Вычисление степени солонцеватости почв

Вычисление степени насыщенности почв основаниями

Степенью насыщенности почв основаниями называется отношение суммы обменных оснований к емкости поглощения выраженное в процентах.

В состав обменных катионов кислых почв наряду с поглощенными основаниями (главным образом Са и Мg) входят поглощенные ионы водорода и алюминия. Степень насыщенности показывает, какая часть от всех поглощенных катионов почвы приходится на поглощенные основания. Степень насыщенности основаниями вычисляют по формуле:

где V – степень насыщенности почвы основаниями, %; S – сумма обменных оснований, мг-экв.; H – гидролитическая кислотность, мг-экв.; S+H – емкость поглощения кислых почв; 100 – коэффициент пересчета в проценты.

По степени насыщенности основаниями почвы подразделяются на:

сильноненасыщенные – V < 30%

ненасыщенные – V = 30-50%

слабонасыщенные – V = 50-80%

насыщенные – V > 80%.

Степень насыщенности основаниями используют для определения потребности почв в известковании. При степени насыщенности основаниями > 75% почвы не нуждаются в известковании при насыщенности основаниями < 50% потребность в известковании обычно высокая.

Пример расчета. Анализировался пахотный горизонт дерново-подзолистой почвы. Сумма обменных оснований равна 5,0 мг-экв/ 100 г почвы, гидролитическая кислотность – 5,8 мг-экв/ 100 г почвы. Степень насыщенности почвы основаниями равна:

Почва ненасыщенна основаниями и нуждается в известковании.

Расчет дозы извести

Во многих регионах земного шара широко распространены почвы с кислой реакцией среды (подзолистые, дерново-подзолистые, серые лесные и др.). Кислая реакция среды обусловлена как ионами водорода почвенного раствора, так и обменными ионами водорода и алюминия. В кислых почвах создаются неблагоприятные условия для роста и развития большинства сельскохозяйственных культур, что ведет к снижению их урожайности. Негативное влияние повышенной кислотности на растения обусловлено различными причинами.

Кислые почвы характеризуются недостатком Са²⁺и отчасти Mg²⁺, элементов, необходимых для нормального развития растений. В тоже время содержание Al³⁺, Mn²⁺, Н⁺ часто достигает токсичных для сельскохозяйственных культур концентраций. Кислая реакция среды угнетающе действует на аммонификацию, нитрификацию и фиксацию азота из воздуха, ухудшая азотный режим почвы, поскольку оптимум рН для развития микрофлоры, определяющей эти процессы, находится в пределах 6,5-8,0. В кислых почвах складывается неблагоприятный фосфатный режим, что обусловлено связыванием фосфора соединениями железа и алюминия, в результате чего он переходит в труднодоступное для растений состояние. При подкислении почв существенно возрастает растворимость и подвижность бора, меди, цинка, кобальта и других микроэлементов. Избыточное количество их подвижных форм оказывает токсичное действие на растения. В тоже время высокая кислотность снижает доступность растениям такого важного микроэлемента как молибден. В кислой среде ухудшаются условия гумусообразования, что ведет к преимущественному накоплению фульвокислот и низкомолекулярных органических соединений, менее ценных с агрономической точки зрения, чем гуминовые кислоты. Низкое содержание и неблагоприятный состав гумуса, наряду с дефицитом кальция, обусловливают неудовлетворительные физические свойства кислых почв. Они часто переуплотнены, плохо оструктурены, склонны к коркообразованию, что неблагоприятно отражается на их водно-воздушном режиме.

Эффективное использование сильнокислых и кислых почв возможно только после проведения химической мелиорации. Широко распространенным приемом повышения их плодородия служит известкование, устраняющее избыточную кислотность и способствующее насыщению ППК кальцием. При внесении в почву извести (СаСО₃) она реагирует с углекислотой почвенного раствора и переходит в гидрокарбонат кальция, который взаимодействует с почвой:

+ 2 С a(HCO₃)₂ g + H₂O + 4CO₂h + Al(OH)₃i

Дозу извести, т/га, необходимую для оптимизации реакции среды, рассчитывают по величине гидролитической кислотности, которая рассматривается как суммарная кислотность почвы, состоящая из актуальной и потенциальной кислотности. Также необходимо знать мощность пахотного слоя и его плотность. Поскольку известь перемешивается со всем пахотным слоем необходимо найти его массу на площади 1 га по формуле:

M = d_v ∙ h ∙ 100,

где M – масса пахотного слоя на площади 1 га, т/га; d_v – плотность почвы, г/см³; h – мощность пахотного слоя, см; 100 – коэффициент пересчета.

После этого находят количество ионов водорода, содержащихся в пахотном слое, и с учетом уравнения химической реакции нейтрализации рассчитывают дозу извести, т/га.

