CC BY
14УДК 631.432.22
З.Р. Гурбанова1
ВЛИЯНИЕ ИСКУССТВЕННОГО СТРУКТУРООБРАЗОВАТЕЛЯ ИОНОМЕРА «ВО» НА СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬ ОРОШАЕМЫХ СЕРО-КОРИЧНЕВЫХ ПОЧВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ЭРОЗИИ
1Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности, Химико-технологический факультет, 1010 Баку, проспект Азадлыг 20, Азербайджан, e-mail: [email protected] Аннотация. Установлено, что орошаемые серо-коричневые почвы, обладают низкой противоэрозионнои стойкостью. После обработки раствором иономера «ВО» (высокомолекулярное иообменныи иономер (полимер)) приобретают высокую про-тивоэрозионную устоичивость. Смачивание дна поливнои борозды перед поливом растворами иономера «ВО» способствует тому, что ирригационным смыв почвы резко уменьшается, улучшаются водно-физические своиства, режим влажности почвы и условия питания сельскохозяиственных культур. В результате деиствия иономера «ВО» резко повышается сопротивляемость структуры размывающему воздеиствию поливнои струи и транспортирующеи способности потока, что приводит к снижению мутности стока. При использовании противоэрозионнои техники полива в результате сохранения почвы от смыва и повышения урожая сельскохозяиственных культур окупаются все дополнительные затраты и повышается чистыи доход.
Ключевые слова: орошаемые, серо-коричневые почвы, искусственное структуро-образование, иономер «ВО», структура почв, ирригационным смыв, противоэрозионная стоикость.
ВВЕДЕНИЕ
Склонность орошаемых серо-коричневых почв к уплотнению, корко-образованию, а также податливость смыву и размыву снижают эффективность использования растениями минеральных удобрении и воды, что отрицательно сказывается на урожаино-сти сельскохозяиственных культур [1-3].
До последнего 50-летия, единственным средством улучшения структуры и противоэрозионнои стоикости орошаемых почв, считался полив многолетних трав при высоком уровне агротехники. С развитием новых отрас-леи в химии и земледелии по инициативе Агрофизического Института возникло новое направление - улучшение структуры и других своиств почвы химическими препаратами специального назначения [4].
В литературе имеются многочисленные сведения о большои противо-эрозионнои роли структуры почвы, особенно искусственнои [4-12].
Для Азербаиджана указанныи путь оказался приемлемым потому, что генетически обусловленным признаком почв орошаемого пояса является обедненность их гумуса и отчасти связанная с этим низкая оструктурен-ность. Оба эти своиства под влиянием ирригационного смыва усиливаются [13].
Отрицательное значение в плодородии почв к смыву, их склонность образовывать корку и положительная роль водопрочнои макроструктуры в борьбе с этими отрицательными факторами общеизвестны. Успехи химии позволили создать химические препараты, способные улучшать физические и водно-физические своиства почв и повышать их противоэрозионную стои-кость [11].
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Объект исследования - орошаемые серо-коричневые (kastono-zemes) почвы. Серо-коричневые орошаемые почвы, по сравнению с другими подти-
пами серо-коричневых почв, пользуются ограниченным распространением. Значительные массивы этих почв сосредоточены в Гандже-Казахском массиве и в Приараксинскои полосе и приурочены к широким поимам рек Куры, Аракса и Акеры.
Влияние орошения заметно сказалось в изменении внешнего облика и химического состава этих почв, резко отличающихся от целинных серо-коричневых почв, расположенных в не-орошаемои зоне Гандже-Казахском массиве.
Характерными признаками морфологического строения серо-коричневых орошаемых почв являются отсутствие четких границ переходов генетических горизонтов, слабая выраженность карбонатного горизонта, значительная растянутость гумусового профиля и часто наличие признаков оглеения в горизонте В2.
Количество гумуса в описываемых почв повторяет почти ту же величину, отмеченную нами для серо-коричневых обыкновенных почв и колеблется в пределах 1,7-2,0 %, в отдельных случаях отмечалось и более высо-
кое содержание гумуса 2,5-2,8 %, что, вероятно, объясняется степенью окуль-туренности почв. Наиболее характерным для орошаемых серо-коричневых почв является распределение гумуса по профилю почвы и его проникновение в более глубокие слои почвы.
