Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ФОРМЫ ЖЕЛЕЗА В ОСВОЕННЫХ КРАСНОЗЕМНЫХ И ФЕРРАЛЛИТНЫХ ПОЧВАХ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ФОРМЫ ЖЕЛЕЗА В ОСВОЕННЫХ КРАСНОЗЕМНЫХ И ФЕРРАЛЛИТНЫХ ПОЧВАХ"

ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ имена ПАТРИСА ЛУМУМБЫ

На правах рукописи АСИНАПОЛЬ РУКАКА НЗАМУЙТА

ФОРМЫ ЖЕЛЕЗА В ОСВОЕННЫХ КРАСНОЗЕМНЫХ И ФЕРРАЛЛИТНЫХ ПОЧВАХ

(06.01.03 — почвоведение)

А втореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва — 1977

Диссертационная работа выполнена на кафедре поч- . воведения Университета дружбы народов им. Патриса Лумумбы. - - " \

Научный руководитель— -

доктор сельскохозяйственных ..наук -профессор С. В. Зонн

. Официальные оппоненты:

доктор ; сельскохозяйственных наук профессор И. С. Кауричев,

кандидат сельскохозяйственных наук доцент А. В. Кузнецов

Ведущее1 учреждение — Московский Государственный университет им. М.' В. Ломоносова,

Автореферат разослан „,

£ер * 1977 г.

Защита состоится _ * 1977 г. на за-

седании специализированного Ученого Совета сельскохозяйственного факультета Университета дружбы народов им. Патриса Лумумбы.

; Отзывы просим направлять в двух экземплярах по адресу: г. Москва, М-93, ул. Павловская, д. 8, корп. 5. Ученому секретарю: Совета. ■.'

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке сельскохозяйственного факультета УДН.

Ученый секретарь Совета:

; „ , ЛАРЕШИН В. Г.

. ь ■ . ч • *:.

Оседая характеристика работы

Актуальность проблемы

Бурков развитие сельского хозяйства сопровождается постоянно растущей шэгребностьо в применения минеральных удобрений. При этой часть вносит« удобрений, реагируя с почвами, макет изменять их свойстяз. Ряд исследователей (Ониани, 1960; Гуссейнов, 1973 и др.) огкетила подкксле-ние почвенных растворов при возделывании многолетних культур с внесением физиологически яислых минеральных удобрений. Однако, до сих пор, мало вшшанля уделялось возможным изменениям почв сопровождавдни такое подкысленио и » частности поведении железа. Изучение его групп и форм икает актуальное зкачениэ в тропическом а субтропическом почвообразовании. Изменение соотношений форм «лезь ыоьэт влиять на минеральное питание растений, та» как аморфные формы железа поглощают бодьэа фосфат-ионы чем окристалли-эеванные (Курина Г.А., 1973). Наряду с этим, повышение подвижности железа молот способствовать избыточному поступлению железа г растения, что палат вызывать нарушения в их метаболизме и ухудшать некоторые их качественные показатели.

Однако методика изучения форм железа разработана недостаточно и нет четкого определения различных их форм, как к их роди в почвообразовании* Поэтому мы вынуждены был* уделить значительное внимание методическим вопросам и, в частности, опробовать ряд методов не применявшихся в СССР, и провести критическое сравнительное сопоставление результатов полученных по ним.

Цель исследования - выяснение влияния длительного внесения физиологически кислых минеральных удобрений на содержание и соотношение несилняагных форм железа. Особое внимание при этом было уделено сравнению извлекаемого железа различными реагавтамя, с тем чтобы установить наибо-

лее отвечающие поставленной задачи методы определения железо*

Методика исследования. Ссиовние полевые и лабораторные исследования били проведены в пэриод 1973-1976 гг. В почвах определены различные формы железа, а также проведено изучение морфологических и ыикромореологических свойств почв, их механического и минералогического состава» валового состава почв и ила, химических и физико-химических свойств почв*

Объект« исследования - красноземные я ферраллитные почвы плантаций чая и цитрусовых с различным возрастом и количеством внесение удобрений*

Научная новизна. Впервые получены данные по возможному изменению форм и соотношений железа в результате длительного внесония физиологически кислых удобрений. При этом больное значение уделено усовершенствованию методики изучения форм железа*

Практическая значимость. Получены результаты указывающие на необходимость устранекия дальнеЙцего повышения подвижности железа в почвах под чайными плантациями. Льются рекомендации по применение методов определения железа в научных в практических целях.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены: ва УП п УШ научны-- :енфоренциях по вопросам тропического и субтропического сельского хозяйства, сельскохозяйственный факультет УДН (шрг, 1975; март, 19.5 г*)*

Публикация. По теме опублиР"1вано 2 статьи в ж. "Почвоведение" и 5 находятся в печати.

Объем работа. Работа изложена на 134 страницах машинописи и состоит из предксловия, секи глав, общих выводов и приложений; включает в себя 26 таблиц, 4 фотоснимка и 9 графиков. Список цитированное литературы состоит иг 121 советских и 297 иностранных наименований.

