Курсовая работа: Агроэкологическая характеристика, рекомендации по использованию и повышению плодородия солонца лугово-черноземного содового солончакового карбонатного мелкого средненатриевого столбчатого тяжелосуглинистого

По приведенным данным таблицы 7 выявилось несоответствие сумм катионов и анионов в водной вытяжке во всех почвенных горизонтах. Следовательно, для проведения дальнейших расчетов по засоленности почвы, приведу балансировку суммарного количества катионов и анионов каждого горизонта (таблица 8).

Таблица 8 - Уравновешенный количественный состав катионов и анионов и их суммы в водной вытяжке солонца лугово-черноземного содового солончакового карбонатного мелкого средненатриевого столбчатого тяжелосуглинистого

3.7.2 Определение типа засоления почвы

Тип засоления определяется по данным анализов водных вытяжек и основывается главным образом на соотношении анионов (таблица 9). В наименовании типа заселения встречаются те анионы, содержание которых превышает 20% суммы анионов. Анионы карбонатов CO₃^2- в расчете типа засоления не учитываются [6, с 305].

Таблица 9 - Определение типа засоления почвы по процентному содержанию анионов в водной вытяжке

Выявлено неравномерное распределение типа засоления почвенного профиля: верхний горизонт А₁ имеет повышенное содержание общих карбонатов HCO₃^2- в водной вытяжке. Следовательно, тип засоления почвы по первому засоленному минеральному горизонту - содовый. В горизонтах B₁, B₂ и В₃ обнаружено большое содержание гидрокарбонат и сульфат анионов, но тип засоления этих горизонтов изменяется в порядке преобладания сначала сульфат анионов, затем карбонатов и снова сульфатов соответственно. Последующие горизонты нижнего профиля характеризуются накоплением большого количества хлор анионов и сульфат анионов, тип засоления хлоридно-сульфатный.

3.7.3 Определение степени засоления почвы

Отрицательное воздействие на рост и развитие растений оказывает не только качественный, но и количественный состав солей. К солям, вредным для растений, относят только легкорастворимые соли, поэтому степень засоления оценивают по их содержанию. Одно и то же количество легкорастворимых солей в зависимости от их состава может свидетельствовать о разной степени засоления почв, что обусловлено их неравноценной токсичностью для растений. Поэтому степень засоления почв устанавливается по величине суммарного эффекта и содержанию ионов, определяющих тип засоления (таблица 10) [7, с 101].

Таблица 10 - Оценка степени засоленности почвы по содержанию токсичности солей (по Н.И. Базилевичу и Е.И. Панковой)

Так как соли обладают разной степенью токсичности, то «суммарный эффект» анионов выражают в эквивалентах хлора Cl^-.

Суммарный эффект токсичных анионов представлен в виде формулы:

СЭ = ;

Расчет суммарного эффекта токсичности приведен для каждого горизонта:

СЭ _0-12 = 0,6/0,1 + 0,7/3 + 0,1 + 0,2/6 = 6 + 0,23 + 0,1 + 0,03 = 6,36

CЭ _12-22 = 0,69/3 + 0,12 + 1,29/6 = 0,23 + 0,12 + 0,215 = 0,565

СЭ _22-50 = 0,9/3 + 0,55 + 1,14/6 = 0,3 + 0,55 + 0,19 = 1,04

СЭ _50-78 = 0,06/0,1 + 1,5/3 + 1,52 + 4,06/6 = 0,6 + 0,5 + 1,52 + 0,67 = 3,29

СЭ _785-165 = 0,02/0,1 + 0,77/3 + 3,61 + 8,6/6 = 0,2 + 0,26 + 3,61 + 1,43 = 5,5

СЭ _165-250 = 0,02/0,1 + 0,87/3 + 2,59 + 6,24/6 = 0,2 + 0,29 + 2,59 + 1,04 = 4,12

Зная числовые значения суммарного эффекта для каждого горизонта, можно определить степень засоления по таблице классификации почв с учетом ”суммарного эффекта” токсичных ионов по Н.И. Базилевичу и Е.И. Панковой. Результаты степени засоления также приведены в таблице 11.

На основе полученных данных можно сделать вывод о том, что степень засоления профиля распределена неравномерно; максимальное числовое значение степени засоленности наблюдается в горизонте А₁ за счет наличия в водной вытяжке большой концентрации карбонат анионов (0,6 мг*экв) по сравнению с другими горизонтами почвенного профиля, следовательно, можно сделать вывод о том, что степень засоления почвы наблюдается с поверхности. Начиная с солонцового горизонта наблюдается постепенное увеличение количества токсичных солей и, как следствие, усиление степени засоления горизонтов от слабозасоленного до сильнозасоленного в нижнем профиле. Ни один горизонт не превысил порог токсичности (0,7 мг*экв). Из общего числа токсичных анионов во всем профиле суммарно преобладают сульфаты.

3.7.4 Определение направленности эволюции развития засоления в почве по графику распределения водорастворимых солей

Чтобы понять текущий процесс развития засоленной почвы относительно стадии накопления солей, цифровые материалы по количеству катионов и анионов водной вытяжки целесообразно представить в виде графика распределения солей по профилю почвы (Приложение Д).

На основе данных приложения Д можно сделать вывод о преимущественно призматической форме направления эволюции: в текущем профиле соли распределены относительно равномерно и увеличиваются с глубиной. Данная форма говорит о стадии интенсивного засоления почвенного профиля.

