CC BY
16МЕЛИОРАЦИЯ ПОЧВ
УДК 631.6:631.445
МЕЛИОРАТИВНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ МЕЛИОРАНТОВ ПРИ МЕЛИОРАЦИИ СОДОВЫХ СОЛОНЦОВ-СОЛОНЧАКОВ АРАРАТСКОЙ РАВНИНЫ
УК. Казарян, В.А. Папинян, М.Г. Барсегян
Научный центр почвоведения, агрохимии и мелиорации им. Г. Петросяна, 0082, Армения, Ереван,пр. Адмирала Исакова 24 E-mail: [email protected]
Для мелиорации содовых солонцов-солончаков Араратской равнины в качестве мелиоранта была использована соляная кислота и теплообработанный гипс, теплообработанный гипс+навоз и навоз. Были поставлены полевые опыты в мелких делянках (2.25м2) на Армавирской опытно-мелиоративной станции (АОМС). Все опыты, кроме варианта навоза, дали положительный эффект и рекомендуются для мелиорации содовых солонцов-солончаков Араратской равнины. В качестве мелиоранта рекомендуется использовать как 30 % раствор HCl, так и теплообработанный гипс и гипс + навоз, а для слабо засоленных, слабо солонцеватых и вторично засоленных почв - только навоз.
ВВЕДЕНИЕ Разработка и систематическое совершенствование технологии мелиорации земель с наиболее злостным характером засоления содовых солонцов-солончаков включает сложный комплекс взамосвя-занных задач: поиск новых эффективных методов мелиорации, новых и разных мелиорантов, регулирование водно-солевого режима, вопросы экологии системы почва-вода-растения и т.д.
Из общей площади в 30 тыс. га солонцов-солончаков Армении с 60-х до 90-х годов было мелиорировано 5400 га. Для мелиорации этих земель использовались серная кислота и железный купорос, которые поступали до 90-х годов из других республик, после чего их поступление прекратилось.
Надо отметить, что осуществляемая раннее технология химической мелиорации серной кислотой и сернокислым железом солонцов-солончаков была трудоемкой и требовала значительных капиталовложений.
В настоящее время, в связи с приватизацией земель, необходимы новые подходы по их освоению с наименьшими материальными затратами, как для
Армении с ограниченными земельными ресурсами, так и для многочисленных стран с аналогичными почвенно-климатическими условиями.
Исходя из вышеизложенного, нами намечалось найти оптимальные варианты технологии мелиорации этих земель в увязке с современными матерально-техническими возможностями на основе научно-производственного опыта.
Для решения вышеизложенного вопроса, нами использован метод локальной мелиорации территории [1], то есть решено было мелиорировать только почвы под многолетние насаждения (1.5 м х 1.5м - 2.25 м2), где должны были быть посажены фруктовые или декоративные деревья (между рядами не мелиорировали). Подсчитано, что при этом мелиорация гектарного чека обходится дешевле.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ Лабораторные исследования проведены в лаборатории отдела мелиорации НЦПАМ им. Г. Петросяна, а полевые опыты - на Армавирской опытно-мелиоративной станции.
Опыты заложены в 5-и вариантах с 3-я повторностями на содовых солонцах-солончаках АОМС (в стационаре).
Схема опыта
1. Контроль (содовый солонец-солончак+ промывка), 2. HCl, 3. Гипс, 4. Гипс + навоз, 5. Навоз
Как HCl, так и гипс ранее использовали в качестве мелиорантов [2-4]. В настоящем опыте использован теплообрабо-танный гипс. Химические анализы проведены общепринятыми методами по Е.В. Аринушкиной [5].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ В начале опыта выбран участок, взяты почвенные образцы послойно (0-25, 25-50, 50-75, 75-100 см) на анализ, сделаны химические анализы: водная вытяжка, поглощенные К, механический состав, данные которых приведены в таблица 1.
