав почв, так и состав поливных вод.
Ряд авторов рекомендует мелиорацию поливных вод — уменьшение соотношения в них натрия и кальция [9]. В отдельных регионах оказалась целесообразной электромелио-
рация почв при удалении натрия и анионов в дренажные воды.
По полученным нами данным, положительные результаты дали следующие приемы: увеличение степени плодородия почв (гумусиро-ванности, содержания биофильных элементов, оптимизация рН и ЕИ, структуры, влажности, аэрации); обработка растений регуляторами метаболизма, увеличивающими устойчивость растений к засолению и осолонцеванию; прерывание капиллярного поднятия засоленных вод за счет создания в профиле на глубине 5070 см пористой прослойки с большим диаметром капилляров; создание в почвенном профиле гидрофобных прослоек, препятствующих капиллярному подъему солей к поверхности; обеспечение конкуренции при поглощении солей растениями и почвой за счет обогащения почв менее вредными катионами и анионами; увеличение сорбционной емкости почв и создание локальных геохимических барьеров для осаждения солей и их необменной сорбции.
По полученным нами данным, создание в засоленных почвах на глубине 20-25 см торфяной прослойки привело к уменьшению капиллярного поднятия засоленных вод к поверхности. При содержании хлора 18 мг-экв/100 г на глубине 50-60 см его содержание в слое 0-10 см составило в контроле 7,3 мг-экв/100 г, а при наличии прослойки торфа 5 см — 0.
Любая почва обладает определенной буфер-ностью к неблагоприятным воздействиям внешней среды и к стрессовым ситуациям. В соответствии с принципом частичной замены факторов жизни растений существуют компенсационные механизмы при ингибировании некоторых экологических функций. Такой принцип проявляется и в процессах, протекающих в почвах.
Существует взаимозаменяемость факторов жизни растений, в том числе и токсичного влияния солей. Токсичность солей зависит от эффективного произведения растворимости их осадков, которое изменяется в зависимости от рН, ЕИ среды, 1°, рСО2, наличия в растворе комплексоо-бразователей. Токсичность зависит от констант ионного обмена КАВ на корнях растений и в почвенном поглощающем комплексе. К сожалению, при оценке токсичности солей не учитывают образование ассоциатов и комплексов, положительно и отрицательно заряженных соединений.
Влияние повышенной концентрации солей на почву и растения определяется дополнительно константой их перехода из почвы в раствор, депонирующей способностью почв к солям, градиентом воздействия во времени и в пространстве.
Улучшение состояния растений, развивающихся на засоленных почвах, достигается подкормкой их N1, Р, К, биологически активными соединениями, микроэлементами, входящими в состав ферментов, ингибирующих влияние солей на процессы метаболизма растений.
Таким образом, знание влияния характера и степени засоления на свойства почв и состояние растений позволяет рекомендовать пути оптимизации обстановки. Свойства засоленных почв оптимизируются при увеличении в них количества органического вещества.
Оптимизация свойств засоленных почв приводит к улучшению развития на них растений. Так, по полученным нами данным, в контрольном варианте на суспензии кислой сульфатной почвы горизонта 0-30 см активность фотосинтеза составляла 1,6±0,1 ммоль/м2 в сек., а при внесении КШ3 — 2,0±0,2, а при внесении органического вещества соответственно 1,4±0,2 и
МЕЖДУНАРОДНЫЙ
1,8±0,2 ммоль/м2 в сек. Еще более значительные изменения отмечались для слоя 30-60 см, где активность фотосинтеза при внесении КШ3 изменилась с 1,9±0,2 до 4,4±0,3, а при внесении органических соединений — до 4,4±0,2 ммоль/ м2 в сек. Внесение в почвы Са(ОН)2 изменило рН от 4,2±0,1 до 5,7±0,3, концентрацию водорастворимого Са — от 48,2±10,2 до 103,8±9,7; содержание аммонифицирующих бактерий на МПА увеличилось от 0,18±0,01 до 51,0±6,9; усваивающих минеральный азот на КАА — от 12,3 до 210,0±43,9 млн на 1 г, содержание споро-образующих бактерий увеличилось от 0,30 до 126,7±24,5 млн на 1 г почвы. При этом в растениях увеличилась активность фотосинтеза и уменьшилось содержание СО2 в межклетниках.
