close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

540

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
-j
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР
МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА .
И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА
4-Ж&3
На правах рукописи
Н. А; ГОНЧАРОВА
ОСОБЕННОСТИ ГЕНЕЗИСА
МАЛОНАТРИЕВЫХ СОЛОНЦОВ
И КАШТАНОВЫХ СОЛОНЦЕВАТЫХ ПОЧВ
ПОВОЛЖЬЯ
(на примере исследований почв Камышинского района
волгоградской области)
\
(Почвоведение № 532)
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
МОСКВА — 1969
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Работа.выполнена' на кафедре почвоведения <Московской
ордена Ленина и орденахТрудового Красного Знаменисельскохозяйственной академии имени; К. А. Тимирязева.
Научный/руководитель — кандидат.:' с.-х. наук, доцеит.
Н. П; Панов. "
Официальные оппоненты: доктор с.-.х; наук К. Ш Пак, кан?
дидат с.-х. наук О; Г. Пеньков.
Ведущее учреждение.'— Проблемная лаборатория Омско­
го сельскохозяйственного института.
__
••.'"'
Автореферат разослан . / ^ ° . 5
5
е
.^?Р
e
я
:
AA :
. . J969 г;
Защита состоится . * . .. . . ; 3 ? * P * : •. .1970 г.
на заседании Ученого совета факультета агрохимии и почво­
ведения TGXA.
* - •
- -•
. - ' . • • - ' .
G диссертацией можно ознакомиться в ЦНБТСХА '(кор­
пус 10).
• •
. . . . . - - •
Ваши-отзывы и замечания по автореферату просим при­
слать по адресу: Москва^ А—8, > Тимирязевская: ул., 49, кор­
пус 8, сектор защиты-диссертаций'ТСХАг .
.
Отзывы, заверенные-печатью,' просьба прислать в двух: эк- v
земплярах.
~ *• '
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В решении XXIII съезда КПСС и майского Пленума ЦК
КПСС указывается на необходимость исследований в обла­
сти освоения и окультуривания солонцовых почв. Разработка
научных основ повышения плодородия солонцовых почв тре­
бует углубленных исследований теории солонцового процесса.
Известно, что причиной солонневатости считается наличие
ц почве значительных количеств поглощенного натрия. Одна­
ко исследованиями последних"лет установлено, что в стенной
зоне СССР и зарубежных стран наряду с многонатриевыми
широко распространены мялоггатриевые солонцы к солонцо­
вые почвы, которые характеризуются отрицательными свойст­
вами, присущими многонатриевым солонцам. Теория обмен­
ного натрия, как единственного фактора, определяющего со­
лонцовый процесс, оказывается недостаточной. Фактически не
всегда обнаруживается тесная корреляционная связь между
содержанием обменного натрия и степенью проявления солонцеватости и почвах.
Генезис малонатриевых солонцов и солонцеватых почв
сложен и пока не нашел должного объяснения. Одни исследо­
ватели солонневатости этих почв считают реликтовой (Л. Н.
Соколовский, НУЛИ; II. В. Орловский, 1955; Л. М. Можейко,
19(50; В. Л. Ковда, 1903; W. P. Kelley, 1937; I. М. Mac Gregor a.
F. Л. Wyatt, 1945; G. F. Beiitley a. G. О. Rost, 1958; W. К. 1апzert, Н. С. Moss, 1959 и др.), другие — причину солонцеватосги
объясняют высоким содержанием обменного магния {П. И.
Шаврыгнн, 1936; П. М. Брешковский, 1937; W. R. Gill, G. D..
Sherman 1952; Л\. G. Khiyes, 19G6) и третьи — неблагоприят­
ные свойства малонатриевых солонцов связывают с наличием
гидрофильных продуктов взаимодействия почвы (породы)
с растворами солей — продуктов гальмнролпза (Б. В. Андре­
ев, 1954; D. I. Hissink, 1932).
Роль натрия в развитии солонцового процесса общеизвест­
на. Однако, природный процесс солонцеобразования нельзя
сводить только к этому одному фактору — наличию обменного
натрия. Также очевидно, что есть другая причина солонцеватости, другой, более общий признак^ объединяющий между
собой как многонатрневые, тьш.н-малонаТриевые-солхншы.
\-f--~t . V "
' "'*«"**/
j
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В связи с этим черед нами были поставлены следующие за­
дачи:
1. Исследовать .микроморфологическое строение, физиче­
ские, химические свойства и минералогический состав малонатриевых солонцов и каштановых солонцеватых почв.
2. Выяснить, какой фактор может служить надежным кри­
терием солоицеватостп в .малонатриевых солонцах?
3. Исследовать роль магии» в проявлении неблагоприят­
ных солонцовых свойств почв.
•1. Исследовать роль подвижных элементов и вторичных сое­
динении в явлениях солоицеватостп.
Объекты и методы исследований
Экспериментальная работа состояла из полевых и лабора­
торных исследований. Опыты проводились в течение трех лет
(1966—1969 гг.) на яафедре почвоведения н на Камышинскон
опытной станции Волгоградской области.
Объектом исследований служили каштановые солонцева­
тые почвы и .малонатриевые солонцы, развитые на
разных
почвообразующн.х породах, характеризующиеся невысоким
содержанием обменного натрия. В качестве типичных разре­
зов взяты:
1. Каштановая слабосолонцеватая на лессовидном суглин­
ке (разрез 2),
2. Каштановая среднесолоицеватая на лессовидном суглин­
ке (разрез 3 ) .
