Региональные особенности кинетики набухания солонцов
Автор: Аксенов А.В., Грачев В.А.
Журнал: Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева @byulleten-esoil
Статья в выпуске: 61, 2008 года.
Бесплатный доступ
Короткий адрес: https://sciup.org/14313496
IDR: 14313496
Текст статьи Региональные особенности кинетики набухания солонцов
Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН
Основными критериями диагностики реставрации солонцовых свойств в мелиорированных почвах до настоящего времени служат увеличение содержания обменного натрия в ППК и увеличение плотности мелиорируемого слоя. Однако содержание обменного натрия в ППК может быть связано не только с реставрацией солонцового процесса, но и с развитием вторичного засоления мелиорированных и распаханных солонцов. Увеличение плотности подпахотных горизонтов в значительной мере может быть обусловлено влиянием сельскохозяйственной техники. Поэтому вопрос диагностики осолонцевания распаханных и мелиорированных почв солонцовых комплексов и до настоящего времени остается открытым.
В.А. Грачев и Э.А. Корнблюм (1982) для оценки солонцеватости почв предложили использовать показатель водно-физических свойств почв, тесно связанных с пептизируемостью ила, – показатель набухания растертых уплотненных образцов почв в приборах набухания грунтов (ПНГ-10). Авторами установлено, что солонцеватые и солонцовые горизонты имеют специфическую задержку набухания, отсутствующую в засоленных горизонтах. На кривых набухания отмечаются особые перегибы, горизонтальные или наклонные ступеньки, отражающие временное замедление или остановку набухания, по выраженности которых можно оценить коллоидную солонцеватость. В работе В.А. Грачева (1988) исследована природа обнаруженного явления. Для этого одновременно измеряли кинетику набухания и кинетику водовпитывания. Показано, что на кривой водовпиты-вания ступенек (задержек) нет. На этом основании сделан вывод о том, что задержка набухания обусловлена переупаковкой почвенной массы. Предложенный метод отличается хорошей воспроизводимостью, простотой выполнения. В то же время отмечено отсутствие прямой зависимости между временем задержки набухания и содержанием обменного натрия (Грачев, 1989; Любимова, Грачев, 1994). И это вполне закономерно. Так как показатели набухания тесно связаны с пептизируемостью ила, то вполне очевидно, что свойства, влияющие на пептизируемость, будут влиять и на набухаемость образцов. Из литературных данных известно, что пептизируемость почвенного ила зависит от содержания обменного натрия, степени и химизма засоления, величины рН, содержания ила и его минералогического состава (Bresler, McNeal, Carter, 1982; Abu-Sharrar, Bingham, Rhoades, 1987). На основании данных модельного опыта был получен график зависимости между величиной задержки набухания, со- держанием обменного натрия и электропроводностью почвенных суспензий (Любимова, Грачев, 1994). Максимальные значения задержки набухания отмечены в области высоких значений содержания обменного натрия и низких засоления.
Данные модельных опытов по химической мелиорации солонцов показали, что в мелиорируемых объектах по мере вытеснения обменного натрия из ППК время задержки набухания уменьшается. В полностью мелиорированных солонцовых горизонтах задержки набухания не отмечается. Коэффициент корреляции между содержанием обменного натрия и временем задержки набухания достигал 0,83-0,93 (Любимова, Грачев, 1988).
Предлагаемый способ оценки солонцеватости использовали многие ученые (Сизов, 1983; Абу Вали, 1988; Хитров Н.Б., 1984; 1994; 1995; 2003; Баранова и др., 1992; Грачев, Артемьева, 2000). Материалы, представленные в этих работах, показали, что кривые кинетики набухания разных горизонтов почв солонцовых комплексов отличаются друг от друга.
В работе О.Ю. Барановой, В.А. Грачева, В.А. Исаева (1992) предпринята попытка подойти к использованию ступеньки для количественной оценки содержания обменного натрия в солонцах Каменной степи. Для целинных и мелиорированных солонцов опытного участка раздельно рассчитаны параметры уравнений регрессии вида У = ах + b и коэффициенты корреляции между продолжительностью задержки набухания Ат, ч (У) и содержанием (%) обменного натрия (%). Установлено, что величина задержки набухания солонцовых почв связана с содержанием в них обменного натрия как в целинных, так и в мелиорированных почвах опытных участков. Характер связи аналогичен как для целинных солонцов, так и для почв опытных участков. Но если в образцах мелиорированных почв связь между Ат и количеством обменного натрия характеризуется как тесная (г = 0,83), то в целинных она выражена слабее (г = 0,48). Оба коэффициента корреляции статистически значимы.