г

Изложение работы

Глава I. Современное состояние изученности железа в почвах

Рожь железа в субтропическом и особенео в тропическом почвообразования настолько велика, что позволила. Дюиофуру (1970) приравнять его к роли кальция в почвах умеренной зоны. Железо играет большую роль в таках эдо-ментарнкх почвенных процессах, как фврралитнзааяя, латеритизация и других. По состояния железа в почвах можно судить о многих их свойствах. Так, железо является вахны* структурообразователем, что обеспечигает хоролие физические свойстве в тяжелых по механическому составу тропических и субтропических почвах. Благодаря переменной валентности, железо служит хорояим индикатором окислительно* восстановительного состояния почв. Содержание и соотношение онристадлизованного хелеза обеспечивают краевую и желтую окраску почв. Поэтому специфичность этого элемента позволяет считать, что формы железа могут служить надежным критерием диагностики почв.

Первичные минералы является главным источником геле-за в почвах. В процессе выверивания м почвообразования они постепенно преобразовываются и могут преэрацаться во вторичные минералы. Преобразование первичных н вторичных минералов дает начало образование аморфного железе, которое при старейва постепенно превращается в охислы и гидроокисям развой степени кристаллизации. По Сегалеку (зё^а-1ОП , 1964} процессами, определявшими высвобождение железа из минералов, являются восстановление и окисление, 8 в меньнеВ степени, растворение я ионом виде путем комплек-сообразозакия. Переход железа из эакисяойв окисну» форму вызывает нарузеяие равновесия зарядов'кристадлвчоской рэ-яегка ыанераса и освобождение цедочинх и цезочно-земеях^ них металлов. В почвах выделяется следуадие формы хелеза: аморфные я окристаллвзованные.

1-1594- 3

Анорфныв - встречается г вяде оргеноииивридьных » неорганических фракций. Они относятся к продуктам современного почвообразования и появляется в почвах на верных стадиях выветривания силикатов* Для аморфных гидроокислов железа характерно высокое содзрхаьие води« большая поверхностная площадь, отсутствие отчетливых дифракционных линий при рзнтгекоструктуржш анализе (Уаскекзя, 194(7, 1959; Горбунов, 1961; Кзллерыанн, Цюрупа, 1965 я др.). Аморфные неорганические фракции в почвах на устойчивы, но присутствие органического вещества ( soiw-t-i.-anr, , I?66, 1968, 3970) некоторых анионов ( scherzo-- '-t rQ , 1957; Schellnar-i , 1959; Кг.mie ,1963; Чухров и др., 1975 н др.), а также наличие таких микроэлементов как l- , Сг,

v , ni, со » сд * в определенных количествах, могут тормозить процесс их кристаллизации ( ::alovic , 1971;

V.ilovlç et Pinta » 1972 a, 6).

Онитцер ( 3c'№itacr » 1969) показал, что для образования железаорганических комплексов намбольлее значение имеет одновременное присутствие карбоксильных и фенольных (ОН) группа, а в меньшей степени - карбоксильные группы отдельно взятые; спиртовые группы в образовании комплексов с железом почти не участвуют. Б почвах, как высокомолекулярные соединения типа полифенолов, фульвокислот и др. тех и ниакомолекуляркые сипа органических кислот, способны образовать с железой коиндексные соединения (Пономарева, 1949, 1950; Александрова, 1954; Леваакеаич, 1966; Кауричев И Др., i960, 1961, 1964, 1974; ¿looKfield , Ï954, 1957; Coulsoa > i960; в. дакогЪ et Jacmii-i , 1969 и др.). Растворимость жел а зоорган иче с ких комплексов зависит от природы реагирующего органического вецества С ВисПлиГоиг * 1963; Кононова я Титова, 196I; Дьяково-за, 1962: Титова, 1962 я др.), а также о* доли железа в вомпдексе С s«hjiit»er> , 1969).

Повышение температуры, хорошая аэрация, периодическое кссувеняе я преобладание окислительных условий благо-4

приятс*пуют кристаллизация аморфного железа. В почвах о кристаллизоганные формы гелеза представлены небольшой группой железистых минералов (гчтит, лопидокрокит, кагге-иит, ыагнетит, ферригидргт). Шэертманн и др. ( ¡^т.чп^

к,-!.:;. I- :д?. , 197^) отметили НбКОГОруЮ ЗОНАЛЬНОСТЬ распределения этих минералов. Гетит вгтречается а почвах равных природных гон от тропиков до упаренной зон. Гепатит и маггемиг - типичные окислы жарких районов. Лепидокрокит приурочен к интразональным гидрокорфныи почва«, феррагид-рат встречается в кислых холодных почвах богатых органически« веществом* Ыггквтйт, хотя и встречается в почвах, но он не является типичной для почв окись» ( ко.^ийеп , ХЭь4) в исключение молодых вулканических почв.

