Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ФИЗИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕРТИСОЛЕЙ КУБЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ФИЗИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕРТИСОЛЕЙ КУБЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ"

Ь-Шъо

МОСКОВСКИЙ ОГДЕНА ЛЕНИНА . , ' - - ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ; И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННА! УНИВЕРСИТЕТ имени М.В. ЛОМОНОСОВА

. Факультет Почвоведения ' ;

4 . 'На правах рукописи.

РОЗА ДЕНЬ КАЙ1ЕН ОРЕЛЬЯНА ГАЙЕГО

ФИЗИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕРТИСОЛЕЙ КУШ : 'В ЗАВИС ШОС№ ОТ ИХ ШПОЛЬЭОВАНШ

« Специальность 06,01,03 - агропочвоведение .< ■ и агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата Йиолошчоскюс наук

МОСКВА' . 1991 '

' Г

.- Ч-г'л

а/ ^Раібота."выполнена,в'отдела..мелиорации засояешщх ;м-,слитшс'цочв^ г'-»î . ..i Почвенного института Куйн'и на кафедро физика и кэлиорации 'xhï' f^r- уу: • почв'факультета'почвоведегаїя К'сюковского/Госудаїютв'оіпіого 7.. , . - ..'.• ■■' Университота вмени M. В. Ло^восОБа.^^-;^.^;;w

-г. - ,; Научные руководители : ■ доктор'биалогических наук

--•• профессор А. Д. Воронин :

' ■ ■ і-;-"' -Ч-' •-• -'•

- ; : . кандидат сыгьскохозяйствогишх'наук •••'•

< • ведущий-.наупшй сотрудник ' •'•"••

vv - V- .л., V-V. .-4.V-•> І 'V«'-

. г •..••' '-V^Ферїіаіщо Ортэга Састракос ;

Официальные ; OimOÍIOUTH : доктор /¿йслеііічесіаїх ; наук1' -J-'ï^Vt'ï

• •'•-•-•- • -• - ..... .. -. -s -- .

'■■•;f ''-TT:-- '.'•. профессор, 2. ІЇ^СгалоГлоїш. -Y' г . ч .-..'^'г.--/

:-vfV^cTapnttiít научинй'сотрудішкі-

,- УС ап гаийков, ^ ■ >. ■ ; V'/7' * --v 7;--',

■'■'"'---^i- Г" •• . ' Ведуиач о^ - .

.' .i , • •'■"• ; V- - - "--'■ • .• • '' .- - •. . • : , : • • -■ --VV-

v-í: ^Уг-'^ ї 'vCí'-^''—Затряс а "ЛумумсЗа.- ■ у" "г о

в^ауд.г М-27на" засодаїшіьспсШіагшзпровашюго совета KO ."vj.C5.IG : ",. іл'-. в КГУ им: М.В.- Ломоносова. • r-;T'" -■>■-

» > •

. ' " С диссертоіиісЯ модно по^ипкрмиться n v"

• 'По'торе.иошїп МГУ.гГ- : . -'і' • ■■

■""fi--* - ■'- АптореїТіерпт •разослан,-.'1 • у-- -. --..>- » ^toi• го.та. • . - •' -.

: 'Вас - приі'іять;'уїас;ігб", з - бОс^отсдаїГдиссерташга ''на -' ^ .

'.' V-': ', ' з ас од шиш специализирован ногос овь Tf. 'по ' почвовед єішю в ?.ЇГУ вм ^ :

-. V і,-'"" ■ " '" '/.f. ^ ■■.' ;

-. і'U.B, Ломоносова,:по. апросу: - Москва, ЛІ9899,- Леішнсісие:горы, МГУ, ; : •' . -- ^ 1 ^: ; - vv,- \ - " ..:. : -гг ■',>'-".-.

фаісультет по'шоведоілїя. ' ' . . ; V • : • *

і " - . Учетгй ccKPö,rat>b • ' . - • - : ' : - : ^ •'•. . - .s.-«-

"•- .;Учетгй секретарь • ' • • -.: '

;специализированного совета^^;^,^^, ^Сц^Г.В Мот~,Хова ",

^ • J V :.і:'' .. ,

■ : Актуальность" гггіоблемн. Вотзтиоади Кубы" занимают 1г5 ишт(ь ■ - -на га территории страны. Они встречаются:в основном в центральних и в ос точних провинциях Кубы под сахарным тростником, паст-^ ' ■ бщамя и'рисом. В состочнкх проми-вдях, - где проиедтугмеь исс-ледоваїшя-, эти'почвы занимают более .400 ОМ га поэтому они * -являются жшшм зкоітоккческим ресурсом населения этих'районов, Вортасата япля»тся потенциально глсдородтки порами, од- ' ' : пако неудовлетворительные физические' свойства не позволяют получать внеокие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур ; на этих почвах. .."■ 1 .;.VX.-."...■

v. ;>,:■■■ ■. ■ В социальных и экономических задачах развития страш, пос- ..■'

тавлошшх Коїкмуїшстачоской Партией Кубы,, указывается на необхо-. 'димооть интенсификации научных исследований в связи с охраной, X мелиорадеа^и 'радаональіпм использовани почв. Климат страны . . Олагоприята ^ для воздел ивания сельскохозяйственных культур -: нрутлый год. На равнинах, nte развиваются эти почвы,'возмошго - внращівание многих цениыж продовольственных'и технических КуЛЬ-7 -тур - хлопчатника, сои и др. Поэтому глубокое изучение физичес-': них свойств вертисслей является весьма актуальной задачей Про-довольстпенной Программы Кубы,' " ; ■■.'■■" г' Цедь" рабдтц -':: оценка физического' состояния вертіїсолой Куби в зависимости от кх использования. "..•"" Л.;-'-Х;";-"V'X....' -; Основные задачи исслгелования;' Иэгтать физическое состояние' вертисолей на основе!энергетической концепции и современных : ' представлений о структура почв и дать его оценку в зависимости от ах использования.I.J^'X-V:''1- ' ' ~

Научная новизна. Вдетые на основе энергетической концеп- ' . ции физического состояния почв дана его количественная оценка ■'■':' для вертисолей Кубы при' различном их использованииУстшювяен

■ ■■ ЦЕН7 P,VU«I ! ДЯ V- '--Х-.'* ■■- :

^/.л'-'" НАУч ^АГІ Ь-СЛИОТСКЛ і • . '

".■ ; ■■'■.. ■■ тА ' . • •• :■*■"■' ■*"--

фйзико-хишческий механизм большой потенциальной и действительной слитоети варгисолей," объясщшкий. их чувствительность к ухуд-ШСШ1Ю физического состояния при интенсификации сельскохоэяйст- ' . венного. использования.. Установлена большая потенциальная спосой-" ность'к слитообразованшо у гумус-карйонатяых почв переходящая ■ в актуальную слитость при их сельскохозяйственном использований.';

Г Практическая птнтость. Результаты . исследований могут быть использованы при разработке рекомендаций по рациональному, ис-: псдьзо»ани»-вертйсалей и ухудшвнню их свойств, а также 'при'раз- ; раЗотке мероприятий:по предашрежденшо 'ухудшения гумус-карбонат-: ных,; Оценка запасов влаги с учетом усадки позволяет точнее* рас-читатьоросителыща но!»ш;: высокая водоудерошаицая способпость' вертисолей дает основания рекомендовать возделывание на них /" ; ■ экономически выгодных однолетних культур (на прпмеро,"ялопчат-. ника", сои и др.). " '.---У-^

Артобппкя работы. Основные положения диссертации была до-.