3. Солонец глубок/iff осолоделый иа лессовидном суглинке
(разрез I ) .
4. Солонец на лессовидном суглинке (разрез 4).
5. Солонец на палеогеновом суглинке (разрез 5).
6. Солонец-солончак на палеогеновом суглинке (разрез 6 ) .
Исследование генетических признаков каштановых солон­
цеватых почв и малонатрпевых солонцов проводилось путем
разбора морфологических признаков и микроморфологического строении исследуемых почв, изучения физических, хими­
ческих свойств и их валового состава. Последние определя­
лись но общепринятым методикам.
Минералогический состав высокоднсиерсной фракции почв
изучался методами дифференциального термического и рентгено-структурного анализов с использованием
результатов
валового химического состава илистой фракции почв.
Дополнительно для исследования особенностей генезиса
.малонатриевых солонцов и каштановых солонцеватых почв
проводилось определение набухаемости на приборе. М. В. Ва­
сильева с использованием уравнения С. Н. Алешина, изучение
количества и качества воднопептизируемого («свободного»)
<>
9
•
. Ъ ч ••'•-''•
.
.
'•••••
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ила. Воднопептизируемый ил ( < 1 рм) выделялся седиментацнонным методом без предварительной химической и физиче­
ской обработок при отношении почвы к поде 1 : 8 с последую­
щим выпариванием илистых суспензий (П. И. Крупкин, 1959).
Для выявления роли неустойчивых почвенных компонентов
и подвижных соединений в создании специфических свойств
малонатриевых солонцов .мы определяли различные формы
подвижных минеральных и металлоорганических соединений
(К. П. Пак, П. Г. Цурюпа, 1968).
Влияние натриевых, магниевых и кальциевых солен на про­
цесс солонцеобразования изучалось при 4-месячном взаимо­
действии образцов пород разного возраста с 1 и. растворами
этих солен и их смесей.
Результаты исследований
Изучаемые нами малоиатриепые солонцы характеризуются
ярко выраженной морфологической и физической солонпсоаюстью, проявляющейся в четкой дифференциации почвенною профиля на генетические горизонты, ярко выраженном
иллювиальном (солонцовом) горизонте с глянцевой лакиров­
кой на гранях структурных отделыюстсй, плохой водопрони­
цаемости, высокой набухаемости, вязкости во влажном и проч­
ности в сухом состоянии.
Микроскопическое исследование тонких шлифов кашта­
новых солонцеватых почв и малонатриевых солонцов, разви­
тых на разных почвообразующих породах, выявило.;-- их относи­
тельное сходство, обусловленное общей биоклиматическон об­
становкой и различия, вызванные локальными особенностями,
влияющими на степень проявления процессов засоления, осолонцевания и пр. В солонцах, несмотря на незначительное со­
держание обменного натрия, обнаруживается явление осолонцевания, проявляющееся в большей пеитизнроваиности и по­
движности тонкодисперсного гумуса, в заметных количествах
глинистых веществ более плотного сложения и спутанно-во­
локнистого строения, в большей степени карбонатности и'загписованности.
Изучение набухания исследуемых почв показало повыше­
ние предельной набухаемости и константы скорости набуха­
ния по мере увеличения морфологической солонцеватости,
с максимальным значением в солонцах. Солонцы, развитые на
лессовидном суглинке, обладают большей емкостью набуха­
ния, чем солонцы на третичных отлоятниях, что обусловлено
повышенным содержанием гигроскопической влаги в послед­
них, содержанием минералов из группы цеолитов и большей
степенью засоления их легкорастворимыми солями, которые
подавляют процесс набухания коагуляцией и снижением осмо3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
тнческого давления в дисперсионной среде. Исследование кор­
реляционной зависимости между содержанием поглощенного
Na и емкостью набухания в исследуемых почвах указывает на
несущественную связь между ними (г = 0,35±0,14, при п = 12).
Емкость набухания в исследуемых каштановых солонцеватых
почвах и малонатриевых солонцах достаточно четко коррелнруется с содержанием воднопептизируемого (свободного) ила
(г-0,92±0,14, при п=12).
Такое физическое свойство как набухание связано с изме­
нением степени дисперсности коллоидов, и, следовательно,
с величиной их электрического заряда. Мерой этого заряда
является электрокинетический (дзета-) потенциал (И. Н. Антипов—Каратаев, 1935, С. Н. Алешин, А. И. Курбатов, 1969).
Исследования по определению дзета-потенциала исследуе­
мых почв, проводимые в электроосмотнческой трубке С. Н.
Алешина по методике, описанной А. И. Курбатовым (1969),
показывают увеличение электрокинетического (дзета-) потен­
циала в малонатриевых солонцах по сравнению с каштановы­
ми солонцеватыми почвами, особенно в иллювиальных гори­
зонтах. Дзета-потенциал в иллювиальных горизонтах кашта­
новых солонцеватых почвах колеблется в пределах 6,2—9,0 mv,
в то время как у солонцов, развитых на лессовидном суглинке,
в 95 случаях из 100 лежит в пределах 31,1—58,9 mv, а у солон­
цов, развитых на палеогеновом суглинке — в пределах 32,7—
35,9 mv. Высокая степень дисперсности солонцов, несмотря на
небольшое содержание поглощенного натрия, обусловливает
высокий дзега-потенциал, а следовательно, и неблагоприятные
физико-химические свойства солонцов.