Существование обменного железа в почвах остается неясны«. Одни авторы считают, чю обменное железо присутствует только в закисной ^орке, другие предполагают, что он жожет встречаться и в окисной форме.

2елсэо прямо н косвенно участвует в минеральном питании растений. Поступление железа в растения зависит от многих факторов, главные из них: реакция среды, наличие карбонатов, концентрация фосфагпых ионов, соотношение микроэлементов в почвах и растениях, биологические особенности некоторых растения и другие. Главным источником железа дли растений является Еелезооргзняческив соединэвия, однако и минеральные солк играет большую роль в питании растоиий. Недостаток железа вызывает нарушение в их метаболизме, преимущественно в азотной обмене и фотосинтати-ческоЯ деятельности. В литературе кот сведений о вредно« действии избытка окисного железа, а наоборот СКураов,' 1966; Новиков, 1970; Танака и др. ( 1'опа;-а ¡а * 1966 и др.) выявили токсичное действие избытка ааг:асного яелеэа в почвах.

Глава П. Объекты исследования

В качество объектов исследования были взяты 2 типа почв: красноземы на зебровидных глинах (разрезы 5-13) и ферралдитные почвы (разрезы 1-5). Красноземы взяты на территории Всесоюзного научно-исследовательского института чая и субтропических культур (ВВЮТиСК) в Западной Грузии, а ферраллитныё почвы в республике Шри Ланка. Выбранные почвы и примерное рассчитанное количество внесенных в них физиологически кислых минеральных удобрений в виде действующего вещества даны в таблице X.

1 Таблица I

Схема опыта

Место ; Возраст : плантаций * * » : Культура (Лозы удобрений г/га

; н 4 1 *2°

Республика Шри Лавка 3 года 36 лет целина чай 0,44 П,5 0,22 4 0,12 2,5

Западная Грузия (Аласеугя) 14 лет - -0- года целина чай ЗД 8,9 2,4 2,7

.■ -'■ ' -10 явх цитрусовые 0,94 0,75 0,22

25 1вт . 2,4 0,98 0,56

■ —■— • **

Кроне.«ото исследования проведены на красноземе разлитого на адгавд эффузевных пород (разрез 14) из Чаквы (Западная Грузия).

Целинный храснозек на эебровидной глине иод колхндс-кик лесом (разрез 9) хороао дифферевцароваа. Он характеризуется темно-серой окраской переходящей в нрасно-буруп я, желто-буруе в нижних горизонтах. Структура в верхней пахотной толще мелкокомковатая, в ниже Ореховаго-угловатая. Ферраллитная почза (разрез I) развита на элювии гнейса, характеризуется более ярками красными ходами по сравнение с предыдущей почвой и укороченный слабо дифференцированном профилем. Структура с ре дне комковатая переходящая в крупнокомковату» в нижних горизонте*. По строению красноземные и ферраллитвые почвы под чайными плантациями отличаются от целинных аналогов более мощным гумусовым горизонтом, в них с почвенной массой поремеааны полуразложившиеся остатки растительного оаада и обрезочного материала чая. . ■ /

По механическому составу почвы глинистые и характеризуется увеличением илистой Фракции с глубиной, что указывает на возможное развитие лессиважа. Оба типа почвы-имеет слабокислую реакцию среды по профиле. По содержании гумуса, краснозем несколько богаче и содержит в верхней 10 см слоо а ферраллитная почва - 5,1058. В ферра-

ллитяой почве молекулярное отво&ение 31* т: <2 по всему профиле, а в красноземе она могут достигать до 4, но заметна тенденция х уменьшению о глубиной.

При освоении данных почв под плантационные культуры* наблюдается в первые годы снижение содержания гумуса. Так, в почве под 14-летней чайной плантацией, сбдержание гумуса уменьшалось в слое 0-10 см па 3,6$ по сравнение с целинной почвой. Затаи с увеличением возраста иао'дюдаетсв накопление гумуса и черев 34 года освоения достигается. уровень близкий к исходному под колхидским лесок (6,1%}. В ферраглитноЕ почве под 36-летеей чайной плантацией, содержание гумуса больше чем в целинной почве (6,60%). Эхо свидетельствует о том, что освоение почв под чайным дотом не оаижает биологическую активно«* почв.

3-1394

7

Освоение почв под цитрусовые культуры снижает содар-дани е гумуса, а с увеличением возраста не наблюдается его накопления. Наряду с этиа, внесение физиологически кислых минеральных удобрений ускоряет процесс гумусонакопления, во сопровождается подкислогаем почвенного раствора. Изменения этих двух показателей, е именно накопление гумусв и подкислониа почвенного раствора могут существенно влиять ва содержание, распределение и соотноиениа форм железа.

