Содержание к диссертации
I. Введение
II. Обзор литературы
2.1. Почвы Ирана и их свойства
2.2. Способы орошения.
Особенности орошения в ИрАНЕ
Цель и задачи исследования
Объекты исследования
V. Методика исследования
VI. Экспериментальная часть
А. Свойства почв и их значение при
проектировании орошения 6.А.1. Физико-химические и агрохимические свойства
исследуемых почв и их оценка для целей орошения 6.А.2. Цвет почв и его мелиоративная оценка
методом компьютерной диагностики б.А.З. Содержание в почве положительно и
отрицательно заряженных соединений ионов и их значение при проектировании орошения почв 6.А.4. Окислительно-восстановительные свойства
изучаемых почв, как критерий возможности их орошения б.А.З. Электропроводность исследуемых почв и
содержание в них водорастворимых солей, как
критерий норм и способов промывки почв, их орошения 6.А.6. Некоторые особенности ионного обмена в
исследуемых почвах и их мелиоративная оценка 6.А.7. Тепловые эффекты взаимодействия почв
с оросительными водами различного
химического состава и их мелиоративная оценка 6.А.8. Структура почв, как показатель,
корректирующий оросительные мелиорации 144
6.А.9. Водные свойства исследуемых почв,
как показатель, корректирующий
оросительные мелиорации 152
6.Б. Математические модели проектирования
промывки и орошения исследуемых почв Ирана 162
6.В. Электромслиорация почв 197
6.Г. Мелиорация поливных вод 202
6.Д. Группировка почв Ирана для целей орошения 209
Выводы 224
Список использованной литературы 227
Введение к работе
Необходимость и целесообразность орошения обусловлена недостатком воды для растений в течение всего года или вегетационного периода, недостатком воды в отдельные декады вегетационного периода, недостатком воды для получения более высоких урожаев, необходимостью добавочного количества воды для промывки почв от солей, оптимизацией плодородия почв.
Орошаемые земли составляют 14,3% общей площади пашни планеты, но
на них получают более 40% всей сельскохозяйственной продукции. В то же
^ время, в среднем, КПД оросительных систем во всем мире составляет всего
37%. Ежегодно из-за засоления на планете выпадает из оборота более 300 тыс. га орошаемых земель, а общая площадь засоленных и ставших бесплодными земель достигает 25 млн. га.
В связи с небольшим количеством выпадающих осадков значительные
площади орошаемых земель имеются и в Иране. При этом северная часть
страны лучше увлажнена и имеет большой запас пригодных для орошения вод.
Однако, эффективность оросительных мероприятий также не достигает же-
лаемых величии.
Для повышения эффективности орошения почв необходим комплексный прогноз изменения компонентов экологической системы при орошении и комплексное воздействие на систему почва-растение. В то же время, решение этих задач невозможно без расчета процессов, протекающих в почвах при их орошении.
Целью исследования являлось выяснение мелиоративных особенностей
орошаемых почв Северного Ирана на примере светло-каштановых, серо-бурых
Ш и серо-бурых засоленных почв; обоснование необходимости использования в
мелиоративных расчетах более углубленной оценки физико-химических свойств почв, протекающих процессов и режимов. В задачи исследования входили:
Оценка изменения при орошении и затоплении почв их окислительно-восстановительного состояния и свойств почв, с ним взаимосвязанных
Оценка изменения состава равновесных растворов при взаимодействии исследуемых почв с водами Ирана разной степени минерализации и солевыми растворами
Оценка структуры исследуемых почв и ее водопрочности, химического состава структурных отдельностей различного размера
Разработка алгоритмов уточнения некоторых мелиоративных расчетов с учетом содержания в почве и в поливных водах положительно и отрицательно заряженных соединений катионов, констант равновесия в системе почва-раствор, структуры почв, изменения этих показателей от степени минерализации вод, температуры, развития анаэробиозиса
В работе предложены: 1) новые методики исследования; 2) модификации методов расчета мелиоративных параметров почв; 3) получены новые экспериментальные данные по малоизученному региону; 4) установлены некоторые общие закономерности ионного обмена в засоленных почвах.