Химические свойства исследуемых почв
Емкость поглощения (по сумме основании) неравномерна
по профилю с ясной закономерностью максимального увеличе­
ния в гор. В2 у солонцов, развитых на палеогеновом суглинке,
и в гор. Bj — у солонцов на лессовидном суглинке. В составе
поглощенных оснований малонатриевых солонцов, значитель­
ная доля (около 50%) приходится на обменный - магний
(табл. 1). Состав поглощенных катионов малонатриевых со­
лонцов, развитых на разных почвообразующих породах, зави­
сит в некоторой степени от состава исходных пород: большая
насыщенность лессовидных суглинков поглощенным магнием
обусловливает повышенное содержание его в почвенном
профиле.
По типу засоления исследуемые малонатрневые солонцы
Поволжья относятся ксульфатно-магниевым. На степень и ха­
рактер засоления исследуемых почв решающее значение ока4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 1
О UJ Н *-.
O S 0 * *
«с Й - З О
а. о з
M±tm
(п=10)
%
OS5V
% от общего
содержания
илистых
частиц
В т. ч. «свобод­
ного» ила
Емкость
обмена
Физические и физико-химические свойства исследуемых почз
Поглощен­
ные
^.г,
Na
•Я С
£ <
•Mg
"
ч^
•
-п
: t о
мэкв на 100 г
почвы
5 £•'-/:
Г- С
Каштановая слабосо.юнцеватая на лессовидном суглинке (разрез 2)
2,02:0,2
32,4
19.8; 0,8
9,2
1,38,0
5,2 ±0,2
24,0
21,7
0,5 32.0: 1,9
21,6
0,3 74,5: 1,1
34,0
20,4
0,7
93,0: 0,9
36,0
Солонец на лессовидном суглинке (разрез 1)
2,4
1,6
1,2
0,5
7,1
7,5
8,8
9,0
3,0
2,0
0,0
0,2
7,5
8,3
9,3
8,3
38,2
50,0
-42,0
10,2
3,4
1,9
0,6
0,2
6,9
8,2
8,7
8,0
29,7
3,6 ±0,1
18,0
•41,8
28,5
17.0 ±0,0
26,6
35,5
26,0
41,3
Солон ец — солончак на па
21,1
59,3
12.6
16,8
24,9
21,4
0.03
0.52
3,28
2,61
0,9
1,5
0,2
0,05
8,0
9,28,7
8,7
24,1
41,0
30,0
20,0
71,8
97,3
—
—
8,4
10,8
11,1
12,6
1,27
4,06
3,05
3,87
28,6
50,0
35,6
24,7
9,2
32,0
17,3 0,05
11,0
50,0 30,5
1,41
21,3 0,66
11,5
—
12,1
19,8 0,28
—
Солонец на палеотювом суглинке (разрез 5)
14,2
30,0
16,4
10,0
0,G
1,1
0,4
0.3
90,1а 0,4
1^0,82 1,8
150,5: :0,6
120,9; :1,1
6,6
8,2
10,5
8-5
1'..)
3.3
2,0
1,3
84,7: :0,5
61,62 1,9
71,1: :0.8
39,3: 0,6
3,3
1,0
3,0
3.3
0,8
1,6
0,7
0.6
78.6: :0,1
74,6: :0,6
61,6: ДО
59,9: :0.6
0,5 ±0,8
25,2±0,6
10,2±0,6
29,5 ±0,9
—
—
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
зынаюг характер и степень засоления ночпообразующей
породы.
Изучение содержания аморфной Si0 2 (n Fi% KOII вытяж­
ке) в почвах показало, чк> в малопатриевых солонцах, незави­
симо от почвообразующей породы, накопление аморфной
Si0 2 приурочено к иллювиальным горизонтам, что указывает
на ее участие в явлениях солонценатости. В каштановых со­
лонцеватых почвах избыток аморфной Si0 2 обнаруживается
в гумусово-элювиалыюм горизонте, что обусловлено ее на­
коплением в виде биологических образований.
Окислительно-восстановительные условия каштановых со­
лонцеватых почвах и малонатриевых солонцов в период иссле­
дований характеризовались как аэробные. При этом ОВП
каштановых солонцеватых почв несколько выше ОВП мало­
натриевых солонцов.
В валовом химическом составе каштановых солонцеватых
почв и малопатриевых солонцов, как и в многонатриевых, от­
мечается четко выраженное перераспределение Fe^Oj, AbOj
М^О но профилю почвы с заметным накоплением в солонцо­
вом горизонте (Bi). Гумусопо-элювиальные горизонты иссле­
дуемых почв обеднены вышеупомянутыми окислами и обога­
щены кремнекислотой. Химический состав почкообразующих
пород — лессовидного и палеогенового суглинков, довольно
своеобразен и отличен друг от друга. Палеогеновый суглинок
обогащен Si0 2 (68—79% против 64—62% в лессовидном, но
значительно обеднен R2O3 по сравнению с лессовидным су­
глинком.
Изучение химическою состава илистой фракции указыва­
ет, с одной стороны, нл сохранение общих закономерностей
распределения Si0 2 , R2O3 и МцО по профилю почв с относи­
тельным обогащением верхних горизонтов Si02, а иллювиаль­
ных горизонтов — полуторными окислами и MgO и с другой —
на уменьшение содержания в иле Si0 2 и увеличение ЛЬОз,
F203.