3.7.5 Итоги результатов анализа водной вытяжки почвы

На основе вышеизложенных данных можно заключить итоговое заключение по анализу водной вытяжки: закономерность типа и степени засоления профиля неравномерная; её нарушению способствовала высокая концентрация карбонат ионов, занимающая весомую долю в водной вытяжке легкорастворимых солей в верхнем минеральном горизонте А₁. В последующих нижележащих горизонтах карбонаты либо не обнаружены по результатам данных приложения Б, либо имеют очень низкую концентрацию (до 0,1 мгЧэкв/%), из-за чего степень засоления в остальных горизонтах имеет типичную для солонцов закономерность от слабозасоленного в горизонте В₁ до сильнозасоленного в почвообразующей породе с преобладанием хлор и сульфат анионов. Присутствие большого количества растворимых солей в нижних горизонтах профиля объясняется наличием засоленных почвообразующих пород на территории Исилькульского района и близким залеганием минерализованных грунтовых вод к горизонтам. Наличие нетипичной для исследуемой почвы концентрации высокотоксичного карбонат аниона в верхнем горизонте возможно объяснить следующим образом:

В результате неграмотного внесения на немелиорированные участки земли органических удобрений возможно неполное улетучивание карбонат аниона в виде CO₂, и анион частично взаимодействует с присутствующими компонентами ППК почвы верхних горизонтов. В результате периодического поднятия уровня грунтовых минерализованных вод сохранившиеся карбонат ионы переходят в почвенный раствор в виде растворимых соединений и переносятся в результате геохимических потоков или потоков талых вод на пониженные участки территорий, в которых по региональным особенностям территории преобладает процесс солонцевания или заболачивания. Осевшие на поверхность пахотного слоя соли вступают во взаимодействие с катионами натрия и образуют соду, которая в последствии аккумулируется на поверхности и частично промачивается вглубь почвы до уровня подсолонцового горизонта, образуя при этом характерный сульфатно-содовый и содово-сульфатный типы засоления. Для улучшения качества исследуемой почвы рекомендуется внесение нормированной дозы гипса.

Присутствие в водной вытяжке большого количества катионов Na⁺ образует преимущественно легкорастворимые соли в почвенном растворе: Na₂SO₄, Na₂CO₃, NaCl, NaHCO₃, все они являются токсичными для растений. Из солей с катионом Mg²⁺ труднорастворимым является карбонат магния MgCO₃, однако в случае насыщения почвенного раствора диоксидом углерода данный вид соединения переходит в гидрокарбонатную растворимую форму Mg(HCO₃)₂. Присутствующее в вытяжке незначительное количество катионов Ca²⁺ способствует образованию с остаточными анионами карбонатов и гидрокарбонатов труднорастворимую форму кальция CaCO₃ и Ca(HCO₃)₂ соответственно, но их качественное соотношение зависит от преобладания в вытяжке того или иного аниона.

4. Агропроизводственная оценка, рекомендации по использованию и повышению плодородия почвы

Для определения агропроизводственной оценки рассматривают балл бонитировки. Бонитировка представляет собой оценку качества потенциального плодородия, с помощью которой определяют экономическую целесообразность использования земли в сельском хозяйстве. Баллы бонитировки рассчитываются по отношению к почве-эталону климатического района: для Омской области эталоном принят чернозем обыкновенный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый. Для расчета совокупного балла бонитировки почвы используют три основных показателя: мощность гумусового горизонта, содержание гумуса в верхнем горизонте и содержание физической глины. Таким образом, совокупный балл бонитета для исследуемого солонца имеет вид:

Б_ср = =

Так как с урожайностью почвы наиболее тесно связана реакция среды, для корректного оценивания необходимо внести поправочный коэффициент на рН [2, с 71]. Итого, совокупный балл бонитета с учетом коэффициента на рН равен 47,72. Помимо четырех основных показателей на балл бонитета влияют такие неблагоприятные свойства, как оглеенность, солонцеватось и кабронатность. Наличие данных факторов существенно снижают оценку качества плодородия.

Согласно шкале оценки качества почв по Н.Л. Благовидову солонец черноземно-луговой содовый солончаковый карбонатный мелкий средненатриевый столбчатый тяжелосуглинистый относится к V классу и входит в категорию средних по качеству почв без учета негативных свойств [2, с 74].

На основании данных научного журнала Земледелие ставится заключение почвенного индекса солонцов с самым низким показателем плодородия из всех районных почв лесостепной зоны [13].

Полноценное использование данной почвы в сельском хозяйстве разрешено только после проведения индивидуальных мелиоративных и агротехнических мероприятий.

Основными лимитирующими факторами возделывания растений для данной исследуемой почвы являются:

1. Повышенное содержание обменного Na⁺ в ППК в солонцовом горизонте;

2. Большое количество Na⁺ в ППК и высокая щелочность (рН = 8.1 в гор. А₁) из-за наличия водорастворимой соды;

3. Неудовлетворительные водно-физические свойства: в сухом состоянии очень плотные и твердые, во влажном - вязкие, липкие. Водопроницаемость низкая; количество влаги, недоступной растениям, высокое.

4. Высокая концентрация карбонат ионов в горизонте А₁ по результатам анализа водной вытяжки (CO₃^2- = 0,7 мгЧэкв), что обуславливает высокую степень токсичности для множества сельскохозяйственных культур.

5. Малая мощность гумусового горизонта А₁ (10 см), что является недостаточной глубиной для полноценного развития корневых систем ряда полевых сельхозкультур.

Согласно данным почвенной карты Омской области, п. Боевой располагается на территории лугово-черноземных почв в комплексе с солонцами лугово-черноземными мелкими от 10 до 25%. При больших площадях распространения засоленности в экономических целях данный тип почвы вносят в группировку сенокосов и пастбищ среднего качества [11].

Поскольку солонцы вовлекаются в общую площадь обработки полей, для устранения негативных факторов засоленных почв рекомендовано проведение локальных агротехнических и мелиоративных процедур.