Введение к работе
Актуальность теми. 3 решениях ХХУЇЇ съезда КПК и Msprc-BCfero (1989 г.) Пленума ЦК КПСС перед сельскохозяйственной наукой п.чг.*и--лены большие задачи по дальнейшему развитию сельского холяРгтес і реализации Продовольственной программы страны.
Решение этих задач наряду с о существ лени ем комплекс* мгрогр;!*' ятий, направленных на интенсификацию сельскохозяйственного производства, во многом зависит от научно обоснованного решения ripcFn-w повышения плодородия почв и рационального их использования, основанных на ГЛубоКОМ И ВСеСТОрОННеМ ИЭучеНИИ И ВЫЯВЛеНИИ ОСНОпИЬ'Х !!*-
кономерностей почвообразовательного процесса. 3 этом глаие важно» значение имеет дифференцированное изучение минералогического со;т,ч-ва, химических и физико-химических свойств почв и соетазлівдіитс к.с компонентов, особенно высокодисперсной активной их части, иметасей огромное значение для свойств и плодородия почв, от характера псче'оо^-раэуетих пород и особенностей их трансформации в процессе почвхб-разования в конкретных почвекно-климатических условиях, а также орошения и интенсивного сельскохозяйственного использования земель.
ЭТО, В СВОЮ ОЧереДЬ, ПОЗВОЛЯеТ Глубже ПОНЯТЬ И ВСеСТОрОННе ИНТч.,1-
претировать данные почвенных исследований и использовать fx на
практике, глубже и более полно объяснить происхождение novp и на
правление их развития, что послужит основой аля
усовершенствования диагностики и -классификации почв.
Анализ опубликованных работ показывает, что минерадогнчлски* состав и физико-химические свойства почв аридной зоны, особенно их тонкодисперсных фракций, изучены слабо. Недостаточно освещены также в специальной литературе особенности изменений обломочных и слоистых силикатов исходных пород в основных биоклиматических зонах этого региона и их значение для химических и физико-химических свойств почв и их тонкодиепереных Фракций, а также профильной дифференциации отдельных групп глинистых минералов и распределение окислов в них.
Теоретической основой и большим вкладом в развитие «инерлко- . гических и физико-химических ксслеяовагий в нашей стране елуиилн идеи и труды классиков отечественного почвоведения и arpcyjvi'Hi З.Э.Докучаеве, К.Д.Глинки, В,И.Вернадского, Б.В,Полином, КЛ.Ге.а-ройца, Л.Н.ПрянитниксРч, а также их пгслодовател^Я И.If,Ачтяпоеч-Чаратаеч», Б^.ЄгунД^^^Дд^іЧідл';,А.Н.Г^э№ова, H.J!.Ueam;soro,
J~JS#.VJ
НАУЧ: -Л С .Л. .ОТЕКА
Моим. zviv-л :-.\ '. .!кг.демии
им К. .'. '!:. ' р..:ава
Инв №
-2-Н,И.Горбунова, Н.Г.Зырина, С.И.Алешина. Дальнейшее развитие получили ети исследования в работах Л.С.Орлова, Б.П.Грвдусова, Г.А.Со-
КПЛР'ЭОЙ и др.
Значительный вклад в развитие региональных минералогтмских и физико-химических исследований почв внесли Н.Г.Минадана, И.Ш.Искендерої, С.А.Тихонов, Э.А.Корнвлюм, М.П.Аранбаев, П.Н.Ве-оелин, й.А.Григорян, М.Б.І^уцнкович, П.Е.Алексеев, Б.А,рултанбаев, Л.С.Травникова, Л.Т.Турсунов, Х.Т.Турсунов, Н.Р.Ыалаев, В.П.Сос-hcdckwi, П.А.Морсэова, М.К.Аэимова, Н.Наэиров, А.Ахатов и др.