Не менее характерным для этих почв является сравнительно ровное распределение карбонатов по профилю и отсутствие явно выраженного иллю-виально-карбонатного горизонта. По сравнению с предыдущими подтипами серо-коричневых почв орошаемые почвы содержат несколько больше азота 0,2-0,3 % и величина СДО в пахотном и подпахотном горизонте представлена более широким оттонением 6,1-6,0 % и 7,9-8,4 %.
Выбор именно типичных орошаемых серо-коричневых почв обусловлен их низкои оструктуренностью, значительно развитои на них ирригационнои эрозиеи, их большая роль в земельном фонде республики.
Обобщенная характеристика всех почвенных участков, на которых проводились опыты, дана в таблице 1.
Таблица 1 - Характеристика почв и опытных участков
Показатель Слабосмытая Средне смытая
Мощность гумусового горизонта, см 90 70
Граница, где содержание гумуса менее 0,5 %, см 85-90 65-70
Содержание гумуса АУт, % 2,25 1,80
Валовой азот в АУа^ % 0,23 0,17
Валовой фосфор в АУа^ % 0,43 0,37
Верхняя граница карбонатов, см 25 23
Максимум плотного остатка, % 0,095 0,21
Частица < 0,01мм в АУа^ % 60-65 50-55
Частица <0,001мм в АУа^ % 28-30 25-28
Водо прочность агрегатов, % 28-30 25-27
Определение водопрочности агрегатов проводилось по методу Н. Сав-винова и Д. Виленского [14], а размыва-ющеи скорости потока по М.С. Кузнецо-
ву [15]. Пахотныи горизонт суглини-стои орошаемои серо-коричневои почвы обрабатывали растворами искусственного структурообразователя -
иономера «ВО» следующих концентраций: 5,0 %; 10,0 %; 15,0 %; 20,0 %.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Проведенные исследования показали, что при смачивании дна поливнои борозды перед обработкои растворами иономера «ВО» резко повышается сопротивляемость структуры почвы размывающему воздеиствию поливнои струи и транспортирующеи способности потока. Так, размывающая скорость потока повышается с 0,045 м/с на кон-
троле до 0,081 м/с при 20 %-нои концентрации раствора иономера «ВО» (таблица 2). В результате, количество водопрочных агрегатов в обработанных иономером «ВО» орошаемых серо-коричневых почвах резко меняется, причем с увеличением дозы препарата иономера «ВО» от 5,0 до 20,0 % в зависимости от вида почвы повышается процент водопрочных агрегатов, но не пропорционально.
Таблица 2 - Влияние структурообразователя иономера «ВО» на противоэрозион-ную стоикость орошаемых серо-коричневых почв
№ п/п Концентрация раствора иономера «ВО» Водопрочность агрегатов по Виленскому (расход воды, в см3 на размывание одного агрегата) Водопрочность агрегатов по Савинкову (фракции больше 0,25 мм) Размывающие скорости потока, м/сек
1 Контроль 0,55 28,31 0,045
2 5,0 % 0,85 31,42 0,050
3 10,0 % 4,53 36,75 0,053
4 15,0 % 6,88 38,53 0,071
5 20,0 % 10,21 42,85 0,081
Так, возрастание дозы в 2 раза приводит к увеличению количества водопрочных агрегатов на 5 % в начале лета и на 3-4 % к концу вегетации. Следовательно, водопрочные агрегаты, образованные при более высокои дозе иономера «ВО», сохраняются более долгое время. При внесении препарата в поле в производственных условиях данное обстоятельство будет иметь положительное значение.
Орошаемые серо-коричневые почвы тяжелосуглинистого гранулометрического состава с низкои сопротивляемостью ирригационному смыву
Таблица 3 - Ирригационныи смыв почвы
после обработки раствором иономера «ВО» приобретают высокую противо-эрозионную стоикость, ирригацион-ныи смыв почвы резко уменьшается, улучшаются водно-физические свои-ства, режим влажности почвы и условия питания сельскохозяиственных культур. Например, если смыв почвы в контрольном варианте (уклон 0,016 расход воды 0,8 л/сек) составляет около 18,5 т/га, то после обработки почвы раствором иономера «ВО» 20 %-нои концентрации смыв составил 2,4 т/га (таблица 3).
