Физическое моделирование процесса коркообразования почв

• Автор: Данилова, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 160 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава Е ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Коркообразование на поверхности почвы
1.2 Химизм процесса коркообразования
1.3 Почвенные растворы
1.4 Географическое распространение засоленных почв Глава 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Физические представления о процессе коркообразования
2.2. Устройство для ускоренного коркообразования
2.3. Методика проведения опытов по коркообразованию
2.3.1 определение геометрических и физических свойств корки
2.3.2 методика определения химического состава и описание баланса
2.3.3 методика проведения собственно эксперимента
2.4. Описание объекта исследования
2.5. Метеоусловия
2.6. Описание почвенных образцов
2.7. Химический состав почвенных растворов Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Глава 4. АНАЛИЗ И ИНТЕРПРЕТАЦРІЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ЗАКЛЮЧЕНИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Засоление и осолонцевание - важные факторы, действующие в биосфере: они ограничивают плодородие почв, препятствуют их использованию и интенсификации сельского хозяйства. Для многих стран в аридных и семиаридных регионах мира засоленные почвы являются источником серьезных проблем, касающихся не только окружающей среды, но и национальной экономики.
Накопление солей в почвенном профиле происходит с различной интенсивностью. Во многих случаях процессы засоления настолько интенсивны, что формируют на поверхности более или менее толстую солевую корку. Почвенная солевая корка образуется при усадке и высыхании преимущественно бесструктурных заплывающих почв (сероземы, подзолистые, засоленные). Часто корка возникает и в результате воздействия на почву атмосферных осадков, разрушения почвенной структуры машинами и орудиями, а также после оттаивания промерзшей за зиму почвы. По капиллярам почвенной корки при определенных атмосферных условиях усиливается испарение влаги из пахотного горизонта, может затрудняться проникновение в почву выпадающих осадков, ухудшается газообмен между почвой и атмосферой. Эти факторы приводят к подавлению деятельности почвенной биоты и могут способствовать накоплению вредных для растений восстановленных продуктов (сероводород, метан и др.). Корка, образовавшаяся после сева, резко снижает нолевую всхожесть семян, затрудняет рост растений, ведет к снижению, а иногда к гибели урожая.
Агротехнические приемы обработки почвы позволяют предупредить образование почвенной корки. Например, проводят боронование физически спелой почвы или ее мульчирование. Корку на зяби и дарах разрушают тяжелыми боронами, а после влагозарядковых поливов, кроме боронования, иногда прибегают к культивации. Почвенную корку на посевах до появления всходов разрушают легкими боронами или ротационными мотыгами; на

посевах пропашных культур - междурядной обработкой. Дополнительные агроприемы приводят к излишним затратам энергии и снижают экономические показатели. Видимо целесообразно применять и специализированные рабочие органы таких почвообрабатывающих машин, которые перенастраиваются на конкретные физические характеристики почв и почвенных корок. Внесение органических удобрений, сидерация, химическая мелиорация, культура многолетних трав и другие мероприятия, способствующие улучшению физикохимических свойств почвы, предотвращают образование почвенной корки.
Изучение засоления и осолонцевания почв имеет давние традиции в почвоведении. Даже до того, как почвоведение превратилось в самостоятельную отрасль знаний, в различных странах, где развивалось засоление, проводились широкие теоретические и практические исследования по описанию, изучению и мелиорации дочв с низким плодородием. Очевидно, что все эти исследования базировались на научном и технологическом уровне соответствующего периода истории. Изучение и мелиорация подверженных засолению почв развивались параллельно с развитием фундаментальных и прикладных наук.
Потребность в количественном описании почвообразовательных процессов возникла во многих областях почвоведения. Однако точное количественное описание почвообразовательных процессов затруднено не только из-за сложности системы, которой является почва, но и из-за трудности проведения необходимых достаточно точных измерений отдельных свойств почв, скоростей протекания процессов и т. д. Кроме того, трудно отобрать наиболее существенные параметры, которые должны быть измерены для того, чтобы охарактеризовать доминирующие процессы.
Упомянутые выше трудности отражены в современной наушной литературе по моделированию почвообразовательных процессов. Большая часть этих публикаций посвящена проблемам засоления и рассоления, орошению, дренажу и смежным вопросам. Вероятно, это объясняется не только огромной теоретической и практической важностью засоления и осолонцевания, но также

Наиболее значительные площади с сульфатным химизмом соленакопления приурочены к азиатской части нашей страны, где сульфатные солончаковатые почвы, солонцы и солончаки, развиваются в условиях сильноминерализованных хлоридно-сульфатных и сульфатно - хлоридных грунтовых вод. Сульфаты поступают в грунтовые воды, почвенные растворы и в почвы с продуктами выветривания, а также при выщелачивании месторождений сернокислых солей из древних гипсоносных кор, распространенных на территории Средней Азии и в пределах Малого Кавказа (гажа).
Согласно концепции Ковды [38], при увеличении минерализации грунтовых вод и почвенных растворов, сульфаты кальция выпадают из жидкой фазы в твердую в форме Са80_1 2НгО (гипс), что в конечном итоге приводит к общему загидсовыванию почв и грунтов. Наряду с гипсом происходит осаждение в твердую фазу СаСОз, что сопровождается образованием в почве известковых плит и конкреций. В условиях близкого залегания сульфатно - натриевых вод формируются сульфатно - натриевые солончаковатые и солончаковые почвы, а также различные (большей частью пухлые) сульфатно - натриевые солончаки. При сульфатно -натриевых аккумуляциях при преобладании в анионном составе Б04 отношение № : (Са+М§) обычно > 1.
Хлоридные солевые аккумуляции приурочены к прибрежной части Прикаспийской низменности, где имело место длительное застаивание минерализованных грунтовых вод, преимущественно хлоридно - натриевых. В солевом поставе почв наблюдается явное преобладание хлористых солей в форме ЫаС1, реже в форме MgCl2, еще реже в форме СаСЬ. Сульфаты присутствуют в небольшом количестве. Отношение (СйБО^ > 2,5. Грунтовые воды сильно минерализованные (10-25-40 г/л и выше) -хлоридного и сульфатно - хлоридного химизма [41].
В.А.Ковда [38], собравший и обобщивший большое количество данных о засолении почв, выделил несколько так называемых провинций соленакопления: