Аналіз сольового режиму ґрунтів при тривалому використанні їх в рисовій сівозміні

Размещено на http://www.allbest.ru/

АНАЛІЗ СОЛЬОВОГО РЕЖИМУ ҐРУНТІВ ПРИ ТРИВАЛОМУ ВИКОРИСТАННІ ЇХ В РИСОВІЙ СІВОЗМІНІ

Наведено результати досліджень динаміки загального вмісту солей, зокрема токсичних, в ґрунтах рисової сівозміни після 40 років їх використання в ній, а також порівняно сольовий режим з цілинним аналогом.

Ключові слова: рисова зрошувальна система, ґрунт, склад солей, засоленість.

Постановка проблеми. У зоні Степу України засолені ґрунти займають 92,8 тис. га, на 70% площ засолення має первинний характер, а 30% займають вториннозасолені ґрунти. Першочерговим завданням управління сольовим режимом є створення умов рівномірного їх зволоження за площею та глибиною, зберігання високородючого і незасоленого верхнього метрового шару, стабілізації природних запасів солей у глибоких шарах зони аерації [1, 2].

Рисові системи були побудовані на малопродуктивних засолених і солонцюватих ґрунтах. Застосування високих зрошувальних норм сприяє вимиванню легкорозчинних солей, покращенню сольового режиму ґрунтів та зниженню їх солонцюватості. Проте вирощування рису викликає докорінні зміни в напрямку ґрунтових процесів та характері гідромеліоративних умов території. В зоні Краснознам'янського зрошуваного масиву рисові системи було побудовано в середині 60-х років минулого століття. В процесі експлуатації рисових зрошувальних систем виникає ряд труднощів, зумовлених геоморфологічними, геологічними і гідрологічними особливостями цієї території, а також гідромеліоративними умовами, які склалися до теперішнього часу [1, 3].

Тому актуальним є дослідження трансформації меліоративного стану ґрунтів рисових зрошувальних систем при тривалому їх використанні в науково обґрунтованих сівозмінах.

Дослідження проводили на ґрунтах І рисовій сівозміни Інституту рису НААНУ в 2007-2009 рр. та на їх цілинному аналогу, які розташовані по схилу безстічного пониження - поду. Зразки відбирали з шарів ґрунту 0-20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-100, 100-150, 150-200 см восени в рисовій сівозміні після двох років вирощування люцерни, коли в ґрунті накопичується найбільша кількість легкорозчинних солей та після рису І і ІІ років вирощування і відповідно промивного режиму ґрунту [4]. Вміст солей визначали у водній витяжці ґрунту за діючими ДСТУ.

Результати досліджень. Цілинний масив вирізняється сильним засоленням усього профілю ґрунту (рис. а). Вміст солей в елювіальному горизонті складає 17,54 мг-екв (0,594%) на 100 г ґрунту, він характеризується як сильнозасолений, хімізм засолення сульфатно-хлоридний. Найбільшою мірою засоленим виявився ілювіальний горизонт у нижній частині (85,12 мг-екв), перехідний горизонт містить легкорозчинних солей дещо менше - 73,52 мг-екв або 2,453%. У материнській породі в середньому міститься 0,699% солей на 100 г ґрунту.

Сольовий режим ґрунтів рисових зрошувальних систем залежить від глибини залягання і мінералізації ґрунтових вод, механічного складу, водно-фізичних і фізико-хімічних особливостей ґрунту кожної конкретної ділянки, вирощуваної культури, режиму зрошення, погодних умов та дренованості території [4, 5].

Зміна загального вмісту водорозчинних солей представлена на рисунку б-г. Після вирощування люцерни впродовж двох років вміст солей в орному шарі склав 8,10 мг-екв (0,293%) на 100 г ґрунту. За ступенем засолення шар належить до слабозасоленого, у складі солей переважають сульфати, гідрокарбонати та натрій. Відношення суми двовалентних катіонів до натрію становить 1:3,5. В ілювіальному шарі вміст солей коливається від 10,76 до 9,56 мг-екв (0,382-0,336%) на 100 г ґрунту. За ступенем засолення цей шар належить до слабозасолених, за хімізмом - сульфатного з переважанням натрію над сумою двовалентних катіонів. Перехідний горизонт має середню засоленість, причому найбільшу по всьому профілю ґрунту. Материнська порода характеризується дещо меншим вмістом солей в середньому - 14,27 мг-екв.

Рис. Вміст легкорозчинних солей в ґрунтах цілинного масиву та рисової сівозміни: а) цілина; б) люцерна ІІ року; в) рис І року; г) рис ІІ року.