при поливе по бороздам
№ п/п Концентрация раствора иономера ВО Расход воды, л/сек Скорость воды, м/сек Смыв почвы, т/га
1 Контроль 0,8 0,12-0,14 18,5
2 5,0 % 0,8 0,14 11,3
3 10,0 % 0,8 0,11 7,5
4 15,0 % 0,8 0,15 4,6
5 20,0 % 0,8 0,15 2,4
В результате обработки поверхности дна поливных борозд перед полив-кои растворами иономера «ВО» увеличились размеры пор почвенных частиц, силы сцепления между первичными частицами и микроагрегатами внутри макроагрегатов, т. е. возросла водо-прочность. Указанные изменения в своиствах почвы способствуют лучшему впитыванию воды, что позволило снизить скорость струи поливнои воды и, следовательно, уменьшить силы отрыва и переноса почвенных частиц током воды.
Опыты показали, что смачивание дна поливных борозд раствором ионо-мера «ВО» позволило уменьшить, в зависимости от вносимои дозы, скорость струи поливнои воды с 0,14-0,15 м/сек на контроле до 0,12-0,14 м/сек. Поливная вода в вариантах опыта с иономе-ром «ВО» шла медленно, но более широким фронтом, лучше увлажняя гребни, в результате поверхность почвы полностью увлажнилась через 10-12 часов с начала подачи воды, а на контроле даже к концу полива она увлажнилась лишь частично. При этом во всех вариантах опыта потери поливнои воды на сброс уменьшились на 50 %. Все это привело к тому, что увеличи-
лась влажность слоя почвы 0-100 см во всех вариантах опыта и более равномерно увлажнился весь почвенныи профиль склона.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Установлена закономерность изменения под влиянием искусственного структурообразователя иономера «ВО» основных своиств и режимов влажности орошаемых серо-коричневых почв, определяющих их производительную способность и сопротивляемость эрозии. Дана агрономическая оценка своиств почв, возникающих при переходе их поверхностного слоя из микро- в макроструктурное состояние.
Показано, что структурныи состав поверхностного слоя дна поливных борозд при смачивании раствором иономера «ВО» улучшается, вследствие этого резко повышается сопротивляемость почвы эрозии. Таким образом, применением искусственных структу-рообразователеи типа иономер «ВО» можно повысить сопротивление орошаемых серо-коричневых почв ирригационному смыву. Это открывает новые пути борьбы с ирригационнои эрозиеи почв, сохранения их от смыва и повышения урожаиности сельскохозяи-ственных культур.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Бабаев М.П., Гурбанов Э.А. Противоэрозионная стоикость орошаемых почв Азербаиджанскои Республики // Почвоведение. - 2010. - №12. - С. 1501.
2 Гурбанов Э.А. Деградации почв в результате эрозии при поливе по бороздам // Почвоведение. - 2010. - №11. - С. 1494-1500.
3 Гурбанов Э.А. Эрозионная трансформация орошаемых серо-коричневых почв сухих субтропических степеи Азербаиджанскои Республики // Сибирскии вестник сельскохозяиственнои науки. - 2017. - №3, Т. 47. - С. 89-94.
4 Комплекс мероприятии, направленных на сохранение и восстановление почвенного плодородия при циклическом орошении сельскохозяиственных культур в Волгоградскои области / Щедрин В.Н. и др. - Новочеркасск: РосНИИПМ, 2015. - 76 с.
5 Базаров О.А., Григорьев В.Я. Основа количественнои оценки противоэрози-оннои стоикости почв Таджикистана при дождевом стоке // Почвоведение. -2004. - №5. - С. 612-622.
6 Васильев С.М., Митяева Л.А. Разработка композиции из влаг сорбентов для защиты почв от процессов ирригационнои эрозии на орошаемых землях ОАО
«Малоорловское» Ростовской области // Известия Нижневолжского агроунивер-ситетского комплекса. - 2011. - №2(22). - С. 24-31.
7 Нозадзе Л.П. К вопросу повышения плодородия почв с помощью мелиорантов - структурообразователеи // Известия Нижневолжского агроуниверси-тетского комплекса - 2014. - №1(33). - С. 96-100.