Глава И. О методах определения форм железа

В этой главо рассматриваются некоторые вопросы изучения форм железа при разработке темы и выборе методов. При определении железа в почвах применяют различные методы: инструментальные - термический, рентген ос тру кг урны!!, электронная микроскопия, поглощение в инфракрасных лучах и др. Эти методы дают важную информацию о структуре и природе железистых минералов, но не позволяют определять содержание и распределение различных форм железа в почвах* Все больше получают применение методы измерения магнитноВ восприимчивости для диагностики форм железа в почвах. Они позволяют оценивать растворимость железа в различных реагентах (тгзл йог !,'ЗГ61 , 1551; 1е Богине , 1965; 0,1 Лез , -1965; Карпаческий и др., 1972; Бабанин, 1977). Во наиболее доступ ними и точными методами остаются химические.

Нами опробовав метод Гаррисама - смесь концентрированных в?30"+ , и НОТ; , дла определения обвдго железа в красноземах, как более быстрый по сравнению с обычным применяемым методом сплавления почвы с углекислым натрием и калием. Как известно, метод Гаррисона разработан спепи-альш для тропических почв, мело содержащие кремнезема входакего в состав -силикатов.

Извлечение весиликатного или свободного железа осуществляется датионитом натрия { Овъ , 2950; М1ъсЬо11 ,3

St liackor-zie , 1954; ."ific'rfenzio , 1954* A-«ilera & Jacks or. , 1953; i:ehra JaeSoon , I960poffIi> 1963; Duchau'our- at Souchier , 1966) использующим восстановительные свойства реагента. Кроме того Да Эадредя ( De Endred? , 1963) предложил проводить облучение оксалзтвов бытядяя ультрафвoneiовычв лучами, что позволяет также определять же силикат но в железо ( рз H'r.drecj , 1963; ,3dGaIeE , 1970 й др.).

Выделение аиорфнтс форм железа основано на действия растворителей, способные обраэовнзать с железок и адшл-няен комплексные соединения, При «яределения аморфного железа широко исяодьэуетсЕ метод Тайка» Сегален fe^alea , 1963) предложил извлекать аворфяое железо из субтропических ъ тропически}: гоэчз иногократвой последователь вой обработкой растворами а н HQl и 0,5 а ИаОН.

Для извлечения зе ле зоорганич ее ких соединений из почз применяет органические (низкоыолекулярнне кислотылиион-нув, винную, цавелевув, ЕДТА и др.) и неорганические (ли— рофосфаты, фториды и др.) кокплексообразователи.

В последние роды ( Ducbawfw , 1964; Eupwls ot al • 1970; Gricias arid Siecbmami , 1969; lii-ujen Eha et Br>jcl'.fJTt t 1972; Sruckert et E'etch« , 1972; Si-uc^ert* st Souihier- , 1975 и др.) предлагаю* применять реагент k:e обладающий комплекс крушима свойствами - * едкий натрий. Однако, наиболее кирокое применение для извлечения желеэоорганических соединений нашли соли пирофоо-фатов, но хх главны» недостатком является способность вытеснять н неорганические фракции аморфного железа. Поэтому взамен натровых солей Баскоиб ( ВаоемЬ , 1968) предложил испольйовать пирофосфэт калия.

После методической проверки, мы остановились на при-мвиешш следующих методов:

Валовое жедеэо определили методами сплавления почзд в Гаррнеона. Нвсилявзтное железо определвли методом Мера-Джексона ( nehra a¡¡a. Jactson t I960)» а охрмсталдизо-

ванное - методой Баскомба ( яэгсопъ , 1968). Оба метода основаны на применении гидросульфита натрия, но при разных рН среды, в первой случае при рН 7,3, а во второй - 3,8. Аморфное железо извлекали методами Таима ( та™ , 1922) и частично Сегалена ( > 1968), Железоорганичес-

кие соединения определили пирофосфатоы калия (в^со^ь , 196&) и 0,1 и г; аОН в гетроборатном буфере .по Ерукергу и Метча ( Елюког* оъ ^е-ьгье , 1972). Кроне того испытан метод Францмейра и др. ( Ртгипс^г- еь а1 , 1965), Наконец, использованы методы Джексона С Зас^за , 1958) я Мелиша ( ШхИсП , 19<*5) для определения обменного железа. В обеих методах применяют соли ацетата аммония при разных рН раствора.

Глава 1У. Сравнительная характеристика форм .железа

Часто одаи и те же формы железа определяются различными реагентами, которые не всегда дают сопоставимы данный* Поэтому возникла необходимость попытки стандартизация методов его определения. Для этой целя мы провели сравнительное исследование действия реагентов применяемых в существующих методах на чистых искусственно приготовленных окислах и гидроокислах железа» а также на различных почвах. Это било необходимо для апробации наиболее надежных методов определения форы железа.

На искусственно приготовленных препаратах железа (табл.2) наиболее активным растворителем оказался реактив Мера-Джексона, а наименее акгизнш - реактив Таима. Реактив Еаскомба оказался также довольно активным, но растворяет на полностью прокаленную при 1000°С окись железа. Ресктив Сегалеаа полностью растворяет высушенные при 45° и Х35°С гидроокиси железа даже через полгода старения. Его растворяющей действие резко снижается на ^«¿Од прокаленной вря Х000°С. Полученные данные показывают, что

&

этот реагент, в отличие от реактива Таима, менее селективно извлекает аморфное железо и затрагивает часть ок-рясталлизованных форм кедеза.