Прежде чем использовать особенности кинетики набухания для диагностики осолонцевания распаханных и мелиорированных почв солонцовых комплексов, необходимо иметь сведения о региональных особенностях кривых набухания почв.
Цель исследований - на основании собственных и литературных данных проанализировать разнообразие кривых кинетики набухания в солонцах и солонцеватых почвах лугово-степной, степной и сухостепной зон, имеющих разные содержание обменного натрия, химизм и степень засоления; попытаться определить взаимосвязь между содержанием обменного натрия и временем задержки набухания для выборки, включающей образцы всех почв из разных регионов и отдельно по регионам.
Особенности кинетики набухания изучали на образцах целинных и мелиорированных почв солонцовых комплексов из Новосибирской, Омской обл., Алтайского края1, Волгоградской и Кустанайской обл. (Казахстан). Названия и общая характеристика этих почв представлены в табл. 1-2. В выборку включены солонцы черноземной и каштановой зон с разным содержанием в ППК обменного натрия и степенью засоления. Кинетику набухания определяли с помощью прибора набухания грунтов «ПНГ-10»2. Регистрация кинетики набухания осуществлялась с помощью регистрирующей части метеорологического термографа М-16-А, соединенного с ПНГ-10. При определении кинетики набухания образец почвы, растертый до 1 мм, помещался в металлическое кольцо ПНГ, на сетчатое дно которого предварительно был уложен кружок фильтровальной бумаги. Масса навески образца рассчитывалась по формуле: т(г) = 0,12 d (100+И7,), где: d - плотность твердой фазы (г/см3), Wr - гигроскопическая влажность (%), т - масса навески почвы (г). Образец уплотнялся на масляном прессе до стандартной пористости 52±2%.
На основании полученных данных определена зависимость между продолжительностью задержки набухания и содержанием обменного натрия. Получены регрессионные уравнения, описывающие зависимость между Ат и содержанием обменного натрия. При расчете регрессионных уравнений в выборку включали материалы собственных исследований, а также данные, опубликованные в работе О.Ю. Барановой, В.А. Грачева, В.А. Исаева (1992).
Анализируя данные по кинетике набухания, можно отметить следующие особенности типов полученных кривых. Для верхних горизонтов AU/EL (рис. А) во всех изучаемых почвах наблюдались однотипные кривые кинетики набухания: быстрый прирост в первые 0,5-1 ч и затем быстрый выход кривой на “плато”.
При определении кинетических кривых для солонцовых и солонцеватых горизонтов получены три типа кривых: 1) в остаточно-натриевых солонцах кривые набухания были практически аналогичны кинетическим кривым для гор. AU/EL (рис. Б); 2) в мало- и средненатриевых образцах солонцовых горизонтов черноземных (темных) и каштановых (светлых) солонцов нейтрального и содового засоления наблюдалась непродолжительная задержка набухания в первые 0,5-1 ч, и на кривой набухания (рис. В) видна характерная «ступенька», последняя менее четко выражена в черноземных солонцах; 3) в многонатриевых черноземных и каштановых солонцах нейтрального и содового засоления задержка набухания наблюдается через 0,5-1,5 ч, время задержки набухания достигает нескольких часов (рис. Г).