8 Нозадзе Л.Р. Подбор оптимального состава композиции из структурообразующих материалов для борьбы с ирригационнои эрозиеи // Научныи журнал КубГАУ - 2014. - №97(03). - С. 838-841.
9 Пахомов А.А. Повышение эффективности применения водоудерживающих мелиорантов на основе местного сырья // Известия Оренбургского Государственного Аграрного Университета. - 2016. - №6 (62). - С. 14-15.
10 Намжилов Н.Б., Цыбенов Ю.Б. Влияние полимеров на агрегатныи состав каштановых почв Западного Забаикалья // Почвоведение. - 2004. - №10. - С. 1259 -1263.
11 Паганяс К.П. Оптимизация основных своиств и режимов орошаемых типичных сероземов при искусственном оструктуривании. - Ташкент: Изд-во «Фан», 2015. - 148 с.
12 Рахманов Ш.В., Игамбердиева Д.А., Рахимов УЮ. Пути повышения плодородия эродированных почв в Наманганскои области // Молодои ученыи. - 2017. -№20. -С. 226-228.
13 Мамедов Р.Г. Агрофизические своиства почв Азербаиджанскои ССР. - Баку: Изд-во «Элм», 1989. - 244 с.
14 Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических своиств почв. - М.: Агропромиздат, 1986. - 416 с.
15 Кузнецов М.С. Противоэрозионная стоикость почв. - М.: Изд-во МГУ 1981. - 186 с.
REFERENCES
1 Babayev M.P., Gurbanov E.A. Protivoerozionnaya stoykost oroshayemykh pochv Azerbaydzhanskoy Respubliki // Pochvovedeniye. - 2010. - №12. - S. 1501.
2 Gurbanov E.A. Degradatsii pochv v rezultate erozii pri polive po borozdam // Pochvovedeniye. - 2010. - №11. - S. 1494-1500.
3 Gurbanov E.A. Erozionnaya transformatsiya oroshayemykh sero-korichnevykh pochv sukhikh subtropicheskikh stepey Azerbaydzhanskoy Respubliki // Sibirsky vest-nik selskokhozyaystvennoy nauki. - 2017. - №3, T. 47. - S. 89-94.
4 Kompleks meropriyaty, napravlennykh na sokhraneniye i vosstanovleniye pochvennogo plodorodiya pri tsiklicheskom oroshenii selskokhozyaystvennykh kultur v Volgogradskoy oblasti / Shchedrin V.N. i dr. - Novocherkassk: RosNIIPM, 2015. - 76 s.
5 Bazarov O.A., Grigoryev V.Ya. Osnova kolichestvennoy otsenki protivoerozion-noy stoykosti pochv Tadzhikistana pri dozhdevom stoke // Pochvovedeniye. - 2004. -№5. - S. 612-622.
6 Vasilyev S.M., Mityaeva L.A. Razrabotka kompozitsii iz vlag sorbentov dlya zash-chity pochv ot protsessov irrigatsionnoy erozii na oroshayemykh zemlyakh OAO «Maloorlovskoye» Rostovskoy oblasti // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversi-tetskogo kompleksa. - 2011. - №2(22). - S. 24-31.
7 Nozadze L.P. K voprosu povysheniya plodorodiya pochv s pomoshchyu melio-rantov - strukturoobrazovateley // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa - 2014. - №1(33). - S. 96-100.
8 Nozadze L.R. Podbor optimalnogo sostava kompozitsii iz strukturoobrazuyush-chikh materialov dlya borby s irrigatsionnoy eroziyey // Nauchny zhurnal KubGAU. -
2014. - №97(03). - S. 838-841.
9 Pakhomov A.A. Povysheniye effektivnosti primeneniya vodouderzhivayush-chikh meliorantov na osnove mestnogo syrya // Izvestiya Orenburgskogo Gosudarstven-nogo Agrarnogo Universiteta. - 2016. - №6 (62). - S. 14-15.
10 Namzhilov N.B., Tsybenov Yu.B. Vliyaniye polimerov na agregatny sostav kashtanovykh pochv Zapadnogo Zabaykalya // Pochvovedeniye. - 2004. - №10. - S. 1259-1263.