Минералогический состав
Каштановые солонцеватые почвы и малонатриевые солон­
цы исследуемой территории характеризуются высоким содер­
жанием гидрослюд и смешанно-слойных неупорядоченных
слюдо-монтморилонитовых минералов. По минералогическому
составу высокодисперсной фракции малонатриевые солонцы,
развитые па лессовидном суглинке, аналогичны каштановой
слабосолонцеватой почве, сформировавшейся на той же поро­
де, за исключением некоторых отличий. Содержание набухаю­
щих пакетов типа монтмориллонита и хлорита больше в со­
лонцах, и их накопление увеличивается с глубиной,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Малонатрисвые солоипы, (формирующиеся на разных почвообразующнх породах — лессовидном и палеогеновом суглин­
ках, характеризуются значительным разнообразием минераль­
ных ассоциации, что обусловлено особенностями минералоги­
ческого состава материнской породы.
По сравнению с солонцами, развитыми на четвертичных
лессовидных отложениях, в илистых фракциях третичных от­
ложении и солонцах, развитых на них, обнаруживаются мине­
ралы из группы цеолитов (клиноптилолит—Б. П. Градусов.
И. К. Дейнёка, Н. П. Чижнкова, 1969), кристобалнт, высокое
содержание монтмориллонита в сопровождении минералов
типа гидрослюд, каолинита (в верхней части профиля) и тон­
кодисперсного кварца.
Отмечается корреляция между содержанием в поглощен­
ном состоянии повышенного количества М ^ и хлоритового ми­
нерала. Отсутствие минералов этой группы п третичных отло­
жениях, как правило, увязывается с меньшим содержанием
магния в поглощенном состоянии.
Некоторые особенности генезиса малонатриевых солонцов
Из обширного круга вопросов, касающихся выяснения ге­
незиса малонатриевых солонцов и требующих дальнейшего
изучения, обращает на себя особое внимание
исследование
основных причин формирования иллювиальных горизонтов в
малонатриевых солонцах и их факторов, определяющих свой­
ства этих горизонтов.
Выделение воднопептизируе.мого
(«свободного») ила из
112 образцов малонатриевых солонцов и каштановых солонце­
ватых почв позволяет отметить, что из элювиальных горизон­
тов исследуемых почв водою пептизнруются незначительное
количество ила и колеблется в пределах от 2,0±0,2 (в кашта­
новых солонцеватых почвах )до 6,54 ± 0 , 8 (в солонцах) про­
центов от веса почвы. В иллювиальных горизонтах изучаемых
почв, особенно солонцов, количество воднонептизмруемого ила
возрастает в 3—6 раз. Содержание «свободной» илистой
фракции постепенно увеличивается по мере повышения физи­
ческой солонцеватости в каштановых солонцеватых почвах н
резко возрастает в солонцах.
Необходимо отметить, что полностью выделенная илистая
фракция в малопатрневых солонцах на Г>0% и более представ­
лена «свободным» илом. Следует согласиться с выводами
В. А. Ковда и Г. М. Кадер (1939), что специфические солонцо­
вые свойства связаны с наличием большого количества кол­
лоидов, в составе которых преобладают минеральные гели.
К этому Б. А. Андреев (1954) добавляет, что н солонцовом го-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ризонте коллоиды представлены ночпг полностью ннзконолимериыми фракциями.
Поскольку характерным признаком солониевачоети ньляется высокая дисперсность почвенной массы, которая обыч­
но связывается с наличием поглощенного натрия, нами выяв­
лялась зависимость между содержанием «свободного» ила и
обменного натрия. Исследование взаимосвязи между этими
двумя показателями свидетельствует об отсутствии корреля­
ции во всех исследуемых образцах (в элювиальном горизонте
г=Щ),52±0,3; в иллювиальном — г = 0,15±0,1). Что касается
корреляции между содержанием «свободного» ила и количе­
ством общего ила, то она оказалась гаесущественнон (г —
-0,612 ±0,26).
Следовательно, способное и, к пеитнзации малонагриевых
солонцов под действием воды является функцией не только
поглощенного натрия, хотя роль ею в процессе пеитнзации не­
сомненна.
Исследование качественного состава воднопеитизируемого
ила малонатриевых солонцов указывает на высокое содержа­
ние валовой Si0 2 , большая часть которой находится в свобод­
ном состоянии; на повышенное количество аморфной SiCb и
гигроскопической влаги по сравнению с илом каштановых со­
лонцеватых почв.
Процесс формирования иллювиальных горизонтов в солон­
цах, тем более в малонатриевых, является сложным процес­
сом, зависящим не только от качества и количества гидрофиль­
ных коллоидов, но и от содержания подвижных элементов,
в том числе и вторичных соединений, состоящих из веществ
различной природы.
Экстракцию подвижных соединений производили водой и
1 н. раствором H2SO4. Специальные исследования К. В. Веригиной (1935), И. Г. Цюрупа (1958), В. В. Келлерман, И. Г.
Цюрупа (1965) позволяют считать, что 1 и. сернокислотная вы­
тяжка дает реальную характеристику потенциальных запасов
тех элементов почвы, которые могут мобилизоваться из нее
естественными агентами.