Таблица 1 . Некоторые химические, физико-химические свойства и показатели кинетики набухания солонцов черноземной зоны
Почва |
Горизонт |
Глубина, см |
рН водный |
Сумма солей, % |
ЕС, мСм/см в суспензии |
Na обм , в % от суммы катионов |
Набу-хае-мость, % |
h 0,5 /H, % |
∆τ, мин |
Омская область |
|||||||||
Солонец |
АU/EL |
0-16 |
Не опр. |
Не опр. |
27,4 |
78,7 |
0 |
||
темный |
ВSN th |
16-31 |
7,60 |
0,071 |
» |
19,3 |
20,4 |
65,8 |
7 |
гидроме- |
ВSN th |
31-55 |
9,04 |
0,170 |
» |
24,2 |
23,8 |
53,5 |
10 |
таморфи- |
ВCA th, q |
55-95 |
9,24 |
0,174 |
» |
26,9 |
21,6 |
40,4 |
13 |
зованный |
ВCA th, q |
95- |
9,11 |
0,156 |
» |
19,3 |
23,1 |
51,0 |
6 |
средний |
129 |
||||||||
хлоридно- |
с ca, q |
129- |
8,61 |
0,105 |
» |
10,7 |
24,0 |
81,8 |
0 |
гидрокар-бонатный |
160 |
||||||||
малона- |
|||||||||
триевый. Целина. |
|||||||||
Новосибирская область |
|||||||||
Солонец |
АU/EL |
0-1 |
Не опр. |
30,5 |
83,6 |
0 |
|||
темный |
ВSN th |
1-8 |
7,90 |
0,115 |
Не опр. |
18,7 |
32,5 |
76,5 |
30 |
корковый |
ВSN th |
8-15 |
8,74 |
0,201 |
» |
32,1 |
35,5 |
52,0 |
30 |
хлоридно- |
ВSN th |
15-25 |
9,35 |
0,266 |
» |
43,0 |
47,3 |
40,4 |
40 |
гидрокар- |
ВCA th |
25-31 |
9,46 |
0,310 |
» |
47,0 |
42,0 |
28,0 |
0 |
бонатный |
ВCA th |
31-42 |
9,66 |
0,281 |
» |
46,9 |
33,8 |
29,9 |
0 |
среднена-триевый. Целина. |
ВCA th |
42-52 |
9,51 |
0,219 |
» |
40,7 |
38,3 |
46,1 |
120 |
Агросо- |
PU |
0-22 |
Не опр. |
1,8 |
25,6 |
74,1 |
0 |
||
лонец |
» |
||||||||
темный |
PU’ |
22-33 |
» |
5,5 |
29,6 |
88,1 |
0 |
||
гидроме- |
ВSN th(q) |
33-45 |
Не |
0,024 |
Не опр. |
4,3 |
22,2 |
80,8 |
7 |
таморфи- |
опр. |
“ |
|||||||
зованный |
ВSN th(q) |
45-55 |
» |
0,054 |
» |
4,3 |
26,8 |
87,4 |
5 |
хлоридно- |
55-65 |
» |
0,047 |
» |
Не опр. |
16,6 |
80,6 |
0 |
|
гидрокар- |
ВMK th,q |
||||||||
бонатный |
ВMK th,q |
65-80 |
» |
0,046 |
» |
» |
18,0 |
82,8 |
0 |
Продолжение таблицы 1
Почва |
Горизонт |
Глубина, см |
рН водный |
Сумма солей, % |
ЕС, мСм/см в суспензии |
Naо б м, в % от суммы катионов |
Набу-хае-мость, % |
h 0,5 /H, % |
∆τ, мин |
Алтайский край |
|||||||||
Агросо- |
PU |
0-10 |
8,76 |
0,253 |
Не опр. |
50,3 |
27,7 |
76,9 |
0 |
лонец |
PU |
10-20 |
9,91 |
0,558 |
» |
79,7 |
19,5 |
26,2 |
270 |
темный |
PU |
20-30 |
10,00 |
0,516 |
» |
81,8 |
16,2 |
17,0 |
360 |
гидроме- |
30-40 |
10,03 |
0,583 |
» |
81,5 |
14,8 |
16,7 |
420 |
|
таморфи-ческий сульфатносодовый многона-триевый Агросолонец |
PU PU |
40-50 0-10 10-20 |
10,14 |
0,580 |
» е опр. » |
79,8 |
17,0 21,0 22,9 |
14,5 85,4 59,2 |
240 0 0 |
темный |
PU |
20-30 |
9,93 |
1,083 |
