IG N A C Y D E C H N IK , J E R Z Y L IP IE C
W P Ł Y W R O K R Y S O L U W F-2 I O D P A D Ó W PO F L O T A C J I S IA R K I N A W Ł A Ś C IW O Ś C I W O D N E G L E B Y
Zakład A g r o fiz y k i P olsk iej A k ad em ii Nauk w Lu b lin ie
Środki syntetyczne lub odpadowe stosowane do agregatowania gleby p rzy ciężkim składzie mechanicznym powodują jej rozluźnienie i zm niej szenie podatności na zaskorupianie. Od tych czyników zależy w znacz nej mierze przewodnictwo i retencja wodna gleby [3, 4].
Zakres oddziaływania stosowanych środków zależy w dużym stopniu od tekstury i aktualnej struktury gleby. Z dotychczasowych badań w y nika, że przepuszczalne gleby ciężkie w większym stopniu reagują na działanie środków strukturotwórczych niż gleby o lżejszym składzie mechanicznym [5, 6].
Przeprow adzono badania mające na celu określenie zakresu oddzia ływania rokrysolu W F-2 i odpadów po flotacji siarki na wielkość współ czynnika przewodnictwa wodnego К i retencji wodnej gleby lessowej
podatnej w dużym stopniu na erozję i zaskorupianie.
M E T O D Y K A B A D A Ń
W roku 1978 w doświadczeniu polow ym do powierzchniowej w ar stw y badanej gleb y płowej w ytw orzonej z lessu (tab. 1) wprowadzono następujące środki:
— rokrysol W F-2, wysokocząsteczkowy polim er lin iow y o ciężarze cząsteczkowym około 1 000 000, h yd rofilow y (dawka 20 kg/ha).
— odpady po flotacji siarki w postaci szlamu (dawka 6 t/ha). Oznaczenia współczynnika przewodnictwa wodnego К w glebie nie nasyconej wodą wykonano w warunkach polowych metodą przepływ u z zastosowaiem skorup gipsowych [1]. W technice tej zastosowano in- filtrom etr stalowy o średnicy 28 cm i wysokości 15 cm, szczelnie ota czający badaną warstwę gleby. Szybkość przepływu wraz z ciśnieniem
w ody glebow ej (m ierzonym tensjonometrycznie), regulowana przez różne skorupy, um ożliwiała w ykreślenie k rzyw ej przewodnictwa wodnego K . P o usunięciu ostatniej skorupy w przygotowanej kolumnie glebow ej
T a b e l a 1
N ie k tó re w ła ś c iw o ś c i fiz y c z n e i chemiczne g le b y le s s o w e j na p o lu doświadczalnym
Some p h y s ic a l and chem ical p r o p e r t ie s o f lo e s s s o i l under study
Procentowy u d z ia ł f r a k c j i mechanicznych - mm
P ercentage content o f m echanical f r a c t i o n s P orowatość o gólna w kombinacjach-% T o t a l p o r o s it y in p a r t i c u l a r treatm ents - % Próch n ic a Humus % P o w ierz chnia w ła śc iw a S p e c if i c a r e a 2 m g 1 -0 ,1 0 , 1 -0,05 0 ,0 5 -0,02 0 ,0 2 -0,005 0 ,0 0 5 -0,002 < 0 ,0 0 2 r o k r y s o l WF-2 odpadya a s te s k o n tro la c o n t r o l 4 t 10 46 21 5 14 51,2 50,5 49,1 1,37 30,58
oznaczono współczynnik przewodnictwa wodnego w glebie nasyconej wodą. Zdolność retencyjną oznaczono metodą bloku pyłow ego i kom ory wysokociśnieniowej podaną przez Z a w a d z k i e g o [7].