Таблица 2

Растворимость искусственных препаратов железа различными реагентами

Препараты

% от валового содержание реактивами

Таима :Сегалена Ваокомба i Uepa-: Джексона

Св ежвлриготовлев-

ная гидроокись 99,9 99,8 99,5 99,4

железа

Высушенные

а) при 45°С 86,0 100 99,2 99,8

б) при 135°С 75,2 99,9 99,6 : 99,6

Прокаленная

при ЮОО°С 0,003 2,7 82,2 99,4 ■

Сравнение методов определения валового железа имело цель выяснить возможность применения метода Гаррисона для извлечения валового железа из красноземов Западной Грузии. Метод отличается быстротой, простотой в широко применяется зарубежными исследователями для определения валового алшияин и железа в тропических и субтропичео-ких почвах* Наши исследования показали, что в ферраллит-ной почве и красноземе на элювии эффузивных пород, метод даэт удовлетворительные результаты. Однако, из краоноз»-ма на зебровидных глинах извлекается заниженные на 20-2536 количества железа, что указывает ва нерастворимость части его, входящей в состав первичных минералов*

Извлечение железа методами Еаскоыба и Ыера-Дхвксоиа аз почв выявило, что реагент используемый в. методе Бас-комба менее агрессивный и растворяет железо условно нав-

ванное Еропкиной (1975) слабоокристаллиаованным, а по иэ* тоду.Ыера-Даеко ова экстрагируется все несиликатное железо (рис Л).

Методами Таима и Сегалена извлекается из ферраллит-яых в красноземных целинных почв близкое количество железа, а из почв под чайными и цитрусовыми плантациями особенно при »несении физиологически кислых минеральных удой-рений, по методу Сегалена извлакаетея в полтора - два раза больше железа, что может свидетельствовать об изменении подаианости его при окультуривании почв. Методом Францмей-, ра навлекается из почв больше железа, чем методами Гамма и Сегалена, что. связано с применением в нем гидросульфита натрия растворящего окристаллизоваяаое железо.

Из методов определения железоорганических соединений, хоровие результаты получены использованием пирофосфата калия (по' Баскомбу), по сравнению с методой Брукерта я Иетче ( Bi-uctart et r.ettíio , 1972) извлекавшим из фер-раллигяой почвы заниженные, иногда в 3-4 роза количества их особенно из гумусового горизонта. Возможно это связано о недостаточным растворением железа связанного с гумано-вцми кислотами ( Duchouíour ,1964).

Метода Меляша и Джексона давт близкие результаты, но остается неясно какие же фераы яелеза извлекаются ияа.

Проведенными сопоставлениями подтверждена правомерность предложенной Еровкиной (1975) схемы разделения форм железа, ссноЕанной на данных полученных методами Иэра-Д^сксэка, Таима и Баскомба, Кроиа того, мы пришли а выводу, что метод Сегалена шкет быть использован для дальнейшего уточнения и усовершенствования этой схемы. Метод Брукерта и Иетче требует дальнейшего испытания на различных типах почв и на искусственно приготовленных препаратах. Для папах почв, метод Фравцкейра не предотавлял ценности. Вместе с тем необходимо дальнейшее детальное изучение доступных для растений форм железа и разработку надежного метода жх определения.

12

"eft^ûj cm mSecKu почбы

- скристзлли Fs fie ê

çoepp^ZAA ijm^Oi/ /70V£¿>-, -----L то ме />о

—s—Cxct/c/пйАл Ше^анмее fe /га 6' f/xzc-

нозенг на элжбшг л'o/wâ;

—i— VW жр ла fa&róMfy;

—i— oxfi/c/rn/лл fe nú JxSfCü^ S x/>a.c*t>

на J¡¿¿citS^* ¿¿¿/мах; "

—а— /ríe лАС áaí.<c/*¿í¡.

Рис. Í. РаслряЗзлени? вх^исталлилоса^мьп ipsfit* железа., елргд&*&*нш метееаки Мера a

13

Глава У. Влияние длительности воздействия чайных и цитрусовых плантаций на соотношение и распределение фора железа в почвах

Для выявления влияния возраста плантационных кудьтур на изменение свойств почв и , в особенности на соотношение и распределение фор« железа, проведено изучение их в целинной и неудобренных красноземных почвах под чайными и цитрусовыми плантациями различных возрастов (Западная Грузия). По содержали» и распределению окристаллиэованно-' го нолаза выявлена тенденция повышения содержания слабо-окристаллизованных форм железа с увеличением возраста чайных плантаций (рис.2). Повышенно их содержания происходит эа счет снижения количества сильноокристаллизованных форм. В почвах под мандариновыми плантациями существенных изменений в содержании и соотношении слабо- и сидьноокристал-лизованных форы железа не наблюдается. Установленная закономерность показывает роль и значение чайного куста в растворении окристаллизованвого келеза органическими соединениями образущиося из спада и обрезочного материала.