» |
86,0 |
15,2 |
63,7 |
420 |
гидроме- |
30-40 |
10,03 |
1,020 |
» |
82,8 |
16,5 |
32,0 |
240 |
|
таморфи-ческий сульфатносодовый многона-триевый + 30 т/га гипса |
Кустан |
40-50 айская < |
10,05 област |
0,906 ь, Лени |
» нский рай |
81,6 он (Казахс |
15,3 тан) |
30,8 |
240 |
Солонец темный |
АU/EL |
06(16) |
6,31 |
Не опр. |
0,266 |
13,0 |
37,9 |
70,8 |
0 |
мелкий среднена- |
ВSN th |
6(10)21 |
7,60 |
» |
0,548 |
28,0 |
28,5 |
61,5 |
260 |
триевый |
ВSN th |
10(16) 21 |
7,50 |
» |
0,536 |
28,6 |
31,7 |
76,7 |
60 |
ВSN th ’ |
21(25)25(33) |
8,43 |
» |
1,45 |
34,5 |
31,4 |
59,9 |
225 |
|
ВSN th ’ |
2131(36) |
8,36 |
» |
2,75 |
44,1 |
34,8 |
80,2 |
30 |
|
ВSN th |
31(39)35(46) |
8,38 |
» |
5,53 |
50,0 |
29,7 |
89,2 |
0 |
|
BCA th |
35(39)47(66) |
8,45 |
» |
7,23 |
53,9 |
32,7 |
77,0 |
0 |
|
C ca |
62(85)86(93) |
8,65 |
» |
6,52 |
47,8 |
26,1 |
49,6 |
0 |
Почва |
Горизонт |
Глубина, см |
рН водный |
Сумма солей, % |
ЕС, мСм/см в суспензии |
Na обм , в % от суммы катионов |
Набу-хае-мость, % |
h 0,5 /H, % |
∆τ, мин |
Солонец темный |
АU/EL |
08(15) |
6,66 |
Не опр. |
0,395 |
13,6 |
38,8 |
74,4 |
0 |
средний среднена- |
ВSN th |
8(13)23(24) |
7,74 |
» |
1,96 |
33,4 |
29,5 |
75,3 |
220 |
триевый |
ВSN th ’ |
10(15)21(25) |
7,49 |
» |
2,11 |
31,3 |
29,0 |
54,1 |
270 |
ВSN th |
23(24)28(29) |
8,08 |
» |
5,63 |
50,1 |
38,0 |
59,5 |
12 |
|
ВSN th |
21(25)24(31) |
8,33 |
» |
5,17 |
48,9 |
40,7 |
90,6 |
0 |
|
BCA th |
28(42)50(62) |
8,32 |
» |
7,38 |
51,9 |
35,5 |
73,5 |
0 |
|
C ca |
67(89) -100 |
8,55 |
» |
5,46 |
48,2 |
25,8 |
69,6 |
0 |
|
Солонец |
EL |
0-2(4) |
6,97 |
» |
0,381 |
21,5 |
28,9 |
63,8 |
0 |
темный корковый |
ВSN th |
2(4)6(9) |
7,63 |
» |
0,437 |
40,3 |
22,6 |
46,3 |
180 |
многона-триевый |
ВCA th |
6(15)57 |
9,37 |
» |
1,61 |
58,0 |
39,5 |
16,5 |
780 |
C ca |
66(69) -100 |
9,60 |
» |
0,939 |
39,7 |
29,9 |
18,2 |
250 |
Примечание. Здесь и в табл. 2 названия почв и индексы горизонтов даны в соответствии с новой классификацией почв России (2004).
На кривых набухания образцов солонцовых горизонтов черноземных солонцов края “ступеньки” задержки набухания более сглажены, чем в тех же горизонтах каштановых солонцов. В солонцах черноземной зоны более продолжительные эффекты задержки набухания солонцового горизонта и меньшие относительные скорости набухания, чем в образцах солонцов каштановой зоны. Такие особенности могут быть связаны с длительным набуханием почвенной массы образцов почв черноземной зоны вследствие значительного количества содержания органического вещества, а также с содовым типом засоления почвенных горизонтов.