Задачи исследования состоят і в следующем;
1. Изучение минералогического состава, химических и фиэико-
т'ическчх свойств основных типов почв хинного Узбекистана и их
в^С'Жооисперсных (илистой и коллоидной) фракций, выявление оенов-
н,а закономерностей нх изменения в связи со сменой почвенно-кли-
шттеских и физико-химических условий почвообразования от рае к
направлении горных биоклиматкческик поясов, а также орошением
интенсивным сельскохозяйственный использованием земель.
-
Выявление структурных особенностей к трансформационных превращений отдельных групп глинистых минералов в основных био-клнлттических вонах втого региона, оценка их направленности и форм проявления на основе комплексного изучения вещественного составі и свойств илистой и коллоидной фракций почв и почвообразую-вмх город.
-
Установление влияния минералогического состава крупнообло-цоччых и тонколисперсных фракций исходных пород и продуктов их трансформаций в процессе почвообразования на химические и струк-турко-сороциогеше свойства иссл«дованных почв, их илистой и коллоидной Фргкций, а также профильную дифференциацию глинистых частиц и распределение окислов в них.
А, Изучение содержания я особенностей распределения форм «оединений железа, а также аморфных вадеств в почвах, их илистой и коллоидной фракциях в связи с минералогическим составом и генезисом почв, « также интенсивностью трансформации их минеральной мае» й основных биоклиматических зонах втого региона.
S. Заявление особенности структурно-сорбционных свойств и поверхностных яі—ений в основных типах почв этого региона и их ОнкозисПррсныу, (фракциях в зависимости от минералогического состава и генезиса почв, а таїае структуры их адсорбционной удельной
6, Изучение содержания и особенностей распределения bohvk—
пептиэированной и агрегированной илистой Фракций * основных типі/
почв региона в зависимости от их генезиса и характера азяилодей
ствия меилу гумусовыми веществами и минеральной массой г> тонко-
дисперсных фракциях почв.
7. Исследование содержания и особенностей распределен*,*
форм соединений калил в почвах основных биоклиматичесяих вен лги
Узбекистана, их гранулометрических фракциях в целях вылвлени* т-
яийного состояния почв в зависимости от условий их формиромрм,
минералогического состава крупнообломочных и высокодисперенш'
фракций исходных пород и особенностей их трансформации в проц»»*..
се почвообразования.
Объекту и методы исследования. Выбор объектов для осуществления намеченных исследований проведен с учетом особенностей почвенного покрова и структуры вертикальной зональности гіассаНна -Кашкадарьи. С етой целью заложен профиль от равнин я предгор»ли ' т выше в направлении к горным и высокогорным биоклиматическим поясам. Профиль исследован по результатам изучения разрезов целинных почв основных биохлиматкчееккх зон етого региона, представленных: серо-бурыми, такырными и пустынными песчаным!* почв*» ми равнин (пустынь), светлыми и типичными сероземами подгорных покатых равнин и предгорий, темными сероземами высоких преягорчл, коричневыми почвами средневысотных гор и светло-бурыми луго-етеп-ными почвами высокогорий.
Серо-бурые почвы развиты на элювии третичных песчаников (Девханинское плато), такырные - на аллювиальных отложениях дельты Кашкадарьи, пустынные песчаные - на еоловых наносах, светлые, типичные я темные сероземы - на лессовых породах, коричневы* почвы - на лессовых породах, светло-бурые луго-степнме высокогорные - на маломощных делювиальных отложениях, подстилаедш известняком.
Одновременно изучались старооротаемые такырные почин, развитые на аллювиальных отложениях дельты Кашкадарьи, стародрооаемке светлые и типичные сероземы, развитые на лессовых породах; изеле-. дованы также взвешенные наносы основных рея бассейна Кмплдлрли,
При выполнении работы использованы как обметтричятуе v г-оп-ветіо-агрохимкческих иссяєйовляияХ, твк и еовреивні*)* инструментальные методы - рентгеновские, термнчес-Kve, електг^итчигр^сио-
-4-пя-тоск-.te, отруктурно-еорбцнонныа и пр.