Исследуемые почвы характеризуются относительно не­
высоким содержанием легкоподвижных элементов (64—
129 мг/100 г почвы). Распределение их по генетическим гори­
зонтам носит иллювиальный характер. Передвижение легкоподвижных элементов происходит как в ионных, так и комп­
лексных формах. Большая часть легкоиодвижных соединений
кремния и кальция в солонцах связана в прочные комплексы
с органической частью, причем, комплексообразование силь­
нее выражено в середине профиля — в солонцовых и подсолонцовых горизонтах. В каштановых солонцеватых почвах от­
мечается более высокое содержание комплексных форм крем8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
иия в сравнении с солонцами. В последних намечается тенден­
ция к уменьшению связывания кремния в металлоргапнческне
комплексы и в большей степени кремнии мигрирует и простои
форме. Это свидетельствует о глубоких изменениях минераль­
ной части почвы при солонцеобразовании и процесс осолонпевлния не ограничивается механическим перемещением пептизированных коллоидных фракций, как это указывалось в рабо­
тах И. Н. Лнтипова-Каратаева (1953).
Для каштановых слабосолонцеватых почв и малонатрие­
вых солонцов характерно большое содержание относительно
малоподвижных соединении (732—1786 мг/100 г почвы), спо­
собных растворяться при подкислении почвенной среды и яв­
ляющихся, следовательно, потенциальным источником по­
движных элементов. Их минимальное количество отмечается
в верхнем горизонте. Увеличение запасов потешшалыюнодвижных элементов в исследуемых почвах отмечается в гори­
зонтах Вг и В].
Третичные и четвертичные огложеппя, на которых сформи­
ровались солонцы, отличаются по содержанию и составу лег­
ко- и потенциальноподвижных соединений. Легкорастворимых
элементов больше в третичных отложениях, в основном, за
счет соединений кальция и магния. Что касается малоподвиж­
ных, относительно устойчивых соединений, то их значительно
больше в лессовидных суглинках, главным образом, за счет
соединений железа и магния.
Подвижность различных элементов неодинакова. Наиме­
нее подвергаются растворению в кислых условиях вторичные
соединения, куда входят окислы кремния, натрия и калия.
Наиболее подвижны — магний, железо и алюминий. Следова­
тельно, подкисление почвенного раствора этих почв (в резуль­
тате биологических процессов, внесения мелиорантов или ак­
тивизации микробной деятельности) не вызовет существенного
освобождения и накопления натрия, тем не менее может при­
вести к значительной мобилизации железа и .магния.
Выявление количества, соотношения и распределения лег­
ко- и потенциальноподвижных элементов по профилю иссле­
дуемых почв указывает на интенсивное накопление л<{к)г,оподвижных соединений SiCb и потенциальноподвижных полу­
торных окислов и магния. Легкоподвижные соединения SiO;,
очевидно, участвуют в образовании иллювиального горизонта,
вызывая цементацию почв при высыхании, на что указывали
.В. Л. Ковда (1937), Б. В. Андреев (1954), П. Л. Ребиндер
(1956).
Значительное количество потенциальноподвижных R2O3 и
магния в малонатриевых солонцах свидетельствует о разру­
шении алюмосиликатов и возможности выноса продуктов рас­
пада в иллювиальные и нижние горизонты, причем роль маг9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 2
Количество железа, органического пещества щелочных и щелочно-земельных
катионов, сорбированных хроматографнческими колонками ;(мг/« 2 )
3
5*
III lilt
Ш1
после раз­
рушения ор­
ганического
пещества |
Fe^Oj, извлекае­
мое 1 п. H 2 S 0 4
Каштановая слабосолонцеватая
л,
в,
20
35
212,4
127,1
Z.
10%: НС1
пытяжка
•
5" 11
г-;
U. = г =
на лессовидном
274,3
274,3
22.G
53,6
суглинке (разрез 2)
885
495
673
637
65
71
319
566
Каштановая среднесолонневатая на лессовидном суглинке (разрез 3)
л,
В,
95
«Б
' 159,3
115,0
203,5
177,0
21,7
35,0
ПИК
620
779
814
64
77
212
70S
Солонец глубокий осолоделый на лессовидном суглинке (разрез 1)
Л,
В,
30
50
354,0
212,4
504,5
309,8
29,8
31,4
1699
127»
885
673
496
2832
65
80
Солонец на лессовидном суглинке (разрез 4)
Л,
Bi
10
23
219,5
180,0
325,0
350,0
32,5
48,6
1011
2745
1837
1520
Солонец на палеогеновом суглинке (разрез 5)
Л,
В,
4
15
123,9
97,3
203,5
212,4 .
39,0
54,2
1292
2159
1094 1 71
1897 | 113
1
1081
1690
1416 1 1558
79
106
Солонец—солончак на палеогеновом суглинке (разрез 6)
13
88,5
50,0
690
354
331
137
ния в образовании солонцеватых свойств при такого рода про­
цессах немаловажная.
Изучение миграции подвижного органического вещества,
железа, магния, кальция и натрия методом лизиметрических
.хромотографических колонок (И. С. Кауричев, Е. М. Ыоздрунова, 1960) в исследуемых почвах показало большую подвиж­
ность этих элементов в малонатриевых солонцах по сравнению
с каштановыми солонцеватыми почвами (табл. 2). При про­
чих равных условиях наибольшая подвижность органического
вещества, железа, магния и натрия отмечена у малонатриевых
солонцов, развитых на лессовидном суглинке, по сравнению с
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
солонцами на палеогеноиом суглинке. Эта разница обусловле­
на не столько породами, сколько более интенсивным развити­
ем солонцового процесса в солонцах, развивающихся на лессо­
видном суглинке, что в свою очередь обусловлено целым ря­
дом причин: неодинаковым содержанием «свободного» ила,
разным количеством поступления биомассы, разным возрастом
и качеством пород, а следовательно, и развитых на них почв.