Кривые кинетики набухания подсолонцовых горизонтов имеют следующий вид: 1) в остаточно-натриевых солонцах на кривой наблюдается
Таблица 2 . Некоторые химические, физико-химические свойства и показатели кинетики набухания солонцов каштановой зоны
Почва |
Горизонт |
Глубина, см |
рН водный |
ЕС, мСм/см в суспензии |
Na обм , в % от суммы катионов |
Набу-хае-мость, % |
h 0,5 / H, % |
∆τ, мин |
Солонец |
Во EL + |
гоградска 0-26 |
я област 8,48 |
ь, Ленинс 2,92 |
кий райо 38,8 |
н 22,0 |
51,8 |
12 |
светлый корковый |
BSN BCA |
26-60 |
8,19 |
6,16 |
38,2 |
20,6 |
75,3 |
0 |
хлоридный среднена-триевый Солонец |
EL |
0-14 |
7,04 |
0,371 |
4,5 |
16,8 |
78,4 |
6 |
светлый |
BSN |
14-27 |
7,38 |
1,28 |
22,5 |
24,5 |
48,4 |
45 |
средний |
BMK |
27-40 |
7,87 |
2,85 |
28,5 |
21,6 |
52,3 |
80 |
хлоридный |
BCA |
40-64 |
8,19 |
3,60 |
29,2 |
24,5 |
79,2 |
2 |
среднена-триевый Солонец |
AJ |
0-1(7) |
5,89 |
0,17 |
3,2 |
3,2 |
Не о |
пр. |
светлый |
AJ/EL |
1(7)- |
6,57 |
0,12 |
1,4 |
1,4 |
» |
|
средний хлоридно- |
BSN |
10(14) 10(14)- |
7,27 |
0,27 |
3,1 |
22,2 |
90,1 |
0 |
гидрокар-бонатный |
BMK |
22(28) 22(28)- |
7,87 |
0,49 |
3,0 |
21,0 |
86,4 |
0 |
остаточно-натриевый |
25(30) 25(30)- |
8,53 |
0,24 |
3,8 |
18,3 |
79,4 |
0 |
|
BCA BCA |
31(40) 28(40)- |
9,07 |
0,34 |
19,6 |
13,0 |
83,7 |
0 |
|
BCA |
50(68) 50(68)- |
9,07 |
0,64 |
22,6 |
20,5 |
68,7 |
3 |
|
BCA |
80(91) 80(91)- |
8,46 |
3,35 |
45,6 |
45,6 |
Не о |
пр. |
|
BCA BCA/ с ca |
107 82(107)130 98(101)130 |
8,41 8,66 |
3,59 3,91 |
41,1 53,1 |
41,1 53,1 |
» » |
Продолжение таблицы 2
Почва |
Горизонт |
Глубина, см |
pH водный |
ЕС, мСм/см в суспензии |
Na06M7 в % от суммы катионов |
Набу-хае-мость, % |
ho,5/ И, % |
Ат, МИН |
Ку Солонец |
станайс AJ/EL |
кая о бласт 0-23(31) |
гь, Семис 5,57 |
)зерный р 0,041 |
айон (Ка 3,0 |
захстан 4,7 |
80,0 |
0 |
светлый |
BSN |
15(20)- |
6,84 |
0,197 |
0,8 |
20,4 |
79,6 |
0 |
глубокий остаточно- |
BSN |
40(42) 40(42)- |
8,48 |
0,069 |
U |
11,5 |
78,6 |
3 |
натриевый |
Сса |
52(61) 52(61)- |
8,40 |
0,062 |
U |
Н,2 |
77,3 |
0 |
Солонец |
AJ/EL |
68(77) 0-16(19) |
5,83 |
0,084 |
7,9 |
2,3 |
71,4 |
0 |
светлый глу- |
BSN |
16(19)- |
8,20 |
1,53 |
29,1 |
23,3 |
53,1 |
390 |
бокий сред-ненатриевый |
BSN |
27(30) 27(30)- |
8,60 |
1,91 |
32,4 |
20,7 |
51,1 |
180 |
ВСА |
36(42) 36(42)- |
8,44 |
4,34 |
26,5 |
22,7 |
77,1 |
90 |
|
Сса |
68(75) 68(75)- |
8,93 |
0,627 |
30,3 |
17,7 |
52,5 |
140 |
|
Солонец |
AJ/EL |
111 0-12(14) |
6,38 |
0,032 |
2,8 |
5,2 |
100 |
0 |
светлый |
BSN |
9(14)- |
7,28 |
0,080 |
0,9 |
22,4 |
82,6 |
3 |
средний остаточно- |
BSN |
21(26) 21(26)- |
8,26 |
0,259 |
0,9 |
19,6 |
84,1 |
2 |
натриевый |
Сса |
30(44) 30(44)- |
8,40 |
0,268 |
0,8 |
20,1 |
77,5 |
2 |
Солонец |
AJ/EL |
53(63) 0-13(19) |
6,09 |
0,091 |
6,3 |
1,7 |
80,0 |
0 |
светлый |
BSN |
12(19)- |
7,95 |
0,953 |
14,9 |
22,2 |
61,2 |
8 |
средний малона- |
BSN |
23(31) 22(30)- |
8,62 |
1,93 |
14,9 |
17,8 |
62,8 |
12 |
триевый |
ВСА |
31(39) 23(31)- |
8,79 |
2,00 |
13,1 |
14,6 |
52,9 |
10 |
Солонец |
AJ/EL |
45(52) 0-15(16) |
6,34 |
0,065 |
4,3 |
1,2 |
100 |
0 |
светлый |
BSN |
11(16)- |
7,78 |
0,125 |
10,1 |
24,2 |
63,6 |
10 |
средний малона- |
BSN |
24(26) 24(26)- |
8,58 |
0,874 |
10,4 |
24,1 |
78,4 |
2 |
триевый |
ВМК |
32(35) 32(35)- |
8,09 |
1,04 |
12,0 |
26,0 |
83,0 |
2 |
+ВСА |
53(66) |
Как можно видеть из данных, представленных в табл. 3, варьирование времени задержки набухания в почвах одного и того же региона весьма значительно. Особенно велик этот диапазон для солонцовых горизонтов Каменной степи. Для солонцов этого региона характерно также значительное колебание содержания обменного натрия в ППК.