Наибольшие изменения претерпевают аморфные форт. Из гумусового горизонта целинной почвы их извлекается около 2йуЕ от несиликатного железа. Они представлены по всему арофкд» бяиакицк ксжачестваил фракций ьеорганхчссккх и железооргаыйческкх форм. Зятем, после освоения под плантационные культуры, содержание аморфного железа снижается за счет неорганических фракций (рис.3, разрез 5). Гакоэ изменение связано во первых, с улучшением аэрации, что способствует их частичкой кристаллизации, а во вторых, с возможной реакцией с образующимися продуктами разложения растительных остатков. Одновременного сравнению с целинной почвой, железоорганические фракции распределяются более равномерно по профилю, что возможно связано с повышением их миграционной способности.-С.увеличением возраста наблюдается накопление неорганических фракций аморфво-

- целина;

' —■— /А чайная /моыпацья?i

——— 3+'ЛёгпнС2 «айкая /мантаиия.

Рис. Z СаЗгрмамае ара&трз&елем& &и?&о*рь>с/г7ал~ íú£¿zw¿¿y çjqpw желеja. S лрдыалемах *¿z ге£рооадных ¿auh&x.

5-1394

I1-

го железа, что по-видимому, объясняется о одной стороны освобождением железа из железоорганических соединений в результате их разрушения, а о другой, переходом в более мобильные формы части окристаллизованного железа. Повышение подвижности железа в результате окультуривания почв (особенно под чайным кустом) подтверждается и тем, что методом Сегалена извлекается гораздо больше железа, чем методом Тамна (рис.3).

В почвах под мандариновыми плантациями трансформация аморфного железа менее интенсивная. С увеличением возраста содержание аморфного железа несколько снижается, что объясняется частичкой его кристаллизацией.

Таким образом, освоение почв под чайаув культуру без внесения минеральных удобрения сопровождается изменениями форм и соотношений железа; в почвах под мандариновыми плантациями эти изменения мочэе выражены.

Глава У1. Влияние минеральных удобрений на

формы а подвижность железа в почвах

В последние годы потребность в получении высоких и устойчивых урожаев многолетних культур сопровождается внесением больших доз минеральных удобрения. При этом могут происходить существенные изменения в свойствах почв. В целях выяснения поведения фот железа иы провели сравнительное исследование длитель:;.- удобряемых физиологически кислыми минеральными удобрениями феррзллиткых » красноземных почв под плантационными культурами. Эталоном для сравнения служили пеулобренные аналогичное почвы.

Результаты исследований показали, что по сравнение с -целинной, в ферра;:литных почвах отмечается тенденция накопления слабоокристаллизованных форм железа в верхней 30 см толще с увеличение» возраста чайных плантаций. Это объясняется улучяением аэрации соча. В красноземах под чайныуи плантациям?, как при внесении удобрений, так я

Разрез £ //4-лг/пняя чв-ип&я.

и й? лгел&за

г a s s >C'¿;+

. * елеic.

/Г>& ж* ywA-nrÄw ¿7*з jrs мгтсспм

PZZ2Û£3 S чайная /b42b>srt3%(¿s(?;

f if д У -t¡/ íá <3 г* ¿f 3S JS

£3

i*

Чщ

<3/ /Чя^ n^a^/na^^/ff^a

Разрез fOf/0'ле/7?нея мансасияяёс-я плалташе)

% от MecuAvfasnfiOio

Разрез fê {25-летняя маноариноёая ПАаятаци^

í з /а /г

¿j floê

Рис S. Рсс/ределениз аморфных qoopt-t хгелет â x-paote-2 g зенах на jpápü£i/á#¿>/x мимах.

без них, наблюдается тенденция снижения содержания сильно (•кристаллизованных форм железа с увеличение* возраста плантаций. Это связано, по видимому, с воздействие* органических соединений образующихся при разложения органических остатков*

В целинной ферраллиткой почве (разрез I) же аморфных форм преобладает неорганические фракции над органическими. Содержание последних не более Ъ% от несиликатвого железа и постепенно уменьшается с глубиной. Нетодами Таима и Сегалева извлекается близкое количество аморфных форм железа (рис.4» раэреэ I). Освоение этой почвы под чай и внесение физиологически кислых минеральных удобрений сопровождается снижением количества железа извлекаемого методом Тамма, особенно его неорганических фракций (рис. разрез 3). Уменьшение аморфного железа возможно вызвано, с одной стороны, его частичной кристаллизацией, что было показано данными,, полученными по методу Сегалена (рис.4), а с другой« возможной миграцией железосргзническах соединений.