- ло&енн па Ученом Совете,Почвенного Института Кубы (1990); па *. .. " заседания кафедры физики и мелиорации почв МТУ (1991); иа 1-0:/,

- 2-ом и 13-оы съездах Общества кубинских и латиноамериканских почвоведов. (1938, ■ 1990) в Гаване;. на мевдународной конференции-■Института сельскохозяйственных на^т? Гаваны (1990); должны быть

опубликованы в1 материалах съезда общества' мексиканских, почвово-:,.' дов (мегокко, 1990). " . .. •; •; •. • •..-.•

ПУЙлитадии.' По теме диссертации опубликоваш 6 научных

работ. ■ V--> У;"/^УУУУ7:л'лУ. ■'■':'■■'"

'■Структура н объем работы. Диссертацяя с остолт из введения, ; -- глаз,•обсувдения результатов, вьтодовУМаториаш дисссртодаи -[ наложены: страницах' машинописного текста, включаяА> таблиц ; и рисунков, список литоретуры из /*:? названий. ,. " V ; д

" содатшиЕ работы

Введение

Подчеркивается актуальность и научная новизна работа, определяется цель а основные задачи исследования. 13ГАБА I. Состояние проблемы. : Дано общее понятие о верше елях. На основе литературных данных проведен анализ основных в том число и физических характеристик вэртисодей. Подчеркивав тс я современное определение (физического состояния почв.'

ГЛАВА 2. Естественно-исторические условия почвообразования Кубы. Предотавлены краткие сведения о климате, геологии, геоморфологии, растительности Куйы и особенно тех провинций, где формируются изученные почвы.

ГЛАВА 3. Почвы и методы исследования. Вертисоли - почвы сиаллитного ряда, с преобладанием ЫеО над СаО среди валовых компонентов почвенной массы и'ила; Такие почвы образуются па пылеватэ-глшшетых и глинистых отложениях речного и морского происхождения. Строение профиля: АС или А(В)С. Разделе 1щ на следувдие типы: темно-слитнв оглееннне, глеевые и не глеевые. . *

Гумус-карбонатные почвы. Они входят в большую группу гумус-кальциевых почв. Преобладаний почвообразовательный првдесс-накопление гумуса с большим содержанием активного кальция и минералов 2:1. Они образуются на известковых породах. Строение профиля: ЛС или Л(В)С.

Объектами исследования послужили вертисоли под лесом, пастбищами и сахаринм тростником, все они расположены на территориях провинции Грамма па востоке Кубы. Гумус-карбонатная почва под

-3-

-сахарным тростником била выбрана на территории провинции Съел- . ■■■ 1 фуэгос в центральной части КуЗы. ; ^ / Г : -

; Метопы исследования. В процессе работы особое внимание уделялось взучекию структурно—фуни№опальных и агрофизических характеристик пахотных горизонтов вертисслей. Структурио-гадроЛи- ■;* ■зические исследования включали: определение основных гндро^изи-

■ ческкх характеристик почв (Воронин, 1984,- 1990), реологических - ■ - ; свойств (Манучаров, Абрукова,, 1982)показателей набухания. При ;■'/■

" определении базовых энергетических характеристик твердой Лазы .

почвы и расчете диаграмм структуры порового пространства мульч-' ... ; слоев вертисолей и гумус-карОопатной почвы использованы методики ..-:. "и формулы, ;предлагаемыми Барезиным (Х987, -1990). Осталыше физические и физико-химические анализы проводились по общепринятым т - методикам (Вадшина, Корчагина, 1965; 1пэ*1Ли-5о Ле Зие1оаД985). ' • Для определения изменения запасов влаги с учетом усадкк, ■ плотности почв в процессе иссушения была использована математи- -'"■ чоская модель для трещиноватых почв, ( Иовз » 1935) с г^-счзтогл . . на зал.. • " Л.;■..'.-., 1 ■ -, ,::