O M Ó W IE N IE W Y N IK Ó W B A D A Ń
W s p ó ł c z y n n i k p r z e w o d n i c t w a w o d n e g o K. W prow a dzenie badanych środków do gleby spowodowało zwiększenie jej zdol ności przenoszenia wody. Zróżnicowanie współczynnika przewodnictwa wodnego К między glebą traktowaną omawianymi środkami i kontrolą ujawniło się najw yraźniej w stanie nasycenia gleby wodą przy ssaniu od 0 do 18 hPa (rys. 1). N ajw iększy wzrost przewodnictwa w tym zakresie ssania stwierdzono w glebie traktowanej rokrysolem W F-2, przy czym różnica w stosunku do przewodnictwa gleby z dodatkiem od padów po flotacji siarki była niewielka i znacznie mniejsza niż między kombinacjami z odpadami po flotacji siarki i kontrolą.
Zwiększenie przewodnictwa wodnego przy wysokim nasyceniu gleby zastosowanymi środkami wynikało z korzystnego ich oddziaływania na tworzenie się agregatów i ich wodoodporność, co warunkuje przestrzenny rozkład porów. Na poprawę stanu agregacji gleby traktowanej rok ry solem W F-2 i odpadami po flotacji siarki wskazują w yniki badań D e c h - n i k a i D ę b i c k i e g o [2] przeprowadzonych również na glebie w y tworzonej z lessu.
W yraźne zmniejszenie wartości współczynnika przewodnictwa w od nego К powodowane wzrostem ssania gleby (do 18 hPa) w glebie z do datkiem rokrysolu W F-2 i odpadów po flotacji siarki oraz brak w y raźnego zróżnicowania współczynnika przewodnictwa wodnego К w za kresie wyższych wartości ssania (od około 20 do 70 hPa) dowodzi, że większa porowatość ogólna wierzchniej w arstw y gleby z dodatkiem tych środków w porównaniu z kontrolą (tab. 1) była głównie w ynikiem wzrostu udziału porów dużych w całkowitej objętości porów. Jak
wia-Rys. 1. K rz y w e współczynnika przew odnictw a w odnego К gleby lessowej z do datkiem rokrysolu W F-2 i odpadów po flo ta c ji siarki
1 — k o n tr o la , 2 — o d p a d y po f l o t a c j i s ia rk i, 3 — r o k r y s o l W F-2
H ydrau lic conductivity К o f loess soil treated w ith R okrysol W F-2 and sulphur flotation wastes
1 — c o n tr o l, 2 — su lp h u r f lo t a t io n w a s te s, 3 — R o k r y s o l W F -2
aomo, pory duże biorą udział tylko w przewodnictwie gleby nasyconej wodą, a wraz ze wzrostem ssania stają się puste w pierwszej kolejności ze względu na niską energię wiązania wody.
Z d o l n o ś ć m a g a z y n o w a n i a w o d y . Przebieg krzyw ych pF wskazuje (rys. 2), że różnice m iędzy poszczególnymi kombinacjami są stosunkowo niewielkie. N ajbardziej są one widoczne w przedziale niż szych wartości pF (do 1,3), w którym największą wilgotność w ykazy wała gleba z dodatkiem rokrysolu WF-2, a najmniejszą — pole kontrol ne. Brak wyraźnego zróżnicowania wilgotności w w yższym zakresie pF wskazuje, że zastosowane środki nie w y w a rły istotnego w pływ u na efektyw ną i potencjalną retencję użyteczną gleby.
P O D S U M O W A N IE
Uzyskane w yniki wskazują, że w p ływ wprowadzonych do gleby les sowej rokrysolu W F-2 i odpadów po flotacji siarki przejawia się głów nie w zwiększeniu przewodnictwa i retencji wodnej w zakresie niskich
Rys. 2. R eten cja wodna gleb y lessowej z dodatkiem rokrysolu W F-2 i odpadów po
flotacji siarki
1, 2 i 3 — ja k w ry s . 1
W ater retention o f loess soil treated w ith R okrysol W F-2 and sulphur flotation wastes
1, 2, a n d 3 — se e F ig . 1
ssań gleby, korespondujących ze stanem nasycania i uwilgotnieniem bliskim stanu nasycenia je j wodą. E fekty te zwiększające zdolność prze noszenia w ody w głąb profilu glebow ego mogą być głów nym i czynni kami determ inującym i przydatność badanych środków do ograniczenia e ro zji i spływ ów powierzchniowych w ody na glebie lessowej.