В красноземах физиологически кислые минеральные удод* рения интенсифицируют образованно аморфных фора железа, особенно в гумусовом горизонте, о чем свидетельствуют большие количества железа, извлекаемого притеняемый! методами (рис.5, а,б). Методом Сегалена извлекается из гумусового горизонта до 47 от насиликатного железа яэ удобренной почвы под 34-летней чайной плантацией, что * связано со значительным]! изменениями ? соотношении фор» железа в почвах при их использовании.

В красноземах под'мандариновыми насаждениями, внесение таких же удобрена» не вызвало значительных изменении в содержании и соотношениях окристаллязованных и аморфных форм железа. Однако л из них методом Свгалева извлекается железа больше, чей методой Танка. Такое соотнокацдо может указывать на некоторое повышение мобильности железа, связанной, по видимому, с подкисленном почзакдого раствора.

Разрез ьИШёшнщ л * $

% о.т/ хесилихатюго железа

Ю____12. /4 (5 lê ■

РаьрмА/5{дб-летш Шная плантация). %от машжатмго

А_i_S_s_Ю /¿ жета

< -û—

Fifli no башмЗ(/ Feß /юТечм^

fyOj па СегаЛену fetOj ns ÇpaMjMeûpt/

Рис А Содержание железа, изЗлетрно-ео рашмымц ттоёамц ê (реррамиттх novoax.

!4-летни& ыкшяыа /глантстии.

% am **0сили.т/писго железе: •а го JO

■■■■■ — сэсз&ханае железа! ne Sacfcdiy J раньёих iWttMJt fiûâ /4- и JV m&HfntzutJFfifu ;

——- /по yâodtef HUÍS '

—"— соевожанш/ ме/isja л? Tas+rty à ySeäpf**** r>cvéax noâ /4- и St - ле/г>#ими /мал''

—<—— rrû м-а ûles ¿¿âo$Q£>Muti-,

■ ■■«■ - сэоеожянир ммäjüt /5? Сёгзленг/ £.{/âa$-. ремнй/х s>ovS¿XX лог /4- и J4 /»Л^ла/ле/.

—•— то ¿re ¿Ai

21

•J/vtA-n-tiV пластацл/

Чс Osrt xr&Agsa

aJ под /iÁOMmam/#*f¡s

fe p/n * fuese _¿___£__f£

1 I i

tr¡ i ¡ i ; 1-fe /v

■ \\ \ ¡ ôccxofféy ¿yefaSA*"-

\ \\ \ í wi />е& /С-

i"; V t i. t, ¿S-jte/r.i/LfUíf rus*r-

^ i J\ i \ maucttKit,.

^ i^ ^ —- — тс, же yêoSpe#Ltû-t

/

S Г —. ...........

.«■■¡Г ~ ms .á^í,.!?-

! : - - '

/re? ¿S~/<e/nnt£ рлонтли t, —«--(no jes fot

<'J —л— t£dts>*an¡/e fe noCe-

/ \ — .1. — ' - a - -

¡. i - WWÍ «I -' 'ft

y / 4 (¡Aatimanj/fú^

i

t !

26 -AefriNUê Ma+tâapuHcS&e гман/ъаис/и

%■ am met/Aura /пм&х> железа & f¿ /е 20 ¿4>

г»

4

Ö «0

sr,

S} под MOs<âafii/*tûèiitMu плантациями Рис S Ыивние t/óoffiPHí/t/ ir ¿траста плантационных Хультур на гоо/пноа&ние и ферму хелеза^ 1/я6ле*п~ емогс метедама SacKOMtta, 'и Сееалвлл■ 2"j

Данные по определению форм железа в илистой фракции показали, что как з ферралднтнкх, так и в красноземных почвах более 90% жолезоорганич^ских фракций и 50-75% аморфных форм сосредоточены в илистой фракции. Поэтому отмеченные эыие изменения происходят преимущественно в иле.

Таким образом, при внесении больших доз физиологически кислых минеральных удобрений в красноземных и ферра-ллятных почвах, происходят значительные изменения в содержании, соотношениях и распределении Форм железа.

Глава ""П. Сравнительная характеристика подвижности железа в изученных почвах

Сравнение полученных данных показывают, что методы Кзра-Дкексона и Бас*сомба дают удовлетворительные результаты, позволяющие условно разделить несиликатное железо по С1епени кристаллизации. Для определения аморфных форм наилучпие результаты дал реактив Тамма. Им существенно не затрагиваются окрксталлизеванные формы в отличие от метода Сегалеяа. Хорошие результаты получены применением дирофосфзтв калия для извлечения железоорганкческих соединений. Наименьшую ценность представил метод Францмейра, вследствие неясности форм железа извлекаемых им.

Кесиликатное железо в изученных почвах представлено преимущественно окристаллязованными формами. Одно из главных отличий почв состоит в соотноиенмял слабо- и сильноокрхсталлизованных форм: в фзрраллитных почвах преобладаю? слльноокристаллизованные, а в красноземах -слабоекристаллизованные фермы железа. Такое отличие связано прездз всего с различные условиями формирования данных почв: в муссонном тропическом климате в почве происходит более значительная кристаллизация железа, чем в субтропическом влажном.

