Model wymywania (gleba)
Model wymywania to model hydrologiczny , za pomocą którego opisuje się wymywanie rozpuszczonych w glebie substancji, zwłaszcza soli, za pomocą wody do nawadniania , w zależności od reżimu hydrologicznego i właściwości gleby .
Model może opisywać proces (1) w czasie i (2) jako funkcję ilości zastosowanej wody.
Wypłukiwanie jest często wykonywane w celu odzyskania słonej gleby lub zachowania korzystnej zawartości soli w glebie nawadnianej, ponieważ cała woda do nawadniania zawiera sole.
Krzywe ługowania
Proces wymywania w słonej glebie, która ma zostać zrekultywowana, jest zilustrowany na krzywych wymywania na rysunku 1, uzyskanych z danych z pilotażowego obszaru Chacupe w Peru . Pokazuje zasolenie gleby pod względem przewodności elektrycznej (EC) roztworu glebowego w odniesieniu do jego wartości początkowej (ECi) w funkcji ilości wody przesiąkającej przez glebę. Wierzchnia warstwa gleby szybko wypłukuje się. Zasolenie głębszej gleby najpierw wzrasta z powodu soli wypłukiwanych z wierzchniej warstwy gleby, ale później również maleje.
Wydajność ługowania
Ze względu na nierównomierne rozmieszczenie soli w glebie lub nierównomierność struktury gleby (ryc. 2) skuteczność wymywania (E L ) może być różna od jedności.
Gleby o niskiej wydajności wymywania są trudne do rekultywacji. W delcie Tagu w Portugalii skuteczność wymywania gęstej gleby gliniastej wynosiła od 0,10 do 0,15 . Gleby nie nadawały się do intensywnego rolnictwa i były wykorzystywane do hodowli byków na grubych naturalnych pastwiskach .
Z drugiej strony gleba gliniasta w delcie Nilu w Egipcie ma znacznie lepszą skuteczność wymywania, wynoszącą od 0,7 do 0,8 . Na rycinie 3 przedstawiono krzywe wymywania dla różnych wydajności wymywania, jak przyjęto w modelu wymywania SaltMod z danymi z obszaru pilotażowego Mashtul. Zaobserwowane wartości zasolenia gleby najlepiej odpowiadają wydajności wymywania około 0,75. Rysunek ilustruje proces kalibracji wydajności wymywania, którego parametr jest trudny do bezpośredniego zmierzenia.
Gleba gliniasta w delcie rzeki w pobliżu Chiclayo w Peru również okazała się dość niska
Przegląd wydajności wymywania w różnych rodzajach gleby przedstawiono w następnej tabeli
| Kraj | Rodzaj gleby | Wydajność ługowania |
|---|---|---|
| Chiny | Gliniasty | 1.0 |
| Holandia | Piaszczysty | 1.0 |
| Tunezja | mulista glina | 0,80 |
| Indie | Glina, illit | 0,70 |
| Indyk | Glina , illit | 0,70 |
| Tajlandia | glina smektytowa *) | 0,20 |
| Portugalia | glina smektytowa *) | 0,15 |
| Peru | Glina, smektytowa *) | 0,11 |
- ) Zwany także smektytem , wertizolem , montmorylonitem , ciężką gliną, gliną pęczniejącą, gliną o słabej strukturze
Wymóg ługowania
Wymóg wymywania może odnosić się do:
- Całkowita ilość wody potrzebna do sprowadzenia zasolenia gleby z początkowej wysokiej wartości do akceptowalnej wartości zgodnie z tolerancją soli przez uprawiane rośliny. Z ryciny 1 widać, że potrzeba 800 mm wody (lub 8000 m 3 /ha), aby obniżyć zasolenie gleby do 60% pierwotnej wartości w warstwie gleby na głębokości od 40 do 60 cm. Gdy zasolenie musi być mniejsze niż 60%, ekstrapolacja krzywej wymywania, użycie równania wymywania (patrz poniżej) lub modelu wymywania, takiego jak SaltMod jest niezbędne do uzyskania wiarygodnego oszacowania dodatkowego wymogu wymywania.
- Roczna ilość wody perkolacyjnej (tj. dodatkowa ilość wody do nawadniania na wierzchu upraw konsumpcyjnych) wymagana do zachowania akceptowalnego bilansu soli w glebie zgodnie z tolerancją na sól roślin, które mają być uprawiane. Stosunek
- F L = Perc/Irr, gdzie Perc = ilość wymaganej wody perkolacyjnej, a Irr = całkowita ilość wody do nawadniania,
- nazywana jest frakcją wypłukującą , patrz także poniżej.
Równanie ługowania
Dolne ramię krzywych wypłukiwania, jak na rycinie 3, można opisać równaniem wypłukiwania:
- Ct = Ci + (Co - Ci) exp (-E L.T.Qp /Ws)
gdzie C = stężenie soli, Ct = C w glebie w czasie T, Co = C w glebie w czasie T=0, Ci = C wody do nawadniania, EL = wydajność wymywania, Qp = średnia szybkość przenikania przez glebę oraz Ws = woda zmagazynowana w glebie przy nasyceniu pola .
Frakcja ługująca
Aby zachować akceptowalny bilans soli w glebie zgodnie z tolerancją na sól uprawianych roślin, frakcja wypłukiwana musi wynosić co najmniej:
- F L = Ci/Cs
gdzie Ci = stężenie soli w wodzie do nawadniania, a Cs to dopuszczalne stężenie soli w wilgotności gleby przy pojemności pola , zgodnie z tolerancją na sól roślin, które mają być uprawiane.