■ ; . ГЛАВА 4. Структура твердой фазы,вертисолей^

ц оо составляющие. ■'■■ - ' - - *■■

I.'Гранулометрический состав как основная структурная составля->-

.■ тая почв. . ".'.У.УУУ?-"У- -У;;...;, л- ,

'.V Ввргисоли Кубы "являются глинистыми почвами; проойлацашая -..;■ франция - меньше 0^001 мм.(43 - С1 ¡2). Подтверждается мнсиио ■ С. В. Зонна (1974) о том, что вертисолям свойствен более легкий. ■ гранулометрический состав верхней части и его уткжелоние вниз :: по прочит (табл.•![). Уменьшение. илистой фракции в горизонте .С - .. может быть связан с происхсвдениш почвообразуших пород, В ; :. профиле под сахарным тростникам найлвдайтсл более равномерное '

таблица I

Гранулометрический состав исеяадованназс почв, в %,

Угодве Горизонт ■ Елуй,, ф р а к ц и и, - мм •

см 1=0^5—и,1ЫЩ U,UM),UÜ1 <U,W1' -

' В е р ТЕ О ОЛИ

Лес Aj . 0-6 16,7 19,3 20,0 44,0 60

Aj 10-20 ' 5,5 13,0 20,5 ■ 61,0 " . 76

Aj 60-60 3,6 14,9 20,6 60,9 75

О • 100-120 23,3 ... 17,4 15,8 43,5 54 ,

Dación- А: 0-1 ■ 18,9 12,7 23,8 44,5 61

Ив Aj 5-15 12,6 12,3 22,0 53,1 67

Aj 35-50 12,5 ' Ю.О 15,8 6Г,7 75

Aj 70-85 12,4 13,5 13,8' 60,3 68

; ВС 100-110 25.9 12,8 22.2 ,. . 49,1 65

Сахарный. . Aj 0-5 3,5 14,4 .38,8 43,3 72

" тростник Aj ' 10-15 4,7 ; 14,3 ' 37,7. ; 43,3 ■ - 1 70.

Aj 20-30 4,0 14,5 ■ 35,4 ■ ' 46,1 73

Aj 70-80 7,2 10,8 31,1 50,9 74

С 70-80 7,9 5,7 33,4 • 53,3 79

Г у м'у.с - к а р б о н а т н а я почва

Сахарный . Aj ; 0-20 3,8 23,0 1 25,1 48,1 - 70 тростник,

содердыше ллистой фраїции; вероятно, возделывание оахарного .тростника способствует образованию тонких шектитовых манера-лов при 'палочной реакции среды (Weever Ц>1*.У;І9?І). '-

^Анализ-вероятностных характеристик .распрёдйленик глинис-. -тых компонентов (Фс,:К)" (Березин,,' І967)-даев'возможность 'ігуч-ше - понять.-это .явление (ркр. І); Еараглатр К,''<который 'отражает ; дисперсность.тлтошстых'томпраентов,* меньшечО^ЗЗ»'.что свидетельствует о преимтдоествекком присутствии шсокодаёперсных минералов. Резкое'изменеііие'£єличин ф^ и к ё пр6фиЗге-,ш)Д'ііаст<5щем дает представление охарактере егонеоднороДвостиі .связанной, с .трансформациейпереносом и' локализацией ЛфккодисЁарсного : вещества в~ прфиле почвы. Ч- '?. ■'■,','*',

. Гумуо-рарЗовдтігая"д9чва; (Фс= , К= 0,24) .подобна верти- . о они под сахарным' тростюіком;.І!овишенішв э'начеиия-.К^ло. сравне-■ нию с почвами' под лесом и ,паотбшцем,, говорі?' о" .öotoee ".трубодис-персном характере глинистых компонентов, которые, могут быть .. . представлены щнроагрегаташ,' . >.*'":; - ^

; По содержанпзллазш (Ф^ больше 60%) можно отнеати*.эти■ почвы к плазменному тішу структури со .значительным' содержанием -: пылеватых фракций (Воронин,' 1984).";;/ :: -у; ■.".'.' :