При освоении под чайные ллентации в ферраллитиых и красноземных почвах в первые годы снижается содержание

аморфного железа за счет его неорганических Фракций, Пра чина - частичная кристаллизация железа при улучшении аз-рации почв, В красноземах происходит повышение содержания аморфных форм за счет окристаллизэвазных форм под действием продуктов разложения растительных остатков. В феррал-литных почвах при более высоких температурах в точение года происходит быстрая минерализация железоорганических соединений л кристаллизации железа, в результате чего накопление аморфного яэлеза не отмечается. Б красноземах под мандариновыми насаждениями особых изменений в поведении форм железа не отмечено.

Таким образом, повышение подвижности железа, особенно в красноззмах под длительно удобряемыми чайными плантациями, может способствовать миграции этого элетнта и усиливать лессивирование почв. Более того, накопление аморфного железа может препятствовать нормальному поступлении в .растения питательных элементов и, в частности, фосфора в. результате образования труднорастворямьк фосфатов желаза. Наряду с этим, повышение подвижности железа в почвах может вызывать избыточное поступление его в растения, что может влиять на процессы метаболизма растений и па качество получаемой продукции.

Выводы

Проведенные исследования позволяют сформулировать выводы по двум разделам: а) по методам определения желе* за, б4 по влияние окультуривания и минеральных удобрений на подвижвость железа.

а) По методам определения жалеза

I. Метод Гаррисона применим для определения валового железа в ферраллктных почвах в красноземах на елювии эффузивных пород Западной Грузии, как наиболее фвррадлита-зированных.

2. Подтверждена правоверность применения метода Баскоиба наряду с методами Мера-Джексона и Таима для разделения различных форм железа. Метод Сегалена может быть рекомендован для дальнейшего уточнения и усовершенствования этого вопроса. Не выявлена целесообразность применения метода Францмейра.

б) По влиянии возраста к Физиологически кислых минеральных удобрений на подвижность железа

3. Ферраллитные почвы характеризуются наибольшим количеством окрхотадлизованного железа, а красноземы на забровндных глинах Еаименьвии, красноземы на элювии эффузивных пород занимают п^омехуточнов положение.

4. 5 изученных почвах, аморфные формы и особенно иг железоорганические фракции сосредоточены в илистой фракции.

5. Освоение почв под чь?ные н цитрусовые плантации сопровождается репкем снижением содержания аморфного железа, особенно его неорганических фракций.

6. С увеличением возраста чайных плантаций на красноземах без внесения минеральных удобрения, выявлена тенденция постепенного повыаения содержания сдебоохрнсхалдиэо-вашшх форц железа.

7. При длительном внесегии физиологически кислкг удобрений под чайные плантации происходят следующие изменения :

а) В ферраллитных почвах зовывгется миграция желесо-оргаинческих сседиьений и наблюдается тенденция повыее-ния содержания слабоокрЕСталлмзоваяннх форм железа.

б) В красноземах выявлена тенденция к снижению количества сидьноокристаддизованкых форм железа и совымвню содержания аморфных форм и железосргвнических фракций.

8. Под насаждениями цитрусовых бее внесения минеральных удобрений, содержание аморфного железа снижается с увеличением возраста плантации.

;.2б

В селом пол шшн, даже пря внесения физиологически кислых удобрений, наблюдается меньшее изменение в содержании и соотнооеаиях форм гелеза, чек в почвах под чайными плантация«и.

9. Огмечеиное повывааие подвижности келеза, особенно в длительно удобрявших красноземах под чайными плантациями, может без ее устранения приводить к дальнейшей деградации почв, а также х ухудшения качества получаемой продукции. Наряду с этцм, возможно и нарушение поступления других элементов в растения.

Список опубликованных статей по тепе; _

1. Изменеяие подвдгености яелеза в ферраллитных почвах чайных плантаций республики Нри Ланка. Почвоведение Ю 6, 1975 {э соавторстве).

2. Об изменения соотновеняй форм железа в красноземах при их окультуривании. Почвоведение Л2 ?, 1976 ( в соавторстве).

3. Сравнительная характеристика субтропических красноземов и красных ферраллитных почв тропиков (в печати)..

Влияние минеральных удобрений и длительности окультуривания на соотношение различных форм железа в почвах чайных плактздааЙ, Тезисы к УШ научной конференции по вопросам тропического и субтропического сельского хозяйства (в печати).

5. О различиях красных и серых пятен в зеброВидньос главах красноэвиных почв по фордам железа и злхшшия. Тезисы к УШ научной конференции по вопросам тропического и субтропического сельского хозяйства (в печати).

8.09.77 г. Объем 1.75 п.л. Бесплатно. Тир.200 зкз.5ак.15$» Типография УДК, Москва, ул.Орджоникидзе, 5