Дяд изучения струхтурно-сорбционных свойстп использовались сл^.вуедгио методу: адсорбцию и десорбцию паров воин определяли на вітсковїкуумной сорбционной установке с кварцевыми прежинныни «г?лмн тілі Мах-Вена (Кодеров, 1970). Удельную поверхность твер-acJ фтзн гсчв рассчитывали на основе данных, полученных при ал-?оібцич паров волы- и тепловой десорбции азота с использованием урірнечин Брунауэра, Эммета и Теллера - БЭТ (Овчаренко, 1961). :1)111 дифференциации удельной поверхности на общую, внешнюю и пнуггенкюв руководствовались работами БЭТ, ДЛ.Фаррера (1953), Л.^.Поронина, В.Р.Битязева (І97І1, где расчеты производились с учігом сйойств кристаллической регаеткн глинистых минералов.
Рпзмеры эффективных радиусов лор вычисляли с использованием уравнения B.C.Комарова (1970), Предельный объем сорбированного п^хтранетва ( Vy ) определяли в ексикаторах по сорбции насыгавн-іГух ГАров бензола (Овчаренко, 1961). Теплоту смачивания почв уе-ташімшЕнлн в парном калориметре Андрианова (Овчаренко, Г96І).
Исследования выполнялись по тематическим планам Института гсочмввдения и агрохимик АН УэССР в I96S-I985 гг., включенным в координационные планы Госкомитета по науке и технике ОХР по проблеме 051,075 (І97І-І975 гг.) и АН СССР по проблемам: 2.24.1 (І97Є-ИЄ0 гг.) и 2.30.І.І (1961-1985 гг.).
Теоретический^клад ненаучная новизна. Изучены иинералоги-чкскиЛ состав, химические и структурно-сорбционнш свойства основних типов почв южного Узбекистана, их илистой и коллоидной фракций, выявлены особенности их изменений в связи со сменой поч-венно-климатичесяих и физико-химических условий от равнин в на-
' правлении к горным к высокогорным биожяиматическим поясам, а текла орошением к интенсивным сельскохозяйственным использованием лемедъ.
I. Показано, что для исследованных почв свойственны: а) близкие, но не вполне идентичные по составу и соотношению криеталло-тчмнческих групп глинистые минералы, а также близкий характер их ?!Н*ечения по почвенному протилю; б) повсеместное участие в качестве одной из основных фяз илистого и коллоидного пепгества почв емесинмо ело Иных образований С ги ар о cjtt да-монтмориллонит и хлорит-мгнтмсриллснит), содержание которых с повышением условий увлажне-
кия и интенсивности трансформационных преврапенгй слйистых сили-
км-os исходных пород or равнин в направлении горныI биоклиммт-чесхнх поясов постепенно возрастает, адекватно отражая современный процгсс почвообразования; широкое распространение свпиолит-палыгорскитов и более высокое содержание хлоритов в почгах пустынь и сероземах подгорных равнин и наиболее высокое wx coiusj.ts-ниа и хорошая структура сепиолнт^палыгорскитов по пробило серо» бурых почв скелетных пустынь.
2. Установлена профильная дифференциация лабильных еидикап t
и гидрослюл, а также увеличение лабильных силикатов и сни*е.чи«
хлоритов и гкяросляд, наиболее отчетливо хлоритов, с повыменкву
условия увлажнения и интенсивности оглинивания минеральной *'сек
почв с максимумом проявления по профилп коричневых почв пояса
средневысотных гор.
Это свидетельствует о том, что основной ряд транвАоргшіиси--ных превращений слоистых силикатов исходных nopC:i в процессе па*>» вообрааования и повышения напряженности сглинивания минералы:с.Я массы почв являпгся иллитиэация лабильных силикатов и монтмг-р.ил-лонитизация хлоритов (в почвах вертикальных поясов) черев с«еів*и-« нослейные образования гялроелюлачконтмориллонит и хлорит-монтмориллонит, 8 качестве сопутствующего - монтмориллонитизаці*л ги /.n~ сдвд исходных порол через смешанноелойное образование гигросяяд<*-> монтмориллонит, что наиболее отчетливо проявляется по префикс тарных коричневых и староорошаемых почв, где происходит более вм^омсс огдинивание минеральной масса почв.
