Сорбционные свойства почв Тверской области и исследование возможности их повышения внесением торфа Текст научной статьи по специальности «Физика»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 01-2/2017 ISSN 2410-700Х

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

УДК 631.41

Иванов Валерий Николаевич

канд. техн. наук, доцент ТвГТУ, г. Тверь, РФ E-mail: [email protected]

СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ПОВЫШЕНИЯ ВНЕСЕНИЕМ ТОРФА

Аннотация

Исследованы сорбционные свойства широко распространенных почв Тверской области. Приведены экспериментальные значения параметров изотермы сорбции типа Ленгмюра по результатам экспериментов в динамических условиях.

Ключевые слова

Почва, изотерма адсорбции, компоненты минеральных удобрений.

Эффективность вносимых минеральных удобрений связана с поглощением и перемещением питательных веществ в почвогрунтовой толще. Поэтому для понимания процессов взаимодействия компонентов удобрений с почвами имеет большое значение изучение ее сорбционных свойств по отношению к этим компонентам. Широко распространенные в Нечерноземной зоне России дерново-подзолистые почвы имеют малую емкость поглощения. Это приводит к миграции водорастворимых компонентов внесенных минеральных удобрений в грунтовые воды и далее при их разгрузке в поверхностные водные объекты к антропогенному евтрофированию водотоков и особенно водоёмов.

Сорбционные свойства почв Тверской области определялись на образцах ненарушенной структуры при фильтрации через них растворов минеральных удобрений различной концентрации. Для проведения экспериментов были разработаны специальные установки и методики [1, 2]. По результатам экспериментов рассчитаны на компьютере изотермы адсорбции типа Ленгмюра

N.. ■ С

N = ■

К + С

где Nр - максимально возможное количество питательного элемента, которое может поглотить почвенно-поглощающий комплекс, ммоль/100 г; С - равновесная концентрация элемента в почвенном растворе, ммоль/дм3; К - константа половинного значения, ммоль/дм3.

Экспериментальные данные показывают, что сорбционная способность торфа в несколько раз выше, чем у дерново-подзолистой почвы (табл. 1).

Таблица 1

Параметры изотерм адсорбции типа Ленгмюра почвами питательных веществ

Почва и глубина отбора Удобрение Исследуем Параметры изотермы адсорбции типа

ый ион Ленгмюра

Nnp, ммоль/100 г К, ммоль/дм3

Дерново-среднеподзолистая супесчаная, NH4C1 NH+ 1,95 10,63

0,4 - 0,6 м NH4H2PO4 NH+ 2,87 10,23

NH4H2PO4 Н2РО4- 3,49 20,52

Дерново-среднеподзолистая супесчаная NH4CI NH4+ 4,15 8,16

целинная, 0 - 0,2 м

Дерново-среднеподзолистая супесчаная КН2РО4 Н2РО4- 2,94 13,8

пахотная, 0 - 0,2 м NH4CI NH4+ 3,76 6,78

КС1 К+ 4,46 6,53

КН2РО4 К+ 5,27 11,0

Дерново-среднеподзолистая NH4CI NH4+ 8,24 15,23

глубокооглеенная легкосуглинистая на

суглинках, 0 - 0,2 м

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 01-2/2017 ISSN 2410-700Х

Продолжение таблицы 1

Торфяно-глеевая целинная, 0 - 0,1 м КС1 К+ 12,44 7,33

Торфянисто-глеевая, 0 - 0,1 м КС1 К+ 14,54 18,98

Торфяная маломощная низинная целинная, 0,1 -0,2 КС1 К+ 14,83 9,33

Торфяно-глеевая пахотная, 0 - 0,2 м КС1 К+ 36,2 41,9

Торфяная среднемощная низинная целинная на древесно-осоковом торфе, 0 -0,2 м КС1 К+ 95,15 77,84

Поэтому для повышения сорбционной способности дерново-подзолистой почвы были проведены эксперименты по внесению в нее торфа. Для опытов был использован низинный торф, так как применение торфа верхового типа не рационально из-за его высокой кислотности на дерново-подзолистых почвах, относящихся к кислым. Влияние добавок торфа на поглотительные свойства дерново-подзолистой почвы было изучено в диапазоне изменения концентрации раствора хлористого калия 0,01 - 0,05 моль/дм3, а также фосфорнокислого калия - 0,005 - 0,05 моль/дм3.

К образцам дерново-подзолистой супесчаной почвы (10 г в пересчете на воздушно-сухое состояние) добавлялись навески древесно-осокового низинного торфа в 2, 4, 6 и 8 г при его влажности 264 %. Отдельно изучалась сорбция калия из растворов KCl и КН2РО4 почвой и торфом. В результате установлено, что с увеличением добавки торфа возрастает и поглотительная способность дерново-подзолистой супесчаной почвы во всем диапазоне изменения концентрации растворов (табл. 2).

Таблица 2

Влияние добавок торфа на сорбцию калия дерново-среднеподзолистой супесчаной почвой, моль/100 г

Добавка торфа, г Начальная концентрация раствора, моль/ дм3

хлористого калия фосфорнокислого калия

0,01 0,025 0,05 0,005 0,01 0,025 0,05

0 1,47 2,32 5,20 0,70 1,31 2,26 3,24

2 1,62 2,56 7,07 0,80 1,66 3,28 4,75

4 1,69 3,20 7,82 0,88 1,86 4,33 7,76

6 1,72 4,43 8,40 0,99 2,03 4,96 8,56

8 1,89 5,12 10,22 1,06 2,12 5,80 10,14

Таким образом, торф низинного типа с нейтральной реакцией среды может использоваться как сорбционный мелиорант дерново-подзолистых, в первую очередь, песчаных и супесчаных почв. Список использованной литературы

1. Косов В.И., Иванов В.Н., Сухарукова Р.В. Гидроэкология: Учебно-лабораторный практикум. - Тверь: ТвГТУ, 2000. - С. 275 - 279.

2. Шульгин Д.Ф., Иванов В.Н. Аппаратура для опытов по определению гидрохимических параметров переноса компонентов минеральных удобрений в мелиорируемых почвах. - В кн.: Осушение минеральных почв Калининской области: Сб. н. тр. Калинин, 1984. - С. 101-107.

© Иванов В.Н., 2017

УДК 551.582.2

А.А. Марморштейн

Санкт-Петербургский государственный университет, г. Санкт-Петербург, РФ

E-mail: [email protected]

БИОКЛИМАТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ НА ТЕРРИТОРИИ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

Аннотация

В данной статье исследуется биоклиматический потенциал на территории Краснодарского края за современный период (1991-2014 гг.). В работе для расчета сельскохозяйственной продуктивности климата