11 Paganyas K.P. Optimizatsiya osnovnykh svoystv i rezhimov oroshayemykh tipichnykh serozemov pri iskusstvennom ostrukturivanii. - Tashkent: Izd-vo «Fan»,
2015. - 148 s.
12 Rakhmanov Sh.V., Igamberdiyeva D.A., Rakhimov U.Yu. Puti povysheniya plodorodiya erodirovannykh pochv v Namanganskoy oblasti // Molodoy ucheny. - 2017. - №20. -S. 226-228.
13 Mamedov R.G. Agrofizicheskiye svoystva pochv Azerbaydzhanskoy SSR. - Baku: Izd-vo «Elm», 1989. - 244 s.
14 Vadyunina A.F., Korchagina Z.A. Metody issledovaniya fizicheskikh svoystv pochv. - M.: Agropromizdat, 1986. - 416 s.
15 Kuznetsov M.S. Protivoerozionnaya stoykost pochv - M.: Izd-vo MGU, 1981. - 186 s.
TYfflH З.Р. Гурбанова1
ЖАСАНДЫ К^РЫЛЫМ TY3YM «ВО» ИОНОМЕР1НЩ ЭРОЗИЯFА ¥ШЫРАFАН СУАРМАЛЫ С¥Р-КОН,ЫР ТОПЫРАК КДБАТЫНЫН, Т¥РАКТЫЛЬ№ЫНА ЭСЕР1 Эзiрбайжан Мемлекеттк Мунай жэне внеркэст Университету химия-технология факультетi, 1010 Баку, Азадлыг дацгылы 20, Азiрбайжан, e-mail:
[email protected] Эрозияга ;арсы тeзiмдiлiri темен суармалы сур-;оцыр топырак;тар «ВО» иономершщ ертндшмен ецдегеннен кеИiн жогары эрозияга ;арсы тура;тылы;;а ие болатыны белгiлендi. Суару алдында «ВО» иономершщ ерiтiндiсiмен арьщтьщ тYбiн ылгалдандыру топырактыц ирригациялы; шаю нэтижесiн кYрт тeмендетедi, топыра;тыц су-физикалы; ;асиеттерь ылгалдылык; режимi жэне дэндi да;ылдарды к;оректендiру жагдайы жа;сарады. «ВО» иономершщ эсерi нэтижесiнде курылымныц агыныныц булыцгыр болуы темендеп суару агыныныц шайылуга тура;тылыгы жэне тасымалдау ;абыет кYрт артты. Эрозияга ;арсы суару эдктерш ;олданган кезде, топыра;ты шаиылудан са;тап ;алу нэтижесiнде ауыл шаруашылы; да;ылдарыныц eнiмдiлiгi жогарылап, барлы; ;осымша шыгындар eтеледi жэне таза паида eседi.
ТYйiндi свздер: суару, сур-;оцыр топыра;, жасанды курылым тYзушi, «ВО» иономер^ суару кезiндегi шаиылу, эрозияга ;арсы тeзiмдiлiк.
SUMMARY Z.R. Gurbanova1
IMPACT OF ARTIFICIAL STRUCTURE FORMATOR OF IONOMER BO ON THE DUSABILITY OF IRRIGATED GREY-BROWN SOIL TO THE EROSION 1Azerbaijan State Oil and Industrial University, Chemical and technological faculty,
1010 Baku, 20, Azadlig st., Azerbaijan, e-mail: [email protected] It has been determined that irrigated grey-brown soils have low anti-erosion durability. These soils after treatment with ionomer BO gains high anti erosion durability. The results of the determination testify that washing up speed increases with 0,045 m/sec. on the control till
0,081 m/sec at the dose 20,0 % of concentration with BO ionomer solutions. Irrigational washing up of the soil sharply decreases. Its water- physical properties improve, soil wetting regime and conditions of the agricultural cultivations feeding get better. As a result, ionomer use durability, of the structure to washing impact of water jet and flow transporting ability sharply increases what brings to the reduce of flow turbidity. While using anti-erosion watering technics as a result of keeping the soil from washing away and increase of agricultural crops all additional expenses are compensated and pure output is gained.
Key words: irrigation, grey-brown soils, artificial structure formation, BO ionomer, structure of the soil, irrigational washing up, anti- erosion durability.