Таблица 1 - Химический состав водной вытяжки и обменного № почв опытного участка Армавирской ОМС
Слои, см Мех. Состав фр.<0.01 мм, % pH Сумма солей, % Мг-экв на 100 г почвы
СО32- нсо- Cl- SO42- Ca2+ Mg2+ Na++K+ обменный Na
0-25 51.4 9.7 1.775 2.70 4.90 14.40 7.50 0.30 0.10 26.00 18.30
25-50 49.4 10.0 1.441 2.30 4.30 12.60 6.30 0.30 0.10 18.40 17.10
50-75 46.2 9.8 1.143 1.80 3.70 9.30 4.80 0.20 0.20 15.30 14.70
75-100 34.2 9.4 0.892 0.80 2.40 7.60 4.30 0.20 0.20 11.50 7.60
0-100 45.3 9.7 1.314 1.90 3.80 11.00 5.70 0. 30 0.10 17.80 14.40
Из химического состава почв видно, что на опытном участке в метровом слое почв содового солонца-солончака содержится до 1.314 % солей, в том числе С03-1.90; общий НС03- 3.80, С1- 11.00, водорастворимые К+Ыа+ 17.80 и поглощенный На' 14.40 мг-экв на 100 г почв. Реакция среды сверху вниз уменьшается и в метровом слое рН составляет 9,7. По механическому составу почвы опытных делянок представляют собой легкие глины до 0-75 см слоя, а 75-100 см - тяжелые суг-Таблица 2 - Потребность мелиоранта и прс
линки. В метровом слое содержится 45.3 % физ. глины, общ. НС03 + поглощенного На=15.2 мг-экв., а общего К +Ыа*= 32.2 мг-экв/100 г почвы.
Для нейтрализации щелочной реакции среды, опреснения метрового слоя почвы и вытеснения из поглощающего комплекса (0-100 см слоя) натрия необходимое количество мелиоранта и промывной воды по вариантам опыта приводится в таблице 2.
вной воды по вариантам опыта
Варианты опыта Потребность мелиоранта Потребность промыв. в оды
т/га на делянку, т тыс. м3/га на делянку,м3
Контроль - - 47.0 10.6
HCl 250.0 0.056 -//- -//-
Гипс 176.0 0.04
Гипс + навоз 176.0 гипс + 100 навоз 0.04 гипс + 0.023 навоз
Навоз 100 навоз 0.023 навоз
Расчеты показали, что в варианте HCl для опреснения метрового слоя почвы потребуется 250 т/га 30 %-го HCl, а для промывки этих почв - 47 тыс. м3/га
промывной воды. В варианте с гипсом -176 т/га, в варианте гипс + навоз - 176 т/га гипса + 100 т/га навоз, а при варианте навоза - 100 т/га навоза.
Так как проводились мелкоделяноч-ные опыты (1.5 x 1.5 м = 2.25 м2), то соответственно в каждую делянку было внесено в варианте HCl 30 % раствор - 56 кг и 10.6 м3 промывной воды, в варианте гипса - 40 кг, в варианте гипса+навоз - 40 кг гипса и 23 кг навоза, в варианте навоза -23 кг, в контрольном варианте мелиорант не внесен, а только промывался.
После подготовки делянок, почва разрыхлялась и вносился мелиорант, в варианте HCl в виде 30 %-го раствора, в остальных вариантах - в сухом виде.
Между вариантами и между повтор-ностями пропущена защитная зона 1 м шириной и 1.5 м длиной.
Грунтовые воды на опытных делянках находились на глубине 3.0-3.5 м, так как АОМС (285 га) обеспечена закрытым горизонтальным дренажом. Грунтовые воды минерализованы и имеют содово-гидрокарбонатный, сульфатно-хлорид-ный, кальциево-магниево-натриевый характер засоления в пределах 1.5-3.0 г/л. Засоленные почвы как Араратской равнины, так и на опытных участках богаты карбонатами кальция и магния, достигают до 10-15 %, в составе карбоната АОМС преобладает CaCO3 и достигает 1012 %, а MgCO3 - 1-2 %.
Мелиоративные работы (подготовка почв, химические анализы, внесение мелиорантов и промывка) продолжались почти год.
После подачи 50 % потребной нормы промывной воды взяты почвенные образцы до глубины 1 м по слоям 0-25, 25-50, 50-75 и 75-100 см, после этого продолжались промывные работы до подачи полной нормы промывной воды, после чего опять взяты почвенные образцы. Проведен химический анализ взятых почвенных образцов, определен химический состав водной вытяжки и обмен-
ных катионов, усредненные данные 3-х повторностей по вариантам опыта приводятся в таблицах 3 и 4.