Пример расчета. Мощность пахотного слоя равна 25 см, его плотность – 1,30 г/см³, гидролитическая кислотность – 5,2 мг-экв/100 г почвы. Масса пахотного слоя М = 1,30 ∙ 20 ∙ 100 = 2600 т. Поскольку в 100 г почвы содержится 5,2 мг-экв водорода, что соответствует 5,2 мг, то в 1 кг почвы будет содержаться 52 мг или 0,052 г водорода. Тогда во всем пахотном слое на площади 1 га содержание водорода составит: 0,052 ∙ 2 600 000 = 135 200 г, или 135,2 кг. На нейтрализацию 1 кг водорода требуется 50 кг извести, что вытекает из уравнения химической реакции:

2Н⁺ + СаСО₃ = Са²⁺ + Н₂О + СО₂.

Следовательно, доза извести составит 135,2 ∙ 50 = 6760 кг, или 6,8 т/га.

Если известковые материалы содержат инертные примеси и имеют повышенную влажность, то дозу извести, т/га, находят по формуле:

где Д – доза извести, т/га; Н_Г – гидролитическая кислотность, мг-экв/100 г почвы; d_V – плотность почвы, г/см³; h – мощность слоя, см; W – влажность мелиоранта, %; DB – содержание действующего вещества в мелиоранте, %.

Вычисление степени солонцеватости почв

Почвы, насыщенные основаниями могут содержать избыточное количество обменного натрия, отрицательно влияющего на их плодородие.

Степень солонцеватости почв устанавливается по формуле:

где А – степень солонцеватости, % от емкости обмена; Na – содержание обменного натрия, мг-экв на 100 г почвы; Е – емкость обмена, мг-экв на 100 г почвы.

Различают несолонцеватые почвы, содержащие менее 3 % натрия от емкости обмена; слабосолонцеватые – 3-5 %; среднесолонцеватые – 5-10 %; сильносолонцеватые – 10-15 % и солонцы, которые по содержанию обменного натрия в горизонте В₁ подразделяются на: малонатриевые – 10-20 %; средненатриевые – 20-40 %; многонатриевые – > 40 %.

Пример расчета. При анализе каштановой почвы получены следующие данные: содержание обменного натрия в пахотном слое мощностью (h) 25 см и плотностью (d_V) 1,39 г/см³ составило 2,8 мг-экв на 100 г почвы, емкость обмена – 20 мг-экв на 100 г почвы.

Степень солонцеватости равна:

= 14 %

Почва относится к сильносолонцеватой и нуждается в химической мелиорации.

Расчет дозы гипса

В южных регионах широко распространены почвы, содержащие в почвенном поглощающем комплексе обменный натрий (обыкновенные и южные черноземы, каштановые почвы и др.). По мере увеличения доли натрия в составе обменных катионов происходит ухудшение агрономических свойств почв. Наименее благоприятными агрономическими свойствами характеризуются многонатриевые солонцы.

Насыщение ППК ионами натрия сопровождается увеличением щелочности и заряда коллоидов, растворением гумусовых веществ и пептизацией тонкодисперсных частиц. Высокая щелочность неблагоприятна для большинства сельскохозяйственных культур. В условиях щелочной среды нарушается обмен веществ в растениях, снижается растворимость и доступность фосфатов, соединений железа, меди, марганца, бора и цинка. При щелочной реакции в почвенном растворе появляется ряд токсичных для растений веществ, в частности, сода и алюминаты натрия (NaAl(OH)₄). По мере увеличения доли Na⁺ в составе обменных катионов усиливается разрушение почвенной структуры, возрастает распыленность почвы, ее набухание и пластичность, уменьшается пористость, особенно некапиллярная. Существенно снижается скорость фильтрации вплоть до полной водонепроницаемости солонцового горизонта. Во влажном состоянии солонцы и сильносолонцеватые почвы отличаются повышенной вязкостью и липкостью, а в сухом состоянии они очень твердые и плотные. Все это в итоге сопровождается заметным ухудшением водно-воздушного режима солонцовых почв и их технологических свойств.

Эффективным приемом улучшения свойств солонцов и солонцеватых почв является химическая мелиорация. В качестве химического мелиоранта чаще всего используется гипс (СаSO₄ ^. 2Н₂О). При внесении гипса в почву происходит замещение в почвенном поглощающем комплексе обменного натрия на кальций согласно реакции:

+CaSO₄= ППК/С a+ Na₂CO₃

Образующийся в результате реакции сульфат натрия удаляют путем влагонакопительных мероприятий или промывок.

Дозу гипса находят по формуле:

где Д – доза гипса, т/га; 0,086 – значение 1 мг-экв гипса; Na – содержание обменного натрия, мг-экв на 100 г почвы; Е – емкость обмена, мг-экв на 100 г почвы; 0,05 – количество обменного натрия (в % от емкости обмена) не оказывающее отрицательного влияния на свойства почвы и оставляемое в ППК; h – мощность мелиорируемого слоя, см; d_V – плотность сложения мелиорируемого слоя, г/см³; DB - содержание CaSO₄ ^. 2Н₂О в мелиоранте, %.

Пример расчета. Содержание обменного натрия в пахотном слое мощностью 25 см каштановой сильносолонцевотой почвы – 2,8 мг-экв/100 г почвы. Емкость обмена – 20 мг-экв/100 г почвы, плотность почвы – 1,39 г/см³. Содержание гипса в мелиоранте – 75 %. Доза гипса необходимая для мелиорации составит:

Дата добавления: 2022-07-02; просмотров: 75; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!