Задержка набухания отсутствует или выражена слабо (время задержки 3-7 мин) в солонцовом горизонте остаточно-натриевых солонцов. В этих почвах задержка набухания наблюдается довольно часто в первом подсолонцовом горизонте, имеющем, как правило, прокрашивание за счет потечных форм органического вещества по граням структурных отдельностей.
Время задержки набухания в солонцовых горизонтах возрастает по мере увеличения содержания обменного натрия в ППК. Это наблюдается как в солонцовых горизонтах черноземных, так и каштановых солонцов. В то же время обращает на себя внимание то, что в многонатриевых черноземных солонцах Кустанайской обл. не происходит значительного увеличения задержки набухания по сравнению со средненатриевыми солонцами. Это объясняется увеличением содержания солей в многонатриевых солонцах (табл. 1).
Используя весь имевшийся в нашем распоряжении материал, определили зависимости между временем задержки набухания и содержанием обменного натрия: 1) в целом для всех образцов солонцовых горизонтов из каштановых (светлых) и черноземных (темных) солонцов; 2) для каждого региона; 3) в отдельности для каштановых и черноземных солонцов (табл. 4).

Кинетика набухания образцов горизонтов: А - AU/EL солонца темного гидрометаморфизованного среднего хлоридно-гидрокарбонатного малонатриевого; Б -BSNth(q) агросолонца темного гидрометаморфизованного хлоридно-гидрокарбонатного; В - BSNth солонца темного коркового хлоридно-гидрокарбонатного средненатриевого; Г - слой 30—40 см агросолонца темного гидроморфического сульфатно-содового многонатриевого (гипс 30 т/га); Д - BCAthq солонца темного гидрометаморфизованного среднего хлоридно-гидрокарбонатного малонатриевого; Е - слой 40-50 см агросолонца темного гидроморфического сульфатносодового многонатриевого (без гипса).
Таблица 3. Диапазон колебаний времени задержки набухания (Ат, мин) в солонцах с разным содержанием обменного натрия (Nao6„) в солонцовом горизонте почв разных регионов
Область, край |
Вид солонца по содержанию Na06M в солонцовом горизонте |
|||
остаточ-нонатрие-вые |
малона- триевые |
среднена-триевые |
многона-триевые |
|
Че |
зноземные солонцы |
|||
Воронежская обл. (Каменная степь) |
Нет образцов |
10-375 |
210-1200 |
|
Омская и Новосибирская обл. Алтайский край Кустанайская обл. (Казахстан) Ка |
0-7 Нет о( штановые |
7-30 5разцов » солонцы |
13-40 60-270 |
40 240-420 0-30 |
Волгоградская обл. (Октябрьский, Городищен-ский р-ны) |
0-2 |
45 |
12-80 |
Нет образцов |
Кустанайская обл. (Семи-озерный р-н) |
0-3 |
2-12 |
180-390 |
410 |
Анализ полученных регрессионных уравнений показал зависимость между временем задержки набухания и содержанием обменного натрия, стремящуюся к полиномиальной. Как следует из табл. 4, при включении в выборку данных образцов солонцовых горизонтов черноземных и каштановых солонцов нет четкой зависимости между временем задержки набухания и содержанием обменного натрия; особняком выделяются данные для образцов Алтайского края и некоторых образцов из Каменной степи, где можно отметить некоторую тенденцию зависимости Ат-КаОбм к полиномиальной, коэффициент детерминации регрессионного уравнения в этом случае достигает 0,47.
