Проблемой повышения плодородия солонцовых почв в Западной Сибири занимались многие исследователи. Учитывая генетические особенности солонцов в этом регионе необходимо постоянно совершенствовать приемы улучшения физических и химических свойств этим почв. Огромный вклад в изучение почв солонцового комплекса внесли [1-6].
Объекты и методы
Для исследований были взяты образцы почвы нейтральных солонцов и изучена их фильтрационная способность при внесении различных доз каогулянтов-мелиорантов.
В задачу исследований входило: определить эффективность фильтрации влаги и содержащих солей; выявление наиболее эффективного мелиоранта для улучшения водно-физических свойств солонцов при оптимальной дозе.
Для проведения исследований были взяты следующие мелиоранты-каогулянты:
-
фосфогипс (отход производства меди),
-
алюминий сернокислый (Al2(SO4)3∙18H2О),
-
сернокислое железо (FeSO4∙7H2О),
-
хлористый кальций (CaCl2),
-
кальций сернокислый (CaSO4∙2H2О).
За контрольный вариант был взят образец почвы (солонец) без добавления мелиоранта.
Результаты
Результаты лабораторных исследований свидетельствуют о том, что солонцы в естественном состоянии (без добавления каогулянта-мелиоранта) обладают практически абсолютной водонепроницаемостью. Для улучшения водно-физических свойств солонцов необходимо внесение оптимальных доз мелиорантов. Нами в лабораторных условиях испытывались семь видов каогулянтов-мелиорантов и десять доз внесения (таблица 1).
Результаты исследований показали, что действия мелиорантов на водно-физические свойства (фильтрационную способность) было неодинаковым.
Таблица 1
Виды вносимых мелиорантов и дозы
|
Название мелиоранта |
Дозы мелиоранта г/на 40 г почвы |
|||||||||
|
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
|
|
1. Фосфогипс |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
2. Карналлитовый шлак |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
3. Сернокислый алюминий |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
4. Сернокислый кальций |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
5. Сернокислое железо |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
6. Хлористый кальций |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
7. Известь негашенная |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Применение в качестве мелиоранта-каогулянта отзода промышленности – фосфогипса повышает фильтрационную способность солонца при дозе 1,0 г на 40 г почвы. При дальнейшем увеличении дозы фильтрационная способность снижается, что отображено на рисунке 1.
Рис. 1. Влияние дозы фосфогипса на фильтрационную способность солонцовыовых почв
При использовании фосфогипса для улучшения солонцов решается два вопроса – это улучшение водно-физических свойств и утилизация самого фосфогипса, как отхода производства. С этой точки зрения фосфогипс является наиболее перспективным приемом по сравнению с другими мелиорантами.
Использование сернокислого алюминия (Al2(SO4)3∙18H2О) в качестве мелиоранта показало, что наибольшее значение фильтрационной способности отмечается при дозе 0,3 г на 40 г солонцовой почвы, количество фильтра при этом составило 80 мг/ в сутки.
По данным по степени возрастания каогулирующей способности катионы располагаются в следующем порядке: Na+, NH4+, K+, H+, Mg2+, Ca2+, Al3+, Fe3+. Данная зависимость была отмечена и в наших исследованиях, т.е. действие сернокислого железа на фильтрационную способность солонцов было более эффективным по сравнению с сернокислым алюминием. Действие сернокислого алюминия на фильтрационную способность показано на рисунке 2.
Рис.2. Влияние дозы алюминия сернокислого на фильтрационную способность солонцовых почв
По своему влиянию на фильтрационную способность действие гипса занимало промежуточное положение между FeSO4 и Al2(SO4)3 , что указывает на целесообразность использования природного гипса в качестве мелиоранта. Большим недостатком использования природного гипса в качестве мелиоранта, является его высокая гигроскопичность, что требует дополнительных затрат на хранение и транспортировку.
Нашими исследованиями установлено, что оптимальной дозой является 0,2 г на 40 г солонцовой почвы, количество фильтрата составило 90 мл/в сутки (рисунок 3).
Рис.3. Влияние дозы кальция сернокислого на фильтрационную способность солонцовых почв
Внесение сернокислого железа даже в малых дозах способствует улучшению фильтрационной способности солонцов. Максимум фильтрации проявляется при внесении активного натрия железом из поглощающего комплекса, который является основной причиной высокой гигроскопичности солонцов (удерживает влагу). Изменение качественного состава почвенно-поглащающего комплекса (ППК) приводит к изменению количественного показателя, который выражается в изменении интенсивности фильтрационного процесса. При внесении сернокислого железа нами установлено, что оптимальной дозой, которая увеличивает фильтрационную способность, является 0,3 г мелиоранта-каогулянта, при этом количество фильтрата составило 80 мл/в сутки.
По рисунку 4 видно, что дальнейшее увеличение дозы приводит к снижению фильтрационной способности солонцов.
Рис. 4.- Влияние дозы кальция сернокислого на фильтрационную способность солонцовых почв
Действие хлористого кальция на фильтрационную способность не уступает гипсу и фосфогипсу, использование данного вида мелиоранта может рассматриваться при наличии его в природных запасах региона. В наших исследованиях установлено, что хлористый кальций эффективен при дозе каогулянта 0,3 г при количестве филтрата составляло 84 мл/ в сутки.
Аналогичная закономерность мелиоративного эффекта CaCl2 отмечается в методических рекомендациях по мелиорации и учету засоленных почв (1970).
Влияние доз хлористого кальция на фильтрационную способность нейтральных солонцов изображено на рисунке 5.
Рис. 5. Влияние доз хлористого кальция на фильтрационную способность солонцов
Выводы
При изучении различных видов мелиорантов-каогулянтов и различных доз на солонцах нейтрального типа засоления в лабораторных исследованиях установлено, что их действие на фильтрационную способность изучаемых солонцов было неоднозначным. Нами установлено, что максимальная фильтрация на солонцах нейтрального типа происходит при внесении гипса в дозе 0,2 г на 40 г солонца количество фильтрата составило 90 мл/в сутки, но в то же время большим недостатком этого мелиоранта является его высокая гигроскопичность, что требует дополнительных затрат на его хранение.
Максимальная фильтрационная способность при внесении в дозе 1,0 г на 40 г почвы. Положительным свойством данного мелиоранта то, что он не слеживается при хранении и является отходом производства меди. При использовании фосфогипса в качестве мелиоранта решается две задачи – это улучшение видно-физических свойств солонцов и утилизация непосредственно самого фосфогипса как отходы производства.
Рецензенты:
Сапега В.А., д.с.-х.н., профессор кафедры техносферной безопасности ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет», г. Тюмень;
Белкина Р.И., д.с.-х.н., профессор кафедры технологии производств, хранения и переработки продукции растениеводства, ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный аграрный университет Северного Зауралья», г. Тюмень.