Преобладающей формой передвижения железа является
железоорганические соединения. Вследствие большой устойчи­
вости комплексных соединений железа (К. Б. Ядимирский,
В. П. Васильев, 1959) окисление и восстановление его в таком
виде в почве происходит очень слабо, на что в известной мере
указывает их активное перемещение по профилю исследуе­
мых ночи. Количество натрия, сорбированного колонками, ока­
залось незначительным. В сорбции Са и Мр нами отмечены те
же закономерности, что и в сорбции органического вещества и
подвижного железа, т. е. в абсолютных величинах больше Са
и Мр сорбировалось из малонатриевых солонцов, чем из каш­
тановых солонцеватых почв. При этом наибольшая подвиж­
ность магния выражена в иллювиальных горизонтах, что в не­
которой мере подтверждает его повышенное количество в поч­
венном растворе и в поглощенном состоянии.
Большое содержание поглощенного магния в исследуемых
малонатриевых солонцах, противоречивость результатов ис­
следований по изучению его роли в процессах еолонцеобразования, вызвало необходимость проведения специальных экспе­
риментальных исследований по выявлению нептизирующего и
диспергирующего действия различных катионов на минераль­
ную часть почвы. В задачу наших исследований входило изуче­
ние сравнительной роли солей натрия, кальция, магния и их
смесей в изменении свойств пород различного происхождения.
С этой целью порода четвертичного (бескарбонатный покров­
ный суглинок) и третичного происхождения (палеогеновый
суглинок) взаимодействовали в течение 4 месяцев с 1 п. рас­
творами солей NaCl, Na 2 S0 4 , Mf,fCI2, MgS0 4 , CaCl2, CaS0 4
и их смесями: NaCl+MgCb; NaCl-fCaCl 2 ; NazSOi + M^'SO»;
Na 2 S0 4 +CaS0 4 ; Na 2 S0 4 +M£Cl 2 +CaCl 2 ;
NaCl + Na2S04-)MgCl 2 +MKS0 4 +CaCl 2 н H 2 0.
Методика проведения опыта
1. Для выяснения растворяющею действия солевых раство­
ров на породу в фильтрате после взаимодействия породы с со­
лями, определяли Si0 2 и R2C>3.
2. Имитировали рассоление. Породу на фильтре промывали
водой до полного удаления солей. В случае появления коллонU
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
лов в фильтрате и неполного удаления солен образец промыва­
ли на свече Шамберл'ена. В засоленной и рассоленнойпородах
определяли содержание подвижных Sv02 u R2Os (ь 5%-нон
КОН пытяжке), как качественный показатель изменения по­
роды, набухаемость и фильтрационную способность.
3. Для выяснения пептизирующего и диспергирующего дей­
ствия солей на породу в одной
части образна определяли ко­
личество «свободного» ила - при соотношении порода : вода,
равном 1:10.
4. Рассоление в природных условиях происходит в присут­
ствии углекислоты, образующейся благодаря развитию расти­
тельности. Для выяснения влияния углекислоты на породу,
подвергшуюся засолению—рассолению, через образец с во­
дой при соотношении 1 :5 пропускали ток углекислоты. В рассоленной породе, подвергшейся влиянию углекислоты, опреде­
ляли Si0 2 и R 2 0 3 в 5%-ной КОН пытяжке.
• /
При действии на породу магниевых и тем более натриевых
солей и их смесей, в солевые растворы переходит заметное ко­
личество Si0 2 и К 2 0 3 "(табл. 4). Действие кальциевых'солен
на породу проявляется менее активно.- •
Натриевые и магниевые (несколько меньше) соли превра­
щают породу и ее илистую фракцию, состоящую в большинстье своем из гидрофильных коллоидов, в менее устойчивую по
отношению-к щелочам и при подкислении в сравнении с образ­
цами пород, подвергнутых обработке кальциевыми солями.
Относительно активное действие магниевых солей в'сравнешш с кальциевыми проявляется также на содержании-ила,
выделяемого из пород методом последовательной пептизации,
на повышении-набухаемости, снижении скорости впитывания
и коэффициента фильтрации, в увеличении щелочнорастворимых (в 5%ной КОН вытяжке) Si0 2 и R 2 0 3 .
^ "'- '•
Отрицательное влияние магния на свойства пород обуслов­
лено, с одной стороны, большей его гидратированностью по
сравнению с кальцием, а с другой,— более прочным связыва­
нием его в поглощенном состоянии и как следствие — частич­
ным разрушением алюмосиликатов с образованием гидрофиль­
ных соединений типа коллоидный кремнокислоты и полутор­
ных окислов.
. . ' • - •
При предварительном засолении — рассолении пород сме­
сями натриевых, магниевых и кальциевых солей изменение по­
роды зависит от концентрации и соотношения катионов Na,
Mg и Са.
Сравнение действия смесей натриевых, магниевых и каль­
циевых солей, которыми обрабатывались породы, показывает,
что наибольшее набухание и заметное ухудшение других фи­
зических и химических свойств' (снижение скорости впитыва­
ния и фильтрационной способности, увеличение содержания
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 3
Физико-химические изменения в вокровном суглинке после
4-месячного взаимодействия с различными солями и их смесями
ч
С
£
5,40 5,05
рн
Воднопептизиркмий к-*> % от
Поглощенные катиош,
на 100 г породы:
со
г.