В работе, выполненной совместно с нами для почв Вьетнама Фам Вьет Хоа, показана перспективность использования для орошения купажа дождевых, морских и речных вод. По полученным данным, кислые сульфатные почвы Вьетнама имели кислую реакцию среды, были засолены С1 и SО4, солонцеваты. Они характеризовались близким уровнем залегания соленых вод — 0,4-0,6 м при минерализации до 20 г/л, испытывали влияние моря. При этом содержание подвижного А1 достигало 16 мг/100 г.
Специфической особенностью почв являлась сильно кислая реакция среды (до рН = 2,2). Физико-химические расчеты необходимого состава купажа поливных вод и промывка почв 2 раза за сезон этими водами позволили получить урожай риса более 70 ц/га.
В работе, выполненной совместно с Ази-зом Истифу [1], показано существенное влияние 0,001% раствора Са-ДТПА на развитие проростков на солонце и засоленных почвах. Вес надземной части и корней к контролю составлял до 135%. При этом содержание кальция в проростках пшеницы также увеличилось от 107 до 130% по отношению к контролю.
Таким образом, оптимальное содержание отдельных солей в почвенных растворах отличается для почв и растений (для отдельных групп почв: типов, подтипов, разновидностей и других таксономических единиц и для отдельных видов растений).
Оптимум и критическое содержание изменяются при конкуренции ионов друг с другом за поглощение почвой и растениями и зависят от наличия в растворах элементов питания и биологически активных продуктов, возможности образования комплексов и ассоциатов. При этом возможна частичная компенсация факторов жизни растений и селективности процессов поглощения ионов почвой.
Литература
1. Азиз Кория Истифу. Обменные реакции ионов Са-Мд; Са-№ в почвах солонцового комплекса Заволжья: автореф. дис. ... канд. наук. М.: ТСХА, 1983. 20 с.
2. Анисимова Н.П., Павлова Н.А. Гидрохимические исследования криолитозоны Центральной Якутии. Новосибирск: ГСО, 2014. 189 с.
3. Волобуев В.Р. Расчет промывки засоленных почв. М.: Колос, 1975. 70 с.
4. Гасанова З.У. Влияние режимов пастбищного использования на почвенный покров Терско-Кумской низменности: автореф. дис. ... канд. наук. М.: МГУ, 1996. 23 с.
5. Джагдиш Рай Верме. Регулирование состояния соединений Fе, Мп, Си, N1, Zn в почвах Индии: автореф. дис. ... канд. наук. М.: ТСХА, 1990. 18 с.
6. Егоров В.В., Горина Н.И. Солевые аккумуляции в почвах Прикаспийской низменности в связи с их генезисом // Почвоведение. 1975. № 19. С. 3-10.
7. Каба Рами. Влияние минералогического состава на свойства красноцветных ферраллитных почв Сирии: автореф. дис. ... канд. наук. М.: МСХА, 2008. 20 с.
- 47
ЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 2 (362) / 2018
SCIENTIFIC SUPPORT AND MANAGEMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX
8. Котенко М.Е., Зубкова Т.А. Влияние микрорельефа на засоление почв полупустыни // Почвоведение. 2008. № 10. С. 1171-1178.
9. Мамонтов В.Г. Орошаемые черноземы и каштановые почвы: состав, свойства, процессы трансформации. М.: РГАУ-МСХА, 2013. 290 с.
10. Минкина Т.М., Ендовицкий А.П., Калиниченко В.П., Федоров Ю.А. Карбонатно-кальциевое равновесие в системе вода-почва. Ростов-на-Дону, 2012. 376 с.
11. Минашина Н.Г. Токсичные соли в почвенном растворе, их расчет и классификация почв по степени засоления // Почвоведение. 1970. № 8. С. 92-106.
12. Нафетдинов Ш.Ш. Состояние соединений катионов в системе почва-хлопчатник на дефлирован-ных почвах Узбекской ССР: автореф. дис. ... канд. наук. М.: ТСХА, 1991. 21 с.
13. Нури Мусса Аль-Муради. Влияние поглощенных катионов на водно-физические и физико-механические свойства почв: автореф. дис. ... канд. наук. М.: ТСХА, 1980. 14 с.
14. Савич В.И., Худяков О.И., Черников В.А., Гука-лов В.В., Скрябина Д.С. Свойства, процессы, режимы мерзлотно-таежных почв. М.: РГАУ-МСХА; ВНИИА, 2016. 312 с.
15. Савич В.И., Шишов Л.Л. и др. Агрономическая оценка и методы определения агрохимических и физико-химических свойств почв. Астана, 2004. 620 с.
