Magnesium in Saline Gypsum-Containing Soils of Russia

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Statistical analysis of 3802 samples of saline soils from different regions of Russia made possible to substantiate observations of a higher proportion of magnesium in soils containing gypsum compared to saline soils without gypsum. Gypsum is not a toxic salt and its presence does not lead to an increase in salinity. The increase of the salinity degree is mainly associated with sodium and magnesium salts, with the proportion of sodium more often than the proportion of magnesium. The article statistically substantiates that in the studied saline soils that do not contain gypsum, among the cations in the water extract (1 : 5), sodium most often dominates at any degree of salinity. The appearance of gypsum in the soil profile is accompanied by a significant increase in the proportion of magnesium. With a low and medium degree of salinity in horizons containing more than 1% gypsum, according to the median, as well as the arithmetic mean, upper quartile and maximum, the proportion of magnesium from the sum of sodium and magnesium in the water extract (1 : 5) is often more than 50%. Even at a strong and very strong degree of salinity, the proportion of magnesium in gypsum-containing horizons is significant and amounts to 43 and 31%, respectively, on the median, which is 5.8–6.7 times higher than the proportion of magnesium in gypsum-free horizons of the same degree of salinity.

About the authors

G. I. Chernousenko

Dokuchaev Soil Science

Author for correspondence.
Email: chergi@mail.ru
Russia, 119017, Moscow, Institute, 7

N. B. Khitrov

Dokuchaev Soil Science

Author for correspondence.
Email: khitrovnb@gmail.com
Russia, 119017, Moscow, Institute, 7