7,2 37,5
й
Z
5,35
44,7
<
4,75
5,15
§
СО
"
z£
4,80
5,15
4,75
2У
4,70
щ If
Z£
5.13
Z<J
5,25
+t »
If
ой"
•z + +
4,85
4,90
12,4
14,1
6,5
7,7
19,1
11,8
25.2
10,5
8,3
17,0
21,0
3.4
20,0
19,0
10,7
4,0
4,5
9,7
изкп
0
~>
2,5
2,1
2,1
24,0
22,3
1,5
9,0
2.5
1,5
26,3
27,5
2,5
4,2
19,2
Na
1,5
22,8
24,0
0,4
0,0
К
0,5
1,2
1,0
1,2
0,4
Са
160
Aig
0,5 • 0,5
150
0,5
5,5
9.3
2,4
2,9
5,0
0,8
0,5
0.3
0,7
0,6
0,6
П р и м е ч а н и е . В исходной породе содержится г.одно^спшзчруемого ила 6%, поглощсиныч катионов Са— 170-Mg —9,0; К—1,0 мьчв.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Изменение содержания подвижных соединений SiOj и R203 в покровном
с>глинке после 4-месячного взаимодействия с различными солями и их смесями
Таблица 4
Солевой растьор
1п
+ +«
О
Показатели
сч
и
2
С
С/)
«ч
и
с;
2
S
О
to
U
•<
и
О
S102, % от веса породы:
1. В фильтрате после взаимо­
действия с солями
. . . .
0,29 0.28 0,47 0,15 0,27 0,08
2. В 5% КОН вытяжке:
а) после взаимодействия с
солями
1,00 1,72 1,79 1,58 1,38 0,88
б) после рассоления . .
0,17 0,16 0,10 0,10 0,09 0,02
в) в рассоленной породе пос
ле 10 ди. взаимодействия
с СОг о течение 2 мин.
,36
1,61 1,64 1,36 1,29 1,00
3. Перешло в промывные со
ды при рассолении . . .
0,83 1,56 1,69 1,48 1,29 0,80
R2O3, % от веса породи:
1. В фильтрате после взгимО'
действия с солями . . ,
0,21 0,49 0,27 0,24 0,20 0,07
2. В 5% КОН вытяжке:
а) после вазимодейстг.ия с
солями
0,36 0,88 1,05 0,84 0,55 0,63
б) после рассоления . . .
0,12 0,12 0,13 0,14 0,16 0,10
в) в рассоленной породе пос­
ле 10 дн. взаимодействия
с СОг в течение 2 мин. .
0,84 0,88 0,55 0,48 0,60
0,78
3. Перешло в промывше годи
при рассолении
. . . .
0,84
0,76 0,92 0,70 0,39 0,53
П р и м е ч а н и е . В исходной породе подвижных Si0 2 и R2O3—
б
to
га И
и
2S
zy
2S . 2 U
0,04
0,30
0,12
0,40
0,20
1,14
0,96
0,02
1,16
0,09
1,00
0,07
1,19
0,06
0,88
0,05
1,16
0,11
0,96
1,73
0,83
1,30
0,88
1,02
0,94
1,07
0,93
1,13
0,83
1,05
0,04
0,29
0,10
0,31
0,20
0,27
0,27
0,14
1,20
0,12
1,07
0,10
0,S6
0,17
0,84
0,08
0,72
0,09
0,61
1,15
1,05
1,00
0,65
0,91
0,13 0,08 0,97
0,54 ц 0,17%.
0,09
0,76
0,63
2 ++
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
«свободного» ила и подвижных SiCb и RjCb) дает двухкомпонентная смесь, состоящая из натриевых и магниевых солен
(NaCl-r-MgClj, Na 2 S0 4 -;-MgS04).
Если влияние натриевых солеи в смеси подавляется каль­
циевыми солями, то присутствие магния и смеси способствует
поддержанию гого пли иного изменения породы, вызываемого
обработкой натриевой солью.
Опираясь на положение К. К. Гедройца (НШ), что ПИК
с натрием при наличии гумуса разрушается более интенсивно,
.чем тот же П.ПК "Р" удалении органической части, можно
утверждать, что отмеченные для породы процессы еше более
интенсивно протекают в почвах, особенно хорошо гумусированных.
Для устранения неблагоприятных солонцовых свойств но
современным представлениям необходимо вытеснение обмен­
ного натрия. Однако наблюдаются случаи отсутствия эффекта
при внесении гипса в дозах, рассчитанных по поглощенному
натрию (Л. М. Можейко, 1947, 1969; Н. II. Тереношкин, 1949,
Б. В. Андреев, 1954 и др.). Очевидно, также, что количество
поглощенною натрия в малонатриевых солонцах Поволжья
не может служить надежным критерием для расчета доз ме­
лиорирующих веществ. Характерным признаком солопцеватостн .малонатриевых солонцов является высокая дисперсность
почвенной массы, которая может быть ликвидирована коагу­
ляцией высокодисперсиых частиц почвы.
В связи с этим при установлении доз мелиоранта дли ма­
лонатриевых солонцов должно учитываться не только содер­
жание поглощенного натрия, но и количество высокодисперс­
иых почвенных частиц, содержание которых не всегда корре­
лирует с количеством поглощенного натрии. Оба эти показа­
теля должны учитываться при расчете дозировок мелиоранта
и уточняться полевым опытом.
Выводы
1. Свойства исследуемых солонцов не коррелируют с содер­
жанием поглощенного натрия. В составе поглощенных основа­
нии около 50% приходится на долю обменного магния.
2. По мере увеличения морфологической солонценагости
значительно возрастают содержание воднопентизируемого ила,
величины предельной набухаемости, константы скорости на­
бухания и электрокинетического потенциала, достигая макси­
мального значения в солонцах.