2. Удельная поверхность" почв isaic интегральная'-характеристика: ■почв. . ■■■ - " .■ '■-■ '.""..■ '• - '( •'"..''•,." -

Вертисоли характеризуются' хороша развитой удельной'поверхностью: (табл. 2). Величини удельїюїї'прверхіїости определяемые по изотермам десорбции паров воды и рассчитанные по уравнениям БЭТ 1и Фаррера имеют значения в продолах 16? - 200 м^г"1. Внутрен-:няя удельная поверхность значительно преобладает.над внешней; ' на долг)' внутренней удельной поверхности приходится больше:70^ ; от общей. Этот признак характерен для почв, в минералогическом

таблица 2

Удельная поверхность и некоторые йтико-хшические свойства почв.

Угодив ГоріЗі, Глуб., Удельная поверхность Гумус, Обменные основания. . рК.

см общая внеш. внутр. % Са^ Н« На ІГ • 2

м2 . г-1 мг,экв/100 г.

Бертнс 0 Л К

Лес к Сиб 244 74 170 8,73 30,3 17,4 0,75 1,43 е;о

Н ГО-30 259 73 186 1,67 20,3 15,2 1,00 0,50 5,3

Пастби- Аі 0-1 167 50 117 2,81 17,0 Г4,6 0,55 0,80 5,3

ще Н 5-15 230 50 180 2,57 20,0 16,0 0,55 0,60 5,4

к 35-50 283 55 225 1,37 22,0 17,0 1,60 1,37 6,0

% 70-85 218 63 155 1,33. 20,5 15,9 2,25 0,25 6,2

ВС 100-110 154 52 101 0,39 24,0 15,5 2,50 0,37 7,8

Сахарный к 0-5 261 ' 70 191 2,41 45,0 11,5 2,00 1,07

тростник к 10-15 255 73 182 4,58 50,0 10,5 1,50 1,45 7,5

Гу М у С - карбонатная л очг а

Сахарный V 0-20 358 86 272 6,13 67,0 6,6 1,00 0,57 8,3

тростник (так;;е при сгжгакіт гуіїуса парекисыэ водорода)

317 82 235 1,37 35,0 7,3 1,90 0,?С

составе которых преобладает минералы с расширякщейся решеткой.

Гумус-карбонатная почва характеризуется более высокой поверхностью (357 М2. Г-1). і.'Л."....-

".';■' Минералогический состав оказывает большое влияние на величину и качество-эффективных удельных поверхностей."В свою очередь по боличине внутренней удельной поверхности можнорассчи-тать содержание' монтмориллонита." Согласно-методу ус свершенотв о-ванному: Ворониным (1984), содержание монтмориллонита в ясследо-ванных почвах достигает 29 - 67$ в почве в целом, особенно в ■ гумус-карбонатной почве (73$). ".' '

., ; По-вздиыому, содержание гумуса не оказывает существешюго': влияния на уиельную поверхность вертиссдей. Этот факт, вероятно подтверждает щюдщоложеііие о іси,^что в глинистых почвах ассоциации молекул органических веществ:диффузно распространены в минеральной почвенной массе и соизмеримы по размерам с глинистыми минералами. Это подтэегадаотся и тем, что в гумус-карбо-' натной почве,-где гумусовые.вещества"содержатся в*довольно"значительных количествах,' удельная:поверхность после■сжигания гу-ї муса падает до 317 м2.!1""1.' ; ' ■

' Обращает на себя внимание и значительные величины внешней поверхности от 86 до 50 м^. г-1. Роль внешней удельной поверхности в свойствах вертйсаяей очень велика." С ней связано Меж- ~ доменное набухаїше широко распространенное В:этих почвах. Такая связь:установлена для вертисолеЭ:Камеруна (їегіпа ві; аі, , 1988). -ч V ■