сольовий ґрунт рисовий сівозміна

Вирощування рису в умовах затоплення та фільтрації зрошувальної води, якої неможливо уникнути, впродовж вегетаційного періоду культури призводить до значного опріснення всього профілю ґрунту. Після першого року вирощування рису вміст водорозчинних солей в орному шарі не перевищує 4,3 мг-екв (0,150%) на 100 г ґрунту, при цьому порівняно з попереднім роком відбулося зменшення їх вмісту майже в 1,9 рази. В ілювіальному шарі за цей же період вміст солей зменшився в 1,4 рази, а в перехідному - в 1,7; також відбулося вимивання солей з материнської породи, найбільшою мірою у верхній частині цього горизонту.

Вирощування рису другий рік поспіль призвело до практично повного розсолення ґрунту на глибину до ґрунтових вод. Порівняно з першим роком вирощування рису вміст солей в орному шарі зменшився в 1,3 рази, а після люцерни - 2,5 рази; в ілювіальному солей стало менше у 1,9 та 2,6 рази відповідно, а в перехідному - у 2,2 та 3,6 рази порівняно з вмістом після рису першого року та люцерни.

Істотне зменшення хлоридів по всьому профілю ґрунту відмічено лише в перший рік вирощування рису, в подальшому зміни малопомітні та, вочевидь, зумовлені не лише режимом зволоження ґрунту, а й строкатістю розподілу цих іонів як в окремих генетичних горизонтах ґрунту, так і по рисовій системі в цілому. Щодо гідрокарбонатів, можна зазначити, що за дворічного вирощування рису відмічається незначне їх збільшення з деякими коливаннями по всьому профілю ґрунту. Зазнав змін і катіонний склад водної витяжки ґрунту: після люцерни відношення суми двовалентних катіонів до натрію коливалося від 1:1,6 до 1:3,5; а після вирощування рису це відношення звузилося до 1:1,0-2,1.

Порівняно з цілинним аналогом відбулося зменшення вмісту солей в ґрунтах рисової зрошувальної системи в ілювіальному шарі, в найбільш несприятливий період з точки зору накопичення солей - після вирощування суходольних культур - вдвічі та в 5,4 рази після двох років вирощування рису. Найбільшою мірою розсолення ґрунту проявилося в ілювіальному і перехідному горизонтах, так вміст солей в них зменшився майже в десять разів. Також спостерігається вимивання солей і з материнської породи, але дещо меншою мірою.

Поряд із загальним розсоленням ґрунтів за вирощування рису відбувається перерозподіл складу і співвідношення окремих солей в ґрунтовому розчині. За тривалого використання земель в рисовій сівозміні зникає карбонат натрію з перехідного горизонта і материнської породи, а хлорид натрію вимивається з усього профілю солонця лучного. Взагалі дещо зменшується токсичність солей (табл.), проте під час вирощування має місце збільшення їх кількості в нижній частині ілювіального та перехідному горизонтах.

Вміст токсичних солей від їх загальної кількості, %

Висновки. За тривалого використання ґрунтів у рисових сівозмінах відбувається зменшення вмісту солей у 2-10 разів по окремих горизонтах профілю. У результаті зрошення змінився не лише вміст солей, а й їх співвідношення в ґрунтовому розчині. На рисовій зрошувальній системі спостерігається пульсуючий сольовий режим: при вирощуванні рису впродовж двох років відбувається повне, або близьке до повного, розсолення ґрунту, а при вирощуванні суходольних культур вміст водорозчинних солей по профілю збільшується.

Література:

1. Титков А. А. Влияние орошения затоплением на мелиоративные условия и почвенный покров Присивашья / А. А. Титков, А. В. Кольцов. -- Симферополь, 1995. -- 166 с.

2. Морозов В. В. Особливості зміни сольового складу темно-каштанових ґрунтів Кримського Присивашшя під впливом тривалого зрошення і дренажу / В. В. Морозов [та ін.] // Таврійський науковий вісник. -- Херсон, 2003. -- Вип. 27. -- С. 226--232.

3. Ковалев С. В. Пути решения проблем рисосеяния в Украине / С. В. Ковалев, Т. С. Ковалева // Пути решения проблем при выращивании риса в агроэкосистемах умеренного климата : материалы международной научно-практической конференции. -- Скадовск, 2008. -- С. 177--185.

4. Решетняк Н. Ф. Влияние грунтовых вод на динамику водно-растворимых солей в грунтах рисовых севооборотов / Н. Ф. Решетняк // Почвоведение. -- М., 1973. -- Вып. 2. -- С. 111--121.

5. Титков А. А. Эволюция рисовых ландшафтно-мелиоративных систем Украины / А. А. Титков, А. В. Кольцов. -- Симферополь, 2007. -- С. 69--86.

Размещено на Allbest.ru