Анализ данных для образцов солонцовых горизонтов черноземных солонцов показал выделение точек, относящихся к Алтайским образцам. Для черноземных солонцов определены зависимости Ат-Каобм для образцов из Кустанайской, Новосибирской, Омской областей и отдельно для Алтая и Каменной степи. Кроме того, проанализированы выборки по этим регионам, из которых исключены данные по солонцовым горизонтам с морфологически сильно выраженным иллювиированием гумуса. Последнее было сделано для того, чтобы выявить влияние иллювиирования гумуса на характер зависимости между Ат-КаОбм. При выбраковке этих данных полиномиальная зависимость между содержанием обменного натрия и време- нем задержки набухания в солонцовых горизонтах почв из Новосибирской, Омской, Кустанайской областей стала более четкой, а коэффициент детерминации увеличился с 0,30 до 0,50. Проведение подобной процедуры для образцов Каменной степи и Алтая также привело к усилению зависимости между содержанием обменного натрия и временем задержки набухания, но менее значительному.
Наблюдается достаточно четкая полиномиальная зависимость для всей выборки каштановых солонцов Волгоградской и Кустанайской области и в отдельности для каштановых солонцов Волгоградской области. Уравнения регрессии и коэффициенты детерминации приведены в табл. 4.
Таблица 4. Регрессионные уравнения и коэффициенты детерминации зависимости продолжительности задержки набухания (Ат, мин) от содержания обменного натрия (%)
Почвы |
Тип зависимости |
Уравнение регрессии |
R1 |
Черноземные и |
Линейный |
у = 6,8709%-62,192 |
0,3879 |
каштановые солонцы |
Полиномиальный |
у =-0,0363%2 + 9,8998% - 105,55 |
0,3951 |
То же без солонцов |
Линейный |
у = 8,3161% - 101,15 |
0,4364 |
Алтайского края |
Полиномиальный |
у = 0,0284%2 + 6,186%--73,716 |
0,4394 |
Черноземные со- |
Линейный |
у = 7,1465%-78,127 |
0,3025 |
лонцы и солонцеватые черноземы Черноземные со- |
Полиномиальный Линейный |
у =-0,0846%2 + 15,209%--234,68 |
0,3286 |
лонцы (Зап. Сибирь, Казахстан) |
Полиномиальный |
у =-0,2153%2 + 12,435%--59,956 |
0,3023 |
То же с выбраков- |
Линейный |
у = 5,7166%-39,404 |
0,4543 |
кой гор. В2й |
Полиномиальный |
у = 0,1932%2-1,7222%+ + 1,619 |
0,5027 |
Алтайский край и |
Линейный |
у = 7,1711% - 56,184 |
0,2356 |
Каменная степь |
Полиномиальный |
у =-0,4176%2 +52,685%--1148,7 |
0,4719 |
То же без образцов с |
Линейный |
у = 14,091%-370,57 |
0,6101 |
максимальной задержкой набухания |
Полиномиальный |
у =-0,0289%2 + 16,746%— - 426,04 |
0,6105 |
Каштановые со- |
Линейный |
у = 6,6532%-45,72 |
0,7994 |
лонцы (Волгогр. обл., Казахстан) |
Полиномиальный |
у = 0,1842%2 — 1,855%++ 2,4468 |
0,9845 |
Каштановые со- |
Линейный |
у = 7,5539%-63,016 |
0,8633 |
лонцы (Волгогр. обл.) |
Полиномиальный |
у = 0,1787%2-1,5511%+ + 0,4013 |
0,9834 |
Каштановые со- |
Линейный |
у = 8,5996%-44,456 |
|
лонцы (Казахстан) |
Полиномиальный |
у = 0,0636%2 + 5,5367% -27,366 |
0,7847 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Как показали исследования, имеются определенные региональные особенности кинетики набухания солонцов. Так на кривых набухания образцов солонцовых горизонтов черноземных (темных) солонцов края «ступеньки» задержки набухания более сглажены, чем в тех же горизонтах каштановых (светлых) солонцов. Для этих солонцов характерны значительно более продолжительные эффекты задержки набухания солонцового горизонта и меньшие относительные скорости набухания, чем в образцах солонцов каштановой зоны. Ela кинетических кривых солонцовых горизонтов в остаточно-натриевых солонцах на кривых отсутствовала задержка набухания, тогда как в подсолонцовом горизонте на кривой наблюдается задержка набухания продолжительностью несколько минут. Эффект задержки набухания при рассолонцевании вышележащего горизонта опускается в нижележащий с одновременным ослаблением. Подтверждено, что мелиорация солонцов приводит к уменьшению или полному исчезновению задержки набухания.
Зависимость между временем задержки набухания и содержанием обменного натрия стремится к полиномиальной. На величину задержки набухания наряду с количеством обменного натрия в ППК и содержанием легкорастворимых солей, по-видимому, оказывает влияние наличие иллю-виирования органического вещества. В целом зависимость между величиной задержки набухания и содержанием обменного натрия выше для солонцовых горизонтов каштановых и ниже - для черноземных солонцов. Использование данных о величине задержки набухания для определения содержания в солонцовом горизонте обменного натрия с помощью приведенных регрессионных уравнений, возможно для каштановых солонцов и маловероятно для черноземных.
Список литературы Региональные особенности кинетики набухания солонцов
- Абу Вали М. Моделирование процесса слитогенеза//Почвы солонцовых территорий и методы их изучения: Научн. тр. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1988. С. 119-124.
- Баранова О.Ю., Грачев В.А., Исаев В.А. Взаимосвязь различных видов солонцеватости на примере целинных и мелиорированных луговых солонцов ЦЧО//Почвоведение. 1992. № 4. С. 108-114.
- Грачев В.А. Природа задержки набухания образцов солонцовых горизонтов//Почвы солонцовых территорий и методы их изучения: Научн. тр. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1988. С. 95 -104.
- Грачев В.А. Использование фильтрационных показателей и показателей набухания почвы для диагностики солонцеватости: Дис. … канд. с.-х. н. М., 1989. 187 с.
- Грачев В.А. Натриевый лессиваж как составная часть солонцового процесса//Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. Вып. 55. М., 2002. С. 75-86.
- Грачев В.А., Артемьева З.С. Возможности использования кинетики набухания для оценки вторичного осолонцевания почв//Тез. докл. III съезда Докучаевского общества почвоведов (Суздаль, 2000 г.). Кн.2. М., 2000. С. 214-215.
- Грачев В.А., Баранова О.Ю., Исаев В.А. Кинетика набухания и солонцеватость гидроморфных почв//Вест. РАСХН. 1992. № 3. С. 40-43.
- Грачев В.А., Корнблюм Э.А. Кинетика набухания и набухаемость почв солонцовых комплексов и солодей Заволжья//Почвоведение. 1982. № 1. С. 55-66.
- Грачев В.А., Любимова И.Н., Павлов В.А. Граничные показатели натриевой пептизируемости почв//Почвоведение. 1997. № 8. С. 966-972.
- Грачев В.А., Павлов В.А., Любимова И.Н. Солонцеватость. Конкретизация понятия//Почвы засушливой зоны и их изменение под влиянием мелиорации: Научн. тр. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1994. С. 3-9.
- Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
- Корнблюм Э.А., Грачев В.А. Использование особенностей набухания солонцов для определения наименьшей высокоэффективной концентрации раствора химического мелиоранта//Почвоведение. 1984. № 1. С. 40-47.
- Любимова И.Н. Агрогеннопреобразованные почвы солонцовых комплексов сухостепной и полупустынной зон: Дис. … докт. с.-х. н. М., 2003. 391 с.
- Любимова И.Н., Грачев В.А. Возможность использования особенностей кинетики набухания для оценки эффективности мелиорации солонцов//Почвы солонцовых территорий и методы их изучения: Научн. тр. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1988. С. 104-110.
- Любимова И.Н., Грачев В.А. Генетическое разнообразие солонцов и их послемелиоративные изменения//Почвоведение. 1994. № 4. С. 92-99.
- Сизов А.П. Изменение некоторых свойств солонцов при их рассолении в связи с развитием микрорельефа//Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение. 1983. № 1. С. 65-66.
- Хитров Н.Б. Диагностика солонцовых горизонтов//Почвоведение. 1984. № 3. С. 31-43.
- Хитров Н.Б. К методике оценки состояния солонцовых комплексов почв//Почвы засушливой зоны и их изменение под влиянием мелиорации: Научн. тр. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1994. С. 18-28.
- Хитров Н.Б. Физико-химические условия развития солонцового процесса в почвах//Почвоведение. 1995. № 3. С. 298-307.
- Хитров Н.Б. Генезис, диагностика, свойства и функционирование глинистых набухающих почв Центрального Предкавказья. М., 2003. 504 с.
- Abu-Sharrar T.M., Bingham F.T., Rhoades J.D. Stability of soil fggregates as fffected by electrolyte concentration and composition//Soil Sci. Soc. of Amer. J. 1987. V. 51. № 2. P. 309-314.
- Bresler E., McNeal B.L., Carter D.L. Saline and Sodic Soils. Priciples-Dynamics-Modeling. 1982. 236 p.