Результаты химического анализа почв (таблица 3) показали, что после подачи 50 % нормы промывной воды в контрольном варианте рН снизилась с 9.7 до 9.0, а количество воднорастворимых соли снизилось до 897 мг, что и соответственно видно из остальных химических показателей, кроме воднораствори-мых и поглощенных Na, они уменьшились частично, однако не до того количества, чтобы возможно было использовать почвы для посадки саженцев, так как при таком количестве Na (12.0 и 11.7 мг-экв) растения не могут расти и развиваться.
При варианте HCl, после подачи 50 % промывной воды полностью опреснился метровый слой почвы (рН-7.5, а сумма солей - 199 мг, воднорастворимый Na -1.0 и обменный Na - 1.3 мг-экв) и создались благоприятные условия для нормального роста и развития растений.
В варианте гипса, гипс+навоза только при подаче полной нормы промывной воды почва полностью мелиорирована.
В варианте навоза (при норме 100 т/га) ощутимый результат не получен, после подачи полной нормы промывной воды снизилось содержание солей в 2.5 раза, но обменный Na, наоборот, увеличился за счет водорастворимого Na, т.е. мелиоративная эффективность варианта навоза очень низка и не целесообразно его использование в содовых солонцах-солончаках. Использование навоза возможно в таком количестве в слабо засоленных, слабо солонцеватых и вторично засоленных почвах.
В таблице 4 приводится состав и количественное соотношение обменных катионов до мелиорации и после подачи 100 % нормы промывной воды.
£
ж +
ч: «
£
Л)
з
о"
О
о
I
Е и
^ о
и и
о
со
о
со
о
го о
гч
о
тН 00
тН о
т-Н оо
го СП
з о
о У
т-Н
го
тН
го
К И и си ■г к
К
X «
и
к ч
\о £
«
■г к
О ■
ч
0 и
1
«
и к о ч о и о и
05
н 3 с о
3 н ж
П5
а
05
ю
Щ /—
ж V
О и
4 .
и 4—'
5 си
Л V
Ш а:
я °
? 4
О о
и и
со 00 00
го ГЧ «-1
гч ,—1 ,—1
го
гч '—1 '—1
^ I ^ О I о
00 | СП
о I -Н
сК I сл
О
^ ГЧ
о
«-1 1/1 гч
чг> 1/4
о чо ^ о
ГЧ *—I
ЧО
о о
О 00
гч гч
1> ЧО
о ^
т г-
г- т О О
сл I |> сл I |>
1/-1 I 1/-1
оо О о ГЧ
00 т г-
о
,_1
00
о т
гч
Я
^^ 40 00
ЧО
гч т
т
т с^ ,-н о
ЧО ^
О о
ЧО ЧО ЧО
о оо о ЧО
о ГЧ ГЧ ГЧ
*—1 *—1 *—1 *—1
Г- 00
?Ч ^
ЧО ^
1Г, т
О сз о
ЧО т ЧО
,—1 о ,—1 о
1/-1 сл
00 т т
2 о
ГН ^ СЧ
тН О О ЧО а о
т о т
оо|г^ оо | г^
о ш
П5
Ж +
и
с
ж
Е-
ЧО
о
ЧО т сч ГЧ
сл I о 00 | с?\
Из приведенных данных видно, что в содовых солонцах-солончаках содержание обменного Са - 41.6 %, М)) - 21.6, На-32.4 и К- 4.4, т.е. при таком количестве обменного Ыа - 32.4 %, растения не могут нормально расти и развиваться.
При промывке содового солонца-солончака наблюдается незначительное снижение обменного На, но ощутимого улучшения не наблюдается.
При мелиорации соляной кислотой полностью вытесняется обменный натрий, достигает допустимого количества (< 5 %), Са достигает до 72.5 %, частично снижается количество обменного М), т.е. в почвенной среде создается благоприятное соотношение обменных катионов для нормального роста и развития растений. Такое же соотношение получили и при вариантах гипса и гипс + навоз.
