CC BY
14
УДК 57.014:911.9(620)
ОЦЕНКА ПОЧВЕННОГО ЗАСОЛЕНИЯ ЗЕМЕЛЬ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ДЕЛЬТЫ НИЛА
1Н.Н. Бушуев, к.б.н., 2Е.А. Пивень, к.м.н., 3С.М. Елсайед, к.с.-х.н.
1Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана,
e-mail: [email protected] 2Российский университет дружбы народов, e-mail: [email protected] 3Национальное управление дистанционного зондирования и космической науки (Египет),
e-mail: [email protected]
Представлены результаты оценки почвенного засоления земель северо-восточной части дельты Нила. Наибольшее засоление аллювиальных почв отмечается в северной части дельты Нила. При движении вглубь материка засоленность почв уменьшается. Составлена карта засоленности почв северо-восточной части дельты Нила. Выявлена высокая степень корреляции между концентрацией токсичных солей в почве и электропроводностью.
Ключевые слова: оценка почвенного засоления, степень и химизм засоления, электропроводность, аллювиальные почвы, деградация, дельта Нила.
EVALUATION OF SOIL SALINITY IN THE NORTH-EASTERN PART OF NILE DELTA
1PhD. N.N. Bushuev, 2PhD. E.A. Piven, 3PhD. S.M. Elsajed
1Bauman Moscow State Technical University, e-mail: [email protected] 2Peoples' Friendship University of Russia, e-mail: [email protected] 3National Authority for Remote Sensing and Space Sciences, Egypt, e-mail: [email protected]
Evaluation results of soil salinity of the north-eastern part of Nile Delta are presented. Largest alluvial soil salinity is fixed in the Northern Nile Delta. When moving to the Mainland soil salinity decreases. The map of soil salinity of the north-eastern part of Nile Delta is given. A high degree of correlation between the concentration of toxic salts in the soil and electrical conductivity is detected.
Keywords: estimation of soil salinity, degree and chemistry of salinity, electrical conductivity, alluvial soil, degradation, Nile Delta.
Засоление - один из распространенных видов деградации почв, снижающих их плодородие. Наиболее выраженный характер засоление почв проявляет в аридных условиях. В Египте с экстремально засушливым климатом наибольшее количество засоленных земель приходится на оазисные серо-бурые пустынные почвы и полупустынные аллювиальные почвы дельты Нила. Содержание водорастворимых солей в дельтовых почвах изменяется в широком диапазоне в зависимости от гранулометрического состава, уровня грунтовых вод и степени их минерализации, засоленности почвообразующих и подстилающих пород, минерализации оросительных вод, дренированности территории и других факторов. При этом самые высокие показатели засоленности почв отмечены в северной части дельты Нила с засоленными почвообразующими породами. Здесь поступление солей к поверхности земли происходит через капилляры, а также путем фильтрации засоленных вод со стороны озер, в которые поступают засоленные воды из Средиземного моря. Засоление аллювиальных почв заметно снижается при пере-
мещении вглубь материка, и меньшее их количество отмечается в южной части дельты Нила. Предпринимаемые меры по снижению процессов засоления почв недостаточны, поэтому почвы долины Нила и прилегающие пустынные земли страдают от потери плодородия или деградации, вызванной подтоплением и засолением. На снижение плодородия почв большое значение оказывает засоленность верхнего корнеобитаемого слоя. В орошаемых районах в условиях засоления геохимический баланс определяется ограничением размера орошаемой территории, формированием эффективной дренажной системы и выделением значительных объёмов воды для промывок [1]. Поступление морских вод со стороны Средиземного моря увеличивает засоленность плодородных сельскохозяйственных земель. Причем в верхнем слое накапливается значительное количество солей вплоть до глубины 60 см. Засоление почв в дельте Нила по показателям электропроводности за 3 года увеличилось от 4-8 до 30 дСм/м. При этом уровень грунтовых вод изменялся в пределах от 55 до 90 см [2, 3]. Северо-восточная часть дельты Нила
занята прибрежными равнинами и болотами, расположенными вокруг озера Эль-Манзала, почвы которых содержат большое количество водорастворимых солей и гипсовых отложений. Аналитические данные в этой части дельты свидетельствуют о том, что реакция почвенной среды щелочная с рН=7,5-8,9, а электропроводность находится в пределах 31218 дСм/м с преобладанием натрия среди катионов и хлора среди анионов. Содержание гипса здесь значительно более высокое и находится в пределах 3,517,3%, а содержание карбоната кальция не превышает 5%.