16. Строганов Б.П. Значение качества засоления в солеустойчивости растений: автореф. дис. ... д-ра наук. Алма-Ата, 1961. 40 с.
17. Уан Амаду Ибрахим. Почвенные условия возделывания арафиса в Республике Мали: автореф. дис.
18. Фам Вьет Хоа. Кислые сульфатные почвы рисовых полей Вьетнама и способы их мелиорации: автореф. дис. ... канд. наук. М.: ТСХА, 1994. 16 с.
19. Хитров И.Б. Выбор диагностических критериев существования и степени выраженности солонцового процесса в почвах // Почвоведение. 2004. № 1. С. 18-31.
20. Хохленко Т.Н. Оценка качества оросительных вод по термодинамическим показателям // Мелиорация и водное хозяйство. 1988. № 2.
21. Хусейн Халед Ахмед Халед. Некоторые особенности фосфатного состояния почв Египта: автореф. дис. ... канд. наук. М.: МСХА. 15 с.
22. Singh R., Savich V.I. Analysis of the composition and properties of tropics and subtropics soils, Agrobios, India, 2014. 253 p.
.. д-ра наук, М., 1998. 42 с. Об авторах:
Савич Виталий Игоревич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры почвоведения, геологии и ландшафтоведения, ОРСЮ: https://orcid.org/0000-0002-1153-2542, [email protected]
Черников Владимир Александрович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры экологии, ОРСЮ: https://orcid.org/0000-0003-2242-0375, [email protected]
Садуакасов Нуралы Мустафиевич, аспирант кафедры почвоведения, геологии и ландшафтоведения, ОРСЮ: https://orcid.org/0000-0002-4778-328X, [email protected]
Гукалов Виктор Владимирович, кандидат сельскохозяйственных наук, ОРСЮ: https://orcid.org/0000-0003-1742-2210, [email protected]
AGRO ECOLOGICAL EVALUATION OF SOIL SALINITY CHANGES IN SPACE AND TIME
V.I. Savich1, V.A. Chernikov1, N.M Saduakasov1, V.V. Gukalov2
'Russian state agrarian university — Moscow Timiryazev agricultural academy, Moscow, Russia 2North-Caucasian zonal experimental station of poultry breeding, village Obilnoe, Stavropol Krai, Russia
It has been shown that the permissible soil salinity Indicators vary for different components of the landscape: soils, plants, water In this paper. They depend on the hydrothermal conditions of the territory and change for individual geomorphological territories, microrelief, seasonal and long-term dynamics. It is shown that the salt composition of soil solutions varies regularly from humidity and temperature, the content of carbon dioxide, oxygen, methane in soil solutions, their pH and Eh environment, complexing ability. For a more correct evaluation of soil salinity, it is necessary to determine the kinetics of their transition from soil to solution, the deposition capacity with respect to them, the content of positively and negatively charged complex compounds, associates. It is proposed to estimate the degree of salinity of soils by changing plant associations, taking into account the inductive effect of salts absorbed by the soil, the effects of synergism and antagonism when they are absorbed by the soil-plant system, depending on the combination of soil properties. The singularities of soil salinization in Syria, Vietnam, India, Uzbekistan, and Kazakhstan are estimated. The studies show a regular change in salinity with altitude: from the coastal plains of Dagestan to the piedmont plains, from chloride to sulfate. It has been established that magnesium, chlorine, sodium and sulfate ions are more concentrated in the elevated areas of the microrelief. It is shown that the type of salinity changes during the growing season. The content and composition of the salts in the water extracts depended on the microrelief of the surface. For the chestnut saline soils of Dagestan, the Cl/SO4 ratio — the Polynov-Filosofov coefficient — was 2.7 times higher in soils on pods than in the rises. In the soils on microhills, the coefficient in question increased. According to the data obtained, the maximum permissible concentrations of salts depended on the fertility of soils and the introduction of biophilic elements into the soil. So, on the acid sulphate soils of Vietnam, the addition of KNO3 and organic matter increased the photosynthetic activity of the plants being grown 1.2-2 times. The calculation of the required composition of the blending of irrigation water from river, rain and sea water, the calculation of the interaction of water with soil, made it possible in the field conditions on acid saline soils in Vietnam to get rice yield of 70 centners/ha. Keywords: salinity of soils, salinity, process kinetics, interrelation between soil properties, soil irrigation.
References
1. Aziz Koriya Istifu. Exchange reactions of Ca-Mg ions; Ca-Na in the soils of the solonetz complex of the Trans-Volga region. Extended abstract of candidate's thesis. Moscow: TSKHA, 1983. 20 p.