В работе предлагаются следующие модификации методов расчета
мелиоративных параметров почв
Уточнение расчета коэффициента фильтрации не только с учетом эффективного диаметра почвенных частиц по данным гранулометрического состава, но и с учетом эффективного диаметра частиц по данным структурного анализа, т.к. в естественных почвах механические элементы связаны в микро и макроагрегаты, и водопроницаемость определяется их соотношением
Уточнение расчета коэффициента фильтрации с учетом угла наклона кумулятивных кривых гранулометрического состава и структурного состояния (на разных отрезках кумулятивных кривых). Уточнение расчета изменения состава поглощенных катионов ППК при взаимодействии с поливными водами с учетом доли положительно и отрицательно заряженных соединений ионов в почве и в растворе.
В работе получены новые оригинальные материалы по мелиоративной характеристике почв малоизученного региона с использованием современных методов инфракрасной спектроскопии, дериватографии, химической автографии на основе электролиза. Получены новые материалы по константам равновесия взаимодействия исследуемых почв с поливными водами разного состава. Установлены особенности химического состава и цвета структурных отдель-ностей почв разного размера.
В работе показано, что с увеличением разбавления почв в ППК (почвенный поглощающий комплекс) из поливных вод легче входят многовалентные катионы, по сравнению с одновалентными (Mg, Са > Na, К), а среди равиова-лентньгх - ионы с меньшей энергией гидратации Са > Mg; К > Na.
На основании литературных данных и полученного экспериментального материала мы считаем возможным предложить следующую концепцию орошения почв Ирана.
Следует обеспечивать водой не почву, а растение, учитывая при этом изменения свойств почв.
Предпочтительны малые дозы и нормы полива в соответствии с экологическими требованиями культур в течение вегетации и изменяющимися погодными условиями.
При промывках происходит вовлечение в круговорот более глубоких к более засоленных слоев почво-грунта с иным химическим составом солей. Это в конечном слое увеличивает засоленность верхней толщи. Предпочтительнее промывка на небольшую глубину с использованием дренажа или прерыванием капиллярного поднятия за счет создания в профиле почв прослоек с большим размером капилляров.
Необходима совместная оценка токсичности засоления и осолонцева-ния почв и засоления поливных вод с учетом их взаимодействия, а не отдельная оценка токсичности почв и вод.
Градации плодородия орошаемых почв отличаются от градации плодородия почв для богарных условий и зависят от емкости поглощения почв, рН, степени гумусированности, гранулометрического состава, минералогического состава, гидротермических условий, степени увлажнения, химического состава вод, ввіращиваемвіх культур, уровня интенсификации производства, способа орошения.
Градации и предельно допустимые концентрации содержания токсикантов, предельно допустимые уровни неблагоприятных свойств орошаемых почв отличаются от аналогичных градаций неорошаемых почв. Они отличаются в зависимости от емкости поглощения почв, степени гумусированности, рН, минералогического состава, гидротермических условий, плодородия почв, гранулометрического состава, степени увлажнения, химического состава вод, выращиваемых культур, уровня интенсификации производства, способа орошения.
Для получения высоких урожаев необходима постоянная корректировка степени увлажнения и питательного режима в течение вегетации.
Для повышения экономической эффективности и обеспечения экологической безопасности орошения необходим расчет взаимодействия почв с поливными водами с учетом совокупности свойств почв, протекающих почвенных режимов и процессов.
Для повышения эффективности орошения необходимо сочетание мелиорации почв и поливных вод.
1.0. Мелиорация почв включает гипсование, применение минеральных удобрений, применение органических удобрений (в том числе локально), рыхление, оструктуривание, фитомелиорацию, электромелиорацию, промывку почв от солей, орошение, создание в почве прослоек для перехвата солей, поднимающихся с капиллярной каймой, проведение агротехнических приемов, направленных на закрытие почвенной влаги, приемов, обеспечивающих подтягивание влаги к корнеобитаемой зоне.
П. Мелиорация поливных вод включает увеличение доли Са в поливных водах, очистку вод сорбентами, обогащение вод микроэлементами катионов за счет их анодного растворения в поливных водах с добавлением водорастворимого органического вещества, обогащение вод стимуляторами, удобрениями, селективное изменение катионного и анионного состава вод, острук-туривание вод и их магнитную обработку, увеличение миогокомпонентности химического состава вод.
Работа выполнена на кафедре почвоведения РГАУ - МСХА им. К.А.Тимирязева, и автор выражает искреннюю благодарность своим научным руководителям чл.корр. РАСХН Дубенку Н,Н. и профессору Савичу В.И. В выполнении отдельных разделов работы существенную помощь оказывали ш-шенер Байкалова Ю.С., доцент Кончиц В.А., аспирант Егоров Д.Н., которым ~втор также выражает свою признательность.