Gobran О.А. et al [4] дает подробную характеристику геоморфологических особенностей восточной части дельты Нила. Северную её часть занимают болота, расположенные в зоне морских отложений и болота, находящиеся вокруг озера Эль-Манзала, в то время как террасы равнин, расположенные в южной части, сложены из песка и гравия. Плоская песчаная равнина частично занята дюнами, расположенными между этими двумя формами рельефа. Почвы болот зоны морских отложений характеризуются тяжелым гранулометрическим составом, высоким уровнем стояния грунтовых вод и высокой засоленностью. Водорастворимые соли покрывают поверхность большинства почв и в сочетании с гипсом создают окаменелые остатки от моллюсков. Почвы депрессий морских отложений представлены супесями, но их поверхность покрыта песком и состоит из мелких дюн. Они содержат большое количество водорастворимых солей, карбонатов и гипса. Почвы равнин - супесчаные. Содержание солей здесь невысокое и отмечается в верхнем почвенном горизонте. Содержание карбонатов и гипса незначительное. Следует отметить, что для северо-восточной части дельты Нила не изучено пространственное распределение солей, степень и химизм засоления. Также нет аналитических данных по группировке почв с учетом отдельных ионов.
Цель исследований - изучение пространственного распределения солей, установление степени и химизма засоления, а также обоснование возможности оценки засоленных почв по сумме токсичных солей и электропроводности.
Объект исследования - аллювиальные почвы, которые характеризуются разной степенью засоления (от слабозасоленных до очень сильнозасолен-ных), расположенные в северной части дельты Нила губернаторства Кафр-Эльшейх с неглубоким залеганием минерализованных грунтовых вод (0,71,0 м). Анализируемые почвы характеризуются тяжелосуглинистым и глинистым гранулометрическим составом.
В почвенных образцах определяли состав и количество ионов, характеризующих засоление почв. По данным химических анализов почвы группировали по химизму и степени засоления. При этом критерии
оценок засоления почв проводили по водным вытяжкам (1:5). При почвенно-солевых съемках, а также при изучении режимов и процессов засоления-рассоления для получения статистически достоверных данных о засолении почв требуется проведение большого количества анализов. В связи с этим для массового определения засоления почв целесообразно использовать экспресс-методы.
Засоление почв оценивали по электропроводности водных вытяжек (1:5) и по содержанию отдельных ионов в водной вытяжке, сумме водорастворимых и токсичных солей. Для обоснования возможности группировки почв по степени засоления необходимо было на массовом материале установить корреляционную связь суммы токсичных солей в водной вытяжке, содержания отдельных ионов и электропроводности.
Засоление почв оценивали по 192 образцам, отобранным в северной части дельты Нила. В образцах методом водной вытяжки анализировали состав и содержание ионов CO32-, HCO3-, О", SO42-, Ca2+, Mg2+, №+, а также определяли электропроводность.
Анализ химических свойств почв проводили с использованием различных методов. Водоэкстраги-руемые компоненты определяли в водной вытяжке из образца пастообразной консистенции с определением анионов и катионов. Карбонат и бикарбонат-ионы определяли методом титрования с использованием в качестве индикаторов соответственно фенолфталеина и метилоранжа, а хлориды - по методу Мора. Содержание сульфатов определяли расчетом по разнице между суммой катионов и суммой растворимых анионов. Катионы кальция и магния определяли комплексонометрическим методом, а катионы натрия и калия - на пламенном фотометре Perkm-Elmer. Электропроводность определяли кон-дуктометрически, в водной вытяжке, содержание гипса - путем осаждения с ацетоном. Емкость кати-онного обмена определяли с использованием ацетата натрия (рН 8,2), а содержание обменных катионов - аммонийно-ацетатным методом.
Анализ поверхностных и дренажных вод определяли теми же методами, что и химический анализ почвы. Оценку общего содержания водорастворимых солей проводили по величине электропроводности. В целом химический анализ почв, природных и дренажных вод проводили по методикам, изложенным в материалах ФАО [5]. Параллельно в водной вытяжке оценивали активность ионов р№ и удельную электропроводность (ЕС). Измерение ЕС проводили кондуктометром КП-0,01, рабочий диапазон которого составляет 0,001-100 дСм/м.