2. Anisimova N.P., Pavlova N.A. Hydrochemical study of the permafrost zone of Central Yakutia. Novosibirsk: GSO, 2014. 189 p.
3. Volobuev V.R. Calculation of washing saline soils. Moscow: Kolos, 1975. 70 p.
4. GasanovaZ.U. Influence of grazing regimes on soil cover of the Terek-Kuma lowland. Extended abstract of candidate's thesis. Moscow: MGU, 1996. 23 p.
5. Dzhagdish Raj Verme. Regulation of the Fe, Mn, Cu, Ni, Zn compounds in the soils of India. Extended abstract of candidate's thesis. Moscow: TSKHA, 1990. 18 p.
6. Egorov VVV, Gorina N.I. Salt accumulation in the soils of the Caspian lowland in connection with their genesis. Pochvovedenie = Soil science. 1975. No. 19. Pp. 3-10.
7. Kaba Rami. Influence of mineralogical composition on the properties of red-colored fercallite soils of Syria. Extended abstract of candidate's thesis. Moscow: MSKHA, 2008. 20 p.
About the authors:
8. Kotenko M.E.,Zubkova T.A. Influence of the microrelief on salinization of semi-desert soils. Pochvovedenie = Soil science. 2008. No. 10. Pp. 1171-1178.
9. Mamontov V.G. Irrigated chernozems and chestnut soils: composition, properties, transformation processes. Moscow: RGAU-MSKHA, 2013. 290 p.
10. Minkina T.M., Endovitskij A.P., Kalinichenko V.P., Fe-dorov Yu.A. Carbonate-calcium equilibrium in the water-soil system. Rostov-on-Don, 2012. 376 p.
11. Minashina N.G. Toxic salts in soil solution, their calculation and classification of soils by degree of salinity. Pochvovedenie = Soil science. 1970. No. 8. Pp. 92-106.
12. Nafetdinov Sh.Sh. State of cation compounds in the soil system-cotton on deflated soils of the Uzbek SSR. Extended abstract of candidate's thesis. Moscow: TSKHA, 1991. 21 p.
13. NuriMussa Al-Muradi. Influence of absorbed cations on water-physical and physical-mechanical properties of soils. Extended abstract of candidate's thesis. Moscow: TSKHA, 1980.14 p.
14. Savich V.I., Khudyakov O.I., Chernikov V.A., Gukalov VVV, Skryabina D.S. Properties, processes, regimes of permafrost-taiga soils. Moscow: RGAU-MSKHA; VNIIA, 2016. 312 p.
15. Savich V.I., Shishov L.L. et al. Agronomic evaluation and methods for determining the agrochemical and physico-chemical properties of soils. Astana, 2004. 620 p.
16. Stroganov B.P. The importance of salinity in salt tolerance of plants. Extended abstract of doctor's thesis. Alma-Ata, 1961. 40 p.
17. Uan Amadu Ibrakhim. Soil conditions for peanut cultivation in the Republic of Mali. Extended abstract of doctor's thesis. Moscow, 1998. 42 p.
18. Fam Vet Khoa. Acidic sulphate soils of Vietnam rice fields and methods of their reclamation. Extended abstract of candidate's thesis. Moscow: TSKHA, 1994. 16 p.
19. Khitrov I.B. Selection of diagnostic criteria for the existence and severity of the saline process in soils. Pochvovedenie = Soil science. 2004. No. 1. Pp. 18-31.
20. Khokhlenko T.N. Assessment of irrigation water quality by thermodynamic parameters. Melioratsiya i vod-noe khozyajstvo = Melioration and water management. 1988. No. 2.
21. Khusejn Khaled Akhmed Khaled. Some features of the phosphate state of Egyptian soils. Extended abstract of candidate's thesis. Moscow: MSKHA. 15 p.
22. Singh R., Savich V.I. Analysis of the composition and properties of tropics and subtropics soils, Agrobios, India, 2014. 253 p.
Vitaliy I. Savich, doctor of agricultural sciences, professor of the department of soil science, geology and landscape studies, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1153-2542, [email protected]
Vladimir A. Chernikov, doctor of agricultural sciences, professor of the department of ecology, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2242-0375, [email protected] Nuraly M. Saduakasov, graduate student of the department of soil science, geology and landscape studies, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4778-328X, [email protected]
Viktor V. Gukalov, candidate of agricultural sciences, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1742-2210, [email protected]