3, Основная причина дифференциации силикатной части тониешт-
переных фракций по генетическим горизонтам и более иисоксе насе
ление глинистых частиц в средней части профиля почв обусловлена
значительной разницей в условиях и интенсивности изменений неус
тойчивых и умеренноустойчивых крупнообломоиных и слпистш сили
катов ПО ЯерТИКаЛЬНОму ГрО(?ИЛЮ, ІГреИМуШЄСТВЄННО КруПКСОО*Лі.№Ч.'>МЛ
хлоритов и слпд с боле* високим накоплением тонкоаисперсьн» сит-гидрослюд и хлоритов, а также смешениеслейинх сбрязовіщій, ьлк продукт дальнейшего углубления трансформационных превращений глинистых минералов исходных пород в процессе пплюпбряаоытия.
В то *е прймя степень мпрЪлогичрскоЙ выраженности <,t iiwuftmf почвенного профиля, наиболее отчетливо rppuvpit <;го ччети, * йьяма.-е. степени обусловлена гоиерччиием .чабияьннх силикатов, учистг.т-^ч главным образом п сгстяр*1 ('і'оґілм^л^.'гг'ЯіГ'-гзг ^*рв.*"*мннй т-икр""''-Via* -
лкютм'эрчллснит и хлорит-монтмориллонит, в форме блока монтмориляо-нигсшх пакетов.
F процессе оглинения средний части профиля серо-бурых почв сметное участие принимают также и палыгорскиш.
4, Установлено, что с улучшением условия увлажнения псчв я повышением интенсивности трансформации хлоритов и гидрослюд, а пкке емешаннослойных их образований (гидрослюда-монткориллонит ч їлорит-монтмориллонит) снижается прочность связи н усиливается «инее ммкслоевого калия гидрослюд и набухающих слюногонных (гкя-ростглд а-монтмориллонит) минералов, а также переход части магния иг» кристаллической решетки хлоритов в обменные позиции и жидкую ф<пу почв* что сопровождается уманьявнием содержания калия и маг-пик п валовом химическом составе тонкодисперсных фракции.
5„ Показано, что более высокими показателями содержания общего, обменного и необменного калия, а также ближних (по Горбунову) «го резервов, являющихся основним источником калия, потенциально переходящего в почвенный раствор в процессе почвообразовании и дальнейшего развития трансформации минеральной массы почв, характеризуются гортає почвы, чем подгорные, а в условиях равнин (пустинь) - почвы, развитые на более выветрелых и обогащенных яонгодисперсными фракциями аллювиальных отложениях, чем их аналоги, развитые на легких и скелетно-мелкоэемиетых пролювиальных отделениях. Характеризующихся более низким содержанием соответст-зуктях фракций. В последних больше калия минерального скелета и его потенциальных резервов.
Установлена природа процесса снижения обтих и потенциальных р^элрвов калия в процессе длительного орошения почв, а также с п»рех<міс>м jt автоморфных условий почвообразования к гжпроморфяым» а а последних с повышением степени их пироморфизма.
6. С использование** комплекса методов, которые объединены как структурно-сорбционные, установлены особенности удельной поверхности почв и их илистой фракции по воде и азоту, выявлена характеристика структуры их адсорбционной удельной поверхности, гилро||<льнэйти и прочносвяэанной влаги, емкости поглошекия катио-нсів, напухания и теплоты смачирания почв в связи с генезисом и мурчанием в них отдельных групп глинистих минералов и интен-сиингстъю я* трансформационных гг/е хранен*/Й в процессе почвообра-
зовании.
7, Установлено, что процессы агрегации к формирования nojc-прочной микроструктуры (*С 0,001 мм) связаны не только с содержанием органического вещества, но и во многом контролируйтея отношением гумусовых вешеств к минерально* массе в тонкодисперснш фракциях почв.
