Модель выщелачивания (почва)
Модель выщелачивания – это гидрологическая вымывание оросительной модель, с помощью которой описывается водой растворенных в почве веществ, в частности солей, в зависимости от гидрологического режима и свойств почвы .
Модель может описывать процесс (1) во времени и (2) в зависимости от количества подаваемой воды.
Промывка часто проводится для рекультивации засоленной почвы или сохранения благоприятного содержания солей в почве орошаемых земель. [1] поскольку вся поливная вода содержит соли.
Кривые выщелачивания
[ редактировать ]
Процесс выщелачивания в соленой почве , подлежащей рекультивации, иллюстрируется кривыми выщелачивания на рисунке 1, полученными на основе данных пилотного участка Чакупе, Перу . [2] Он показывает засоленность почвы через электрическую проводимость (EC) почвенного раствора относительно ее исходного значения (ECi) в зависимости от количества воды, просачивающейся через почву. Верхний слой почвы быстро вымывается. Засоленность более глубокой почвы сначала увеличивается за счет выщелачивания солей из верхнего слоя почвы, но позже она также снижается. [3]
Эффективность выщелачивания
[ редактировать ]
Из-за неравномерного распределения солей в почве или неравномерности структуры почвы (рисунок 2) эффективность выщелачивания ( EL ) может отличаться от единицы.
Почвы с низкой эффективностью выщелачивания трудно рекультивировать. В дельте Тежу , Португалия , эффективность выщелачивания плотной глинистой почвы оказалась всего лишь от 0,10 до 0,15. [4] Почва не могла быть освоена для интенсивного земледелия и использовалась для выращивания быков на грубых естественных пастбищах .
— . от 0,7 0,8 до С другой стороны, глинистая почва в дельте Нила в Египте имеет гораздо лучшую эффективность выщелачивания На рисунке 3 показаны кривые выщелачивания для различной эффективности выщелачивания, как это предполагается в модели выщелачивания SaltMod. [5] с данными пилотного участка Маштул. Наблюдаемые значения засоления почв лучше всего соответствуют эффективности выщелачивания около 0,75. [6] На рисунке показан процесс калибровки эффективности выщелачивания, параметр которого сложно измерить напрямую.
Глинистая почва в дельте реки недалеко от Чиклайо , Перу, также оказалась достаточно низкой. [7]
Обзор эффективности выщелачивания в различных типах почв приведен в следующей таблице. [8]
| Страна | Тип почвы | выщелачивание эффективность |
|---|---|---|
| Китай | Суглинистый | 1.0 |
| Нидерланды | Сэнди | 1.0 |
| Тунис | илистая глина | 0.80 |
| Индия | Глина, иллит | 0.70 |
| Турция | Глина , иллитик | 0.70 |
| Таиланд | глина, смектит *) | 0.20 |
| Португалия | глина, смектит *) | 0.15 |
| Перу | Глина смектитовая *) | 0.11 |
- ) Также называется смектитом , вертизолом , монтмориллонитом , тяжелой глиной, набухающей глиной, плохо структурированной глиной.
Требование к выщелачиванию
[ редактировать ]Требование к выщелачиванию может относиться к:
- Общее количество воды, необходимое для доведения засоления почвы от изначально высокого значения до приемлемого значения в соответствии с солеустойчивостью выращиваемых культур. Из рисунка 1 видно, что 800 мм воды (или 8000 м 3 /га) необходимо для снижения засоления почвы до 60% от первоначального значения в слое почвы на глубине 40–60 см. Когда соленость должна быть менее 60%, необходима экстраполяция кривой выщелачивания, использование уравнения выщелачивания (см. ниже) или модели выщелачивания, такой как SaltMod , для получения надежной оценки потребности в дополнительном выщелачивании.
- Годовой объем просачивающейся воды (т.е. дополнительное количество поливной воды сверх потребительского использования сельскохозяйственных культур), необходимый для сохранения приемлемого солевого баланса почвы в соответствии с солеустойчивостью выращиваемых культур. Соотношение
- F L = Perc/Irr, где Perc = количество необходимой перколяционной воды, а Irr = общий объем поливной воды,
- называется фракцией выщелачивания , [1] см. также ниже.
Уравнение выщелачивания
[ редактировать ]Нисходящий участок кривых выщелачивания, как показано на рисунке 3, можно описать уравнением выщелачивания: [1]
- Ct = Ci + (Co - Ci) exp (-EL .T.Qp /Ws)
где C = концентрация соли, Ct = C в почве в момент T, Co = C в почве в момент T=0, Ci = C оросительной воды, EL = эффективность выщелачивания, Qp = средняя скорость просачивания через почву и Ws = вода, запасенная в почве при насыщении поля .
Выщелачивающая фракция
[ редактировать ]Для сохранения приемлемого солевого баланса почвы в соответствии с солеустойчивостью выращиваемых культур фракция выщелачивания должна быть не менее: [9]
- F L = C/Cs
где Ci = концентрация солей в поливной воде, а Cs — допустимая концентрация солей в почвенной влаги при вместимости поля в соответствии с солеустойчивостью выращиваемых культур.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Дж. В. ван Хорн и Дж. Г. ван Альфен (2006), Контроль солености. В: HP Ritzema (ред.), Принципы и применение дренажа, с. 533-600, Публикация 16, Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. ISBN 90-70754-33-9 .
- ^ К. А. Альва, Дж. Г. ван Альфен, А. де ла Торре, Л. Манрике, 1976. Проблемы дренажа и солености на перуанском побережье. Бюллетень ILRI 16 (испанский). Международный институт мелиорации и улучшения земель, Вагенинген, Нидерланды.
- ^ Тематическое исследование выщелачивания (Chacupe). Данные проекта CENDRET/SUDRET, Перу, 1968–1974 гг. На линии: [1]
- ^ EA Vanegas Chacon, 1990. Использование SaltMod для прогнозирования опреснения воды в Лезирия-Гранде-Польдер, Португалия. Диссертация. Вагенингенский сельскохозяйственный университет, Нидерланды [2]
- ^ SaltMod: описание принципов, руководство пользователя и примеры применения. На линии: [3]
- ^ RJOosterbaan и MASenna, 1990. Использование SaltMod для прогнозирования дренажа и контроля солености в дельте Нила. В: Годовой отчет за 1989 год, Международный институт мелиорации и улучшения земель, Вагенинген, Нидерланды, стр. 63-74. [4]
- ^ Рекультивация прибрежного засоленного вертисола путем орошаемого выращивания риса, интерпретация данных с помощью модели выщелачивания соли. В: Международный журнал сельскохозяйственных наук, 3, 57–66 [5] или [6].
- ^ Изменения эффективности выщелачивания определяются с помощью моделей засоления почвы, откалиброванных на сельскохозяйственных угодьях и связанных с текстурой почвы. [7] или [8]
- ^ Л.А.Ричардс (ред.), 1954. Диагностика и улучшение засоленных и солончаковых почв. Сельскохозяйственный справочник 60 Министерства сельского хозяйства США. В Интернете.