При внесении только навоза 100 т/га нормой, в основном изменение происходило в солевом составе, а в почвенном поглошающем комплексе частично (на 9.4 %) увеличивается обменный Са, М) уменьшается, а обменный Ыа остается неизменным.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исходя из полученных данных рекомендуется для мелиорации содовых солонцов-солончаков использовать соляную кислоту, гипс, гипс + навоз, а вариант навоза использовать для слабозасоленных, слабо солонцеватых и вторично засоленных почв.
Таблица 4 - Состав и соотношение обменных катионов при мелиорации по вариантам опыта в 0-100 см (в числителе - мг, в знаменателе - мг-экв на 100 г почв)
Варианты опыта Обменные катионы Сумма Mg /мг-экв В %-х
Ca Mg Na K Ca Mg Na K
Содовый солонец-солончак (с.с.-с) 370 18 5 117 96 331 14 4 78 20 896 44 5 41.6 21.6 32.4 4.4
С.с. - с + промывка 420 21 0 100 82 271 11 8 88 2 1 873 43 1 48.7 19.0 27.4 4.9
N0 1 634 31 0 99 76 46 20 94 24 866 43 7 72.5 17.4 4.6 5.5
Гипс 624 31 2 105 86 55 24 78 20 862 44 2 70.6 19.5 5.4 4.5
Гипс + навоз 666 33 3 86 7 1 51 22 74 1 9 877 44 5 74.8 16.0 4.9 4.3
Навоз 452 22 6 77 63 333 14 7 62 1 6 929 45 2 50.0 13.9 32.5 3.6
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Саакян C.B., Нуриджанян В.Н., Манукян P.P., Оганесян A.C., Папинян В.А. Применение новой технологии локальной мелиорации для освоения содовых солонцов-солончаков Араратской равнины // Известия Арм.СХА№3/4,2003. С. 123-126.
2. Папинян В.А., Нуриджанян В.Н., Оганесян A.C., Манукян P.P. Мелиорация содовых солонцов-солончаков Араратской равнины путем использования промышленных отходов HCl - научно-производственного объединения "Наирит" // «Известия Аграрной науки». №2.2009. С. 88-91.
3. Манукян P.P., Папинян В.А., Элоян A.M. Использование промышленных отходов для мелиорации содовых солонцов-солончаков Араратской равнины // Известия Государственного аграрного университета Армении».№ 3.2009. С. 35-39.
4. Манукян P.P., Папинян В.А., Ш.Элоян А. Использование соляной кислоты, гипса и цеолита для мелиорации содовых солонцов-солончаков Араратской равнины // Известия Государственного аграрного университета Армении». 3.2010. С. 42-46.
5. АринушкинаЕ.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: 1961.491с.
ТУЙ1Н
Арарат жазык;тыгыныц содалы тузды-сортацдарын мелиорациялау ушш мелиорант ретшде туз кыпщылы, ЖЫЛуМен ецделген ганыш, жылумен ецделген ганыш+кец жэне кец пайдаланылды. Армавир тэж1рибе-мелиоративтж станциясын-да (АОМС) усацмелтектерде (2.25 м2) далалык;тэж1рибелер к;ойылды. Кец нусцасынан баск;а барльщ тэж1рибелер жагымды эсер берд1 жэне Арарат жазьщтыгыныц содалы тузды-сортацдарын мелиорациялау уипн усынылады. Мелиорант ретшде HCl 30 %-дык; ертщцсш де, сонымен катар жылумен ецделген ганыш жэне ганыш + кещц, ал элаз тузданган, элаз сортацданган жэне цайта тузданган топырак;тарга тек кецд1 пай-далануусынылады.
SUMMARY
For reclamation soda solonetses-marshes in the Ararat valley has been used as meliorant hydrochloric acid and and heat-treated gypsum, gypsum + heat-treated dung and manure. Were set up field experiments in small plots (2.25 m2) in the AOMS Armavir region. All experiments except the option of manure had a positive effect, are recommended for reclamation soda solonetses-marshes Ararat valley as meliorant use as a 30 % solution of HCI, and heat-treated gypsum and gypsum + manure, but for slightly saline, slightly alkaline and saline soils again - only manure.