E. I. Pankova

Dokuchaev Soil Science

Email: khitrovnb@gmail.com
Russia, 119017, Moscow, Institute, 7

References

  1. Андреев Б.В. Теоретические основы повышения плодородия солонцов и солонцеватых почв. Автореф. дис. … д. с.-х. н. Омск, 1956. 18 с.
  2. Базилевич Н.И., Панкова Е.И. Опыт классификации почв по засолению // Почвоведение. 1968. № 11. С. 3–16.
  3. Гончарова Н.А. Особенности генезиса малонатриевых солонцов и каштановых солонцеватых почв Поволжья. Автореф. дис. … к. с.-х. н. М., 1969. 20 с.
  4. Градобоев Н.Д. Природные условия и почвенный покров левобережной части Минусинской впадины // Тр. Южно-Минус. эксп. Почвы Минусинской впадины. М.: Изд-во АН СССР, 1954. С. 7–184.
  5. Засоленные почвы России. М.: ИКЦ “Академкнига”, 2006. 854 с.
  6. Красная книга почв Республики Татарстан. Казань: Фолиант, 2012. 191 с.
  7. Магницкий К.П. Магниевые удобрения. М.: Сельхозгиз, 1952. 110 с.
  8. Мартынов В.П. Почвы горного Прибайкалья. Улан-Удэ: Бурят. книж. изд-во, 1965. 165 с.
  9. Минашина Н.Г., Гаврилова Г.К. Влияние сульфатно-магниевого засоления на урожай хлопчатника на мелиорированных гипсоносных почвах Ферганской опытной станции // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2007. Вып. 60. С. 11–19.
  10. Минашина Н.Г., Шишов Л.Л., Гаврилова Г.Л. Гажевые солончаки юго-западной части Голодной степи, их почвенные растворы и генезис // Почвоведение. 2004. № 5. С. 527–536.
  11. Мироненко Е.В., Пачепский Я.А., Понизовский А.А. Моделирование массообмена фаз почв на основе термодинамических уравнений физико-химических равновесий. Пущино, 1981. 52 с.
  12. Носин В.А. Почвы Тувы. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 142 с.
  13. Панкова Е.И., Голованов Д.Л., Соловьев Д.А., Ямнова И.А. История формирования и особенности почвенно-литолого-геоморфологического строения Джизакской степи как основа ее природного районирования // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2021. Вып. 107. С. 33–60. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2021-107-33-60
  14. Панкова Е.И., Ямнова И.А. Формы солевых аккумуляций в гидроморфных хлоридных и сульфатных солончаках Монголии // Почвоведение. 1980. № 2. С. 99–108.
  15. Понизовский А.А., Пинский Д.Л., Воробьева Л.А. Химические процессы и равновесия в почвах. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. 102 с.
  16. Руководство по лабораторным методам исследования ионно-солевого состава нейтральных и щелочных минеральных почв. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 1990. 236 с.
  17. Турдалиев Ж.М., Мансуров Ш.С., Ахмедов А.У., Абдурахмонов Н.Ю. Засоленность почвогрунтов и грунтовых вод Ферганской долины // Научное обозрение. Биол. науки. 2019. № 2. С. 10–15. https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1139 (дата обращения: 09.01.2023).
  18. Убугунов В.Л. Солонцы севера Баргузинской котловины (Бурятия, Россия) // Вестник Кыргызского нац. аграрного ун-та им. К.И. Скрябина. 2017. № 2. С. 56–60.
  19. Хитров Н.Б., Панкова Е.И., Новикова А.Ф., Черноусенко Г.И., Ямнова И.А. Теоретические и методические основы предотвращения вторичного засоления почв // Научные основы предотвращения деградации почв (земель) сельскохозяйственных угодий России и формирования систем воспроизводства их плодородия в адаптивно-ландшафтном земледелии. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2013. Т. 1. С. 383–464.
  20. Черноусенко Г.И. Засоленные почвы котловин юга Восточной Сибири. М.: МАКС Пресс, 2022. 480 с.
  21. Черноусенко Г.И., Курбатская С.С. Засоленность почв разных природных зон котловинных ландшафтов Тувы // Почвоведение. 2017. № 11. С. 1296–1311. https://doi.org/10.7868/S0032180X17110041
  22. Черноусенко Г.И., Лопатовская О.Г., Ямнова И.А. Распространение, химизм и генезис засоленных почв Предбайкалья // География и природные ресурсы. 2005. № 2. С. 84–92.
  23. Шеуджен А.Х., Бондарева Т.Н., Онищенко Л.М., Бочко Т.Ф., Лебедовский И.А., Осипов М.А., Есипенко С.В. Содержание и формы соединений магния в черноземе выщелоченном Западного Предкавказья в условиях агрогенеза // Научный журн. КубГАУ. 2015. № 112. http://ej.kubagro.ru/2015/08/pdf/124.pdf.
  24. Ямнова И.А. Микроморфологическая и минералогическая диагностика засоления почв. Автореф. дис. … канд. биол. н. М., 1990. 24 с.
  25. Ямнова И.А., Черноусенко Г.И. Гипсоносные гажевые почвы суббореального пояса Евразии // Почвоведение. 2023. № 1. С. 3–19. https://doi.org/10.31857/S0032180X22600603
  26. Ямнова И.А., Черноусенко Г.И., Сотнева Н.И. Засоление почв дельты р. Волги и района Западных ильменей // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2005. Вып. 57. С. 31–43.
  27. Acosta J.A., Faz A., Jansen B., Kalbitz K., Martínez–Martínez S. Assessment of salinity status in intensively cultivated soils under semiarid climate, Murcia, SE Spain // J. Arid Environ. 2011. V. 75. P. 1056–1066. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2011.05.006
  28. Al-Dulaijan S.U. Sulfate resistance of plain and blended cements exposed to magnesium sulfate solutions // Construction and Building Materials. 2007. V. 21. P. 1792–1802. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.05.017
  29. Chernousenko G.I., Yamnova I.A. Gazha Soils of Russia // 19th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2019: conference proceedings. Albena, Bulgaria, 30 June–6 July, 2019. Sofia, 2019. V. 19. P. 231–238. https://doi.org/10.5593/sgem2019/3.2/S13.031
  30. Fu Z., Wang P., Sun J., Lu Z., Yang H., Liu J., Xia J., Li T. Composition, seasonal variation, and salinization characteristics of soil salinity in the Chenier Island of the Yellow River Delta // Global Ecology and Conservation. 2020. V. 24. P. e01318. https://doi.org/10.1016/j.gecco.2020.e01318
  31. Gebremeskel G., Gebremicael T.G., Kifle M., Meresa E., Gebremedhin T., Girmay A. Salinization pattern and its spatial distribution in the irrigated agriculture of Northern Ethiopia: An integrated approach of quantitative and spatial analysis // Agricultural Water Management. 2018. V. 206. P. 147–157. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2018.05.007
  32. Langmuir D. Thermodynamic properties of phases in the system CaO–MgO–CO2–H2O // Geol. Soc. Am. Spec. Pap. 1964. V. 82. P. 120.
  33. Ngabire M., Wang T., Xue X., Liao J., Sahbeni G., Huang C., Duan H., Song X. Soil salinization mapping across different sandy land-cover types in the Shiyang River Basin: A remote sensing and multiple linear regression approach // Remote Sensing Applications: Society and Environment. 2022. V. 28. P. 100847. https://doi.org/10.1016/j.rsase.2022.100847
  34. Pessoa L.G.M., Freire M.B.G. dos S., Green C.H.M., Miranda M.F.A., Filho J.C. de A., Pessoa W.R.L.S. Assessment of soil salinity status under different land-use conditions in the semiarid region of Northeastern Brazil // Ecological Indicators. 2022. V. 141. P. 109139. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.109139
  35. Pfitzner K.S., Harford A.J., Whiteside T.G., Bartolo R.E. Mapping magnesium sulfate salts from saline mine discharge with airborne hyperspectral data // Sci. Total Environ. 2018. V. 640–641. P. 1259–1271. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.05.396
  36. Rusati P.K., Song K.-I. Magnesium chloride and sulfate attacks on gravel-sand-cement-inorganic binder mixture // Construction and Building Materials. 2018. V. 187. P. 565–571. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.07.149
  37. Wang X., Zhang H., Zhang Z., Zhang C., Zhang K., Pang H., Bell S.M., Li Y., Chen J. Reinforced soil salinization with distance along the river: A case study of the Yellow River Basin // Agricultural Water Management. 2023. V. 279. P. 108184. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2023.108184
  38. Winland H.D. Stability of calcium carbonate polymorphs in warm, shallow seawater // J. Sedimentary Res. 1969. V. 39. № 4. P. 1579–1587.
  39. Yu P., Liu S., Yang H., Fan G., Zhou D. Short-term land use conversions influence the profile distribution of soil salinity and sodicity in northeastern China // Ecological Indicators. 2018. V. 88. P. 79–87. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2018.01.017
  40. Zhao G., Li J., Han F., Shi M., an H. Sulfate-induced degradation of cast-in-situ concrete influenced by magnesium // Construction and Building Materials. 2019. V. 199. P. 194–206. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.022

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (153KB)
Indexing metadata
3.

Download (144KB)
Indexing metadata
4.

Download (135KB)
Indexing metadata
5.

Download (147KB)
Indexing metadata
6.

Download (78KB)
Indexing metadata
7.

Download (646KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Г.И. Черноусенко, Н.Б. Хитров, Е.И. Панкова

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».