Тесной корреляционной связи .между содержанием погло­
щенного натрия и емкостью набухания в исследуемых почвах
не обнаружено (г = 0,35 ±0,14 при п — 12). Емкость набухания
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
достаточно четко коррелирует с содержанием ' воднопептизируемого ила (г = 0,92±0,14).
3. Важной характеристикой солонцеватости является элек­
трокинетический (дзета-) потенциал.
4. Валовой химический состав _ малонатриевых солонцов
показывает четкое перераспределение по профилю окислов
Si0 2 , Fe 2 0 3 , Л12Оз и MgO.
. . . .
П. Каштановые солонцеватые почвы и малонатриевые со­
лонцы Поволжья характеризуются высоким содержанием
гидрослюд и смешанно-слойных неупорядоченных слюдо-монтмориллонитовых минералов.
В солонцах, равитых на лессовидном суглинке, наблюдает­
ся накопление хлорита и набухающих пакетов типа монтмориллионита. Отмечается корреляция между содержанием в по­
глощенном состоянии повышенного количества магния и хло­
ритового минерала. '
Третичные отложения и почвы, развитые на них, кроме то­
го, содержат минералы из группы цеолитов, кристобалнта и
монтмориллонита. Минерал типа каолинита в этих породах не
обнаружен.
6. Получены результаты, указывающие па то, что показа­
телем солонцеватости почв в известной мере является степень
пептизируемости ила водой; количество и качество воднопептизируемого ила оказывает существенное влияние на водно-фи­
зические и химические свойства солонцов. Исследование взаи­
мосвязи между содержанием поглощенного натрия и сте­
пенью пеитизации «свободного» ила показало отсутствие кор­
реляции во всех исследуемых почвах (г=0,15±0,1).
7. Исследование «запасов» и различных форм подвижных
элементов в малонатрневых солонцах и каштановых солонце­
ватых почв указывает Чштенсивное накопление легкоиодвижных соединений Si0 2 , которые, видимо, участвуют в образова­
нии солонцового профиля, и на значительное количество потенциальноподвижных полуторных окислов и магния.
6. Выявлено, что при длительном (4-месячном) воздействии
на породу растворов натриевых, мапшеиых солей и.их.смесей
происходит заметное растворение и изменение алюмосиликат-..
ной части, выражающееся в увеличении воднопеитизируемого''
ила и щелочнорастворимых Si0 2 и R2O3, в повышении набу-(
хаемости и снижении скорости фильтрации. Действие кальциепых солей проявляется менее активно.
9. Показано, что при повышенном содержании магния в
поглощенном состоянии, влияние его на набухаемость, накоп­
ление гидрофильных соединений типа S1O2 и R2O3, разрушение
алюмосиликатной части почвы (выражающееся, в накоплении_
щелочнорастворимых SiOj н R2O3) и "следовательно, на ирояв10 "
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ленне. неблагоприятных ."физических свойств, больше прибли­
жается к соответствующему влиянию натрия, чем кальция.
10. Количество поглощенного натрия; в малонатриевых со­
лонцах. Поволжья не может служить надежным , критерием
для определения степени солонцеватости, а равно и для расче­
та доз мелиорирующих.веществ* Солонцовые свойства ликви­
дируются после коагуляции всех пептизированных водою ча­
стиц: в почве. Теоретически более обоснованным- должен быть
расчет доз мелиорирующих веществ по порогу коагуляции, од­
нако1 этот метод требует дополнительных исследований в : л а ­
бораторных и полевыхусловиях.
'"
Список опубликованных работ
1. Почвы черноземно-солонцового комплекса.Павлодарско­
го Прииртышья и некоторые вопросы, связанные с их освое­
нием (в соавторстве). Сборник студенческих научных работ
вып. 14", Ml 1966.
2. Микроморфологические исследования почв черноземносолонцового комплекса. (сЩ,клады ТСХА,.вып.133, 1968.3. Минералогический состав солонцов и солонцеватых" почв
степнойзоны (в соавторстве). Доклады ТСХА,.вып. 144, 1968.
4. Минералогический' состав почв черноземно-солонцовых
комплексов1 (по данным рентгено-структурного анализа):—'
(в соавторстве). «ИзвестияТСХА», вып. 2, 1968.. • *
Г», Генетические особенности.малонатриевых солонцов По­
волжья (в соавторстве)-. Тезисы к Международному симпозиу­
му по почвам содового засоления. Ереван, 1969.
.6/ Набухание-как показатель солонцеватости. малонатрие-,
вых солонцов (всоавторстве). Доклады.ТСХА, вып. 154, 1969.
7. Особенности генезиса малонатриевых солонцов Волго1радской области (в соавторстве), «Известия ТСХА», вып. 5,
1969.
- •
.
,
•
8. Минералогический состав малонатриевых солонцов Вол­
гоградской области. «Известия ТСХА» (в печати).
Результаты исследований доложены на Июньской конфе­
ренции TGXA (1969)- и-на Международном симпозиуме по почвам содового засоления-^с^Ддеван, 1969).
Нэлли-Ая^ксандроин*кГОНЧЛрОВЛ
JI Н2007 2У/ХП—69 г.
Объем 1 п. л.
Заказ 2050.
Тираж 1 ПО
Типография Московской с.-х. академии имени; К. Л. Тимирязева
• Москва, Л—8,-'Тимирязевская .ул.,. 44-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
933 Кб
Теги
540
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа