Модель выщелачивания – это гидрологическая модель, с помощью которой описывается вымывание оросительной 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.
Промывку часто проводят для рекультивации засоленной почвы или сохранения благоприятного содержания солей в почве орошаемых земель [1] , поскольку вся поливная вода содержит соли.
Кривые выщелачивания
Рисунок 1. Экспериментальные данные пилотного участка Чакупе
Процесс выщелачивания в соленой почве , подлежащей рекультивации, проиллюстрирован кривыми выщелачивания на рисунке 1, полученными на основе данных пилотного участка Чакупе, Перу . [2] Он показывает засоление 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
Рисунок 2. Принцип эффективности выщелачиванияРисунок 3. Кривые выщелачивания и калибровка эффективности выщелачивания
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 .
С другой стороны, глинистая почва в дельте Нила в Египте имеет гораздо лучшую эффективность выщелачивания — от 0,7 до 0,8 . 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 близ Чиклайо , Перу, также оказалась достаточно низкой [7]
Обзор эффективности выщелачивания в различных типах почв приведен в следующей таблице [8].
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 для снижения засоления почвы до 60% от первоначального значения в слое почвы на глубине 40–60 см необходимо 800 мм воды (или 8000 м 3 /га). 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
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 времени 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
Для сохранения приемлемого солевого баланса почвы в соответствии с солеустойчивостью выращиваемых культур фракция выщелачивания должна быть не менее: [9]
F L = Ci/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.
Рекомендации
^ abc JW van Hoorn и JG van Alphen (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 .
^ CA Альва, Дж. Г. ван Альфен, А. де ла Торре, Л. Манрике, 1976. Проблемы Drenaje y Salinidad en la Costa Peruana. 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. Тезис. 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, определенные 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.