Результаты. Северная часть района исследований характеризуется высокой долей засоленных почв, где 44% общей площади занимают почвы с концентрацией солей выше 1,5% (таблица), что
__
Содержание водорастворимых солей и показатели электропроводности в слое 0-20 см _аллювиальных почв северо-восточной части дельты Нила _
Интервал засоления,* % Число опре- Сумма Сумма токсич- Электропровод- Площадь засолен-
делении солей,% ных солей,% ность, дСм/м ных земель, %
<0,5 (незасоленные) 34 0,34±0,019 0,11±0,005 <0,4 27,4
0,5-1,0 (слабозасоленные) 35 0,78±0,038 0,28±0,013 4-8 10,2
1,0-1,5 (среднезасоленные) 36 1,23±0,061 0,49±0,026 8-16 17,9
1,5-2,0 (сильнозасоленные) 35 1,83±0,088 0,67±0,033 16-25 12,5
2,0-3,0 (очень сильно засоленные) 34 2,59±0,122 0,99±0,047 25-35 24,9
>3 (солончаки) 34 3,82±0,188 1,68±0,082 >35 7,1
Итого 208 - - - 100
*Согласно используемой в Египте классификации засоления почв
« 30°50'0"Е 31°0'0"Е
Карта засоленности почв
связано с близким стоянием грунтовых вод и близким расположением к озеру Буруллус и Средиземному морю. Около 56% от общей площади, в основном в южной части (рисунок), характеризуется невысокой концентрацией токсичных солей в почве (до 1,5%), уровень грунтовых вод в этом районе более 100 см от поверхности и условия для возделывания сельскохозяйственных культур лучше, чем в приозерной части.
Показана связь между концентрацией токсичных солей в почве и электропроводностью, где коэффициент корреляции около 0,92. Доминирующий катион в почвенных образцах исследуемого района натрий, доминирующий анион хлор, следовательно, доминирующая соль - хлорид натрия.
Таким образом, изучение солевого состава аллювиальных почв дельты1 Нила показало, что аллювиальные почвы1 подвержены>1 процессам интенсивного соленакопления. При этом наиболее высокая степень засоления почвы отмечается в
прибрежной приморской зоне, где засоление происходит вследствие инфильтрации засоленных морских вод. Здесь, несмотря на некоторое снижение содержания солей после осушения земель и их использования под сельскохозяйственные культуры, почвы1 остаются сильнозасоленными. По мере удаления от побережья приморской зоны1 происходит снижение степени засоления почвы. В последние годы1 содержание солей в почве имеет тенденцию постепенного незначительного их увеличения. При этом с глубиной степень засоления увеличивается. Это обусловлено характером их накопления и перераспределения, а также слабой дренированностью почв. Это подтверждается и результатами других исследований [6, 7], проведенные на соседних частях дельы1 Нила. Улучшение аллювиальных почв связано с их дренированием и промывкой, а также с использованием на орошение речных вод без участия в поливах минерализованных коллекторно-дренажных вод. В настоящее время работы по мелиорации засоленных почв в зоне прибрежных равнин интенсивно ведутся на значительных территориях.
Литература
1. Banin A. and A. Frish. Secondary desertification due to salinization of intensively irrigated lands: The Israel Experience // Environmental Monitoring and Assessment, 1995, v. 37(1-3). - РР. 17-37.
2-3. EI-Khattib, Н.М.; Hewela, F.; EI-Baz, F. Coastal erosion at the mouth of the Nile River. Conference оп the application of remote sensing to sustainable agriculture development, MOALR, UNDP/ FAO/ EGY/861 007, The Egyptian International center for Agriculture, 1991, No. 24-25, Egypt.
3-4. Abd EI-Ghany А. М. Studies оп desertification and degradation of north Delta soils. Thesis M.Sc. Fac. of. Agric. of, Moshtohor, Zagazig, Univ., Egypt 1996. - 202 р.
4-5. Gobran О.А., Аbоu Agwa F. Е., Shehta R.B. Geofac-tors influencing the soil east of the Nile Delta // Egypt J. Sci., 1992, v. 32, No 2. - РР. 287-306.
5. FАО/UNEР. Methodology for assessing soil degradation. Rome, 25-27 January, 1978. - 70 р.
6. Mohamed E.S; В. Schutt; А. Belal. Assessment of environmental hazards in the north western coast -Egypt using RS and GIS. EJRS У. 16, 2, 2013, pp. 219-229.
7. Mohamed E.S., Morgun E.G., Goma Bothina S.M. Assessment of soil salinity in the Eastern Nile Delta (Egypt) using geoinformation techniques // Moscow University Soil Science Bulletin, March 2011, Vol. 66, Issue 1. - РР. 11-14.