L IT E R A T U R A
{1] В o u m a J.: Use o f physical methods to expand soil survey interpretations o f soil drainage conditions. S oil Sei. Soc. A m . Proc. 37, 1973, 413-421.
[2] D e c h n i k I., D ę b i c k i R.: O ddziaływ anie środków syntetycznych i odpa d ow ych z przem ysłu na agregację gleb y i je j wodoodporność. Rocz. glebozn. w tym num erze s. 156-164.
[3] E p s z t e i n S. M.: K in ietik a stabilnosti iskusstwiennych poczw iennych agrie- gatow . Poczw . 1973, 8, 68-74.
[4] H e n d r i c k R. M., M o w r y D. T.: E ffect o f synthetic polyelectrolytes on aggregation, aeration and w ater relationships o f soil. Soil Sei. 73, 1952, 427-441. [5] W a t s о n C. L., M c N e a l В. L., L e t e y J.: The effe c t o f surfactants on the
hydraulic conductivity of salt — affected soils. S oil Sei. 108, 1969, 58-63. [6] W a t s o n C. L., L e t e y J., M u s t a f a M. A .: The influence o f liquid surface
tension and liqu id-soil contact angle on luquid entry into porous media. Soil Sei. 112, 1971, 178-183.
£7] Z a w a d z k i S.: L a b ora toryjn e oznaczanie zdolności reten cyjn ej u tw orów g le bowych. W iad. IM U Z 11, 1973, 2. И. Д Е Х Н И К , Ю. Л И П Е Ц В Л И Я Н И Е П О Л И М Е Р А Р О К Р Ы С О Л Ь В Ф -2 И П О Ф Л О Т А Ц И О Н Н Ы Х С Е Р Н Ы Х О Т Х О Д О В Н А В О Д Н Ы Е С В О Й С Т В А П О Ч В Ы Агроф изический И нститут П ольской академии наук в Лю блине Р е з ю м е Исследования бы ли проведены на лессированной почве образованной из лёсса. О пределяли изменения проводимости и водной ретенции под влиянием применения линейного полимера Р ок р ы соль В Ф -2 и поф лотационны х серных отходов. П олучен н ы е р езульта ты показывают, что внесение в почву веществ: Рок р ы соль В Ф -2 и поф лотационны х серных отходов проявляется повышением проводимости и е о д н о й ретенции преимущ ественно в пределах низких значений сасущ ей силы почвы, свойственных состоянию насыщ енности либо состоянию близком у насыщению почвы водой. Такой эффект, повышающий способность по движения влаги в глуби н у профиля, может я вля ться основным ф актором детерминирующ им пригодность исследуем ы х веществ д ля подавления эрозии и поверхностного стока вод на лёссовой почве. I. D E C H N IK , J. L I P I E C E F F E C T O F R O K R Y S O L W F-2 A N D OF S U L P H U R P O S T F L O T A T IO N W A S T E S O N H Y D R O L O G IC A L P R O P E R T IE S OF S O IL Institute o f Agrophysics, P olish A cad em y o f Sciences
S u m m a r y
Th e respective investigations w ere carried out on soil lessivé developed fro m loess. H ydrau lic conductivity and retention changes under the effe c t o f applied linear polym er — R okrysol W F-2, and sulphur postflotation wastes w ere d eter mined. The results obtained prove that the e ffect o f the fo llo w in g m aterials: R ok rysol W F-2 and sulphur flotation wastes, introduced into soil, lead, first o f all, to an increase o f w ater conductivity and retention w ith in the range o f low suction o f soil, corresponding w ith the saturation and moisture le v e l approxim ating its w ater saturation state. These effects increasing the w ater penetration into the soil p rofile depth can constitute main factors determ ining usefulness o f the m aterials in vestigated fo r reduction o f erosion and surface ru n o ff o f w ater on loess soil.
P ro/ , dr Ignacy Dech nik Zakład Ag ro fi zyk i P A N