Защищаемые положения:
-
Своеобразие минералогического состава, химических, (J*i«*-жо-химкчееких и струятурно-еорбционных свойств ПОЧВ ОСНОВНЫХ біК,-климатических зон южного Узбекистана, мі илистой и коллоидной фракции.
-
Выявление основных закономерностей изменения крупносбю-мойных к высокодисперсных минералов исходных пород В ОСНЭВНЫГ биоклиматичесхих зонах этого региона, оценки их направленности
я форм проявления по почвенному профилю.
3. Установление влияния минералогического состава облокочных
я слоистых силикатов и особенностей их трансформационных прв*р&»
пений на вещественный состав и структурно-сорбционныв свойства и
плодородие почв основных биоклиматических зон, их илистой И КОЛ
ЛОИДНОЙ фракций, к также профильную дифференциацию глинистых Фрак
ций к распределение окислов в них,
4 Вклад автора в разработку темы. Автору принадлежит разработка программы исследований и организация ее выполнения, обобщение, теоретические выводы к предложения по использованию результатов исследований.
Полевые и лабораторные исследования выполнялись под обюим научным руководством и при непосредственном участии автора совместно с сотрудниками к аспирантами Лаборатория физико-х»мии и минералогия почв (М.Аэимовой, А.Ахатовым, М.Назировым, F.Футовым, А.Ходжаевым и др.) института.
Практическая ценность к реализация работ. Полученные материалы по характеристике минералогического состава, химических, физико-химических и структур"-сорбциснных СВОЙСТВ ПОЧВ ОСВОМіКХ бч-v климатических зон іжнего Узбекистана, их чяиетой и кояяеипнсв Фракций, я также по содержания, характеру трансформации к г.рс-фил^ному распределении основних групп глиїтетмї минералов ппсву-
ЖЧТ.фундаментальной rrdtOBo* для ycow^pw^HcfВПРЄЯИЯ ДИВГЧОСЇИКЙ У
-a-
к)'?соі'фим«іии исследованнь'Х почв, оценки уровня плодородия и НяграеЛйния их развития.
Заявление процессов, обусловливающих преобразование мине-pvtwtotl массы и профильную дифференциация отдельных групп глинис-Т\х минералов и оксидов в исследованиях почвах в зависимости от очюбеяисегей условий почвообразования являптся необходимой составлен уелтьо исследований, направленных на решение проблем генезиса nnrwHHHt профилей,
Скобление полученных данных может служить также основой для псмисэ* еаолщии минеральной массы, в частности, отдельных групп глинистых минарэлов по профилю основных типов почв мого региона и сависиуоети от гидротермических и физико-химических условий поч-в?Ираэо.чания, а также прогноза ее влияния на свойства почв.
Содержащиеся в работе материалы и выаоды используются а ї*-*<Иом процессе на кафедрах почвоведения факультета почвоведения ТіЛіГУ и Ташкентского сельскохозяйственного института.
Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертации, докладывались на У (Минск, 1977), УП {Ташкент, N65) и УШ (Новосибирск, 1989) Всесоюзних съездах почвоведов, на Всесоюзном симпозіуме "Горные геосистемы внутриконтинентальннх пустынь к по-хупуотынъ* (Агма-Ата, 1962), на Всесоюзной конференции (Ашхабад, 1$В4, І9У6), на респубгияанском совещании (Ташкент, I960, 1982, 1№?>), на кафедре общего почвоведения факультета почвоведения МГУ (Г&ЗЭ), на Ученом совете Института почвоведения и агрохимии АН УаСгР (1976, 1931, 198?, І9Н4, 1987). Работа опробирована U999) на заседании Методического совета и Лабораторий Почвенного института км. В.В.Дэкучаева ВАСХНИЛ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 40 работ, из них 2 монографии.
Структура и объем работы. Диссертация состоит та введения,
девяти глав, выводов и предложений по использованию результатов
исследований. Объем текста страниц, таблиц , рисунков
Приложение состоит из стр. и включает рисунков и
таблиц. Сгисоя литературы состоит из наименований, в том
чиеяа- на иі странных языках.