Високая удельная поверхность исследованных почті. обусла-- вливает я значительную 'емкое ть катяошюго обмена - (32 - 75 . кг.оіш/100 г). Характерно, что в "составе 'обменных катионов ; преобладают калъщй и мапшї. В.ряде почв и угодий они содер- 1

'; ■ ■ '¿у/ ■ :-і:; ■ ї:..-.-■:..;;':.■■./

і»атся почти поровну (гор. А^* 10-20 под лесом, во всех горизонтах почвы под пастбищем, а в некоторых резко преобладает содер-. жание обменного кальция (почва под сахарным тростником около 205S Мев обменном комплексе, и гумус-карбонатная почва окадо 8$). ; Следует оплатить, что в обменном комплексе почва под сахаршы тростнаксм отмечается около 3% поглощенного натрия- В большинстве случаев в обменном комплексе почв содержится 50 - 35JÎ №.

Keren, shainbeï-e (1979) выяснили что, различные обменные катионы сорбируются пре имущее твепно на той или иной поверхности так, катион кальция главным образом сорбируется на внутренних поверхностях в межпакегном пространстве, а натрия на впеп-шп поверхностях, обуславливая большое мездоменное набухание.

Советский физико-химик О. Я.Самойлов (1957), изучая поведение катионов.в вещном растворе, показал,что катион магния в отличие от кальция имеет большую ближнюю гидратацию и в разбавленных водных растворах перемещается вместе с водным окру: жекием. Можно предполагать, что магни» труднее проникнуть в ' можпгкетпов расстояние чем кальцию,и поэтому последний будет ~ преимущественно сорбироваться на внутренних поверхностях обус-1. лавливая довольно прочную связь отделышх смектктовых пластинок в домене. Это первый уровень прочности коагуляції ОН (loft связи, зеоторую иногда, недостаточно обоснованно, считают кончепсаниои-■ ■'/'..■ ной.■ і

\ ' . 7-V. Катионы магния, размещаясь на впешлкх поверхзіос тях, обес-• печивают более слабую мелщоменную связь к мездомеїгнсе пайуха- у

ниє. С этим вероятно и связана слабая водоустойчггоость верти-■ солей (табл.ЭГ ). *

Аналогичный механизм, вероятно, могло использовать для объяснения, и так называемой магниевой солопцеватостн пота.

" -Ю-

Млкроагрегатшй состав исследованнмх почв, в Щ. іьрмз. ілуі., Ф р ^ к..ц)'!> У.'...1*1

таїнщг З

В е р і и с о Ч V

Лес Л АІ С-5 22,0 II,9 : 17,7 : 5,5 19,7 23,2 52,7

Н ІС-20 5,3 Ц, 9 24,0 7,3 , 24,7 25,7 42,0

АІ 60-80 2,9 11,9 24,6 6,2 . 32,2 22,1 ' 36;2

С Ю&-І20 7,6 14,3 ■ 34і5 7,9 ' ' 24,9 10,7 24,6

Пастбх- Н . ОіІ ІЗ ,7 8,7 32,3 7,0 13,9 24,4 54,8

цо ;. н 5г-Х5 II,7 9,1 ; ' 26»? 8,5 21,5 22,5 42,3

ч 3^50 6,1 12,9 21,1 7,6 24,7 27,6 44,7

АТ 70-85 4,6 10,2 25,0 7,7 30,2 22,3 36,9

ВС ІООеІІО 6,5 10,7 24,0- 13,1 41,3 4,4 8;9

СахарннЙ н 0-5 ; 5,3 6,7 16,3 13,1 38,8 19,7 45,6

.тростник АІ 10-15 7,2 5,5 18,0 И,0 4ЇД ІЙ,9 39,0

АІ 2030 7,1 6,5 13,1 13,0 39,5 І8;5 40,1

н 70-80 2,1 6,0 12,5 11,9 36;9 . 30,3 59,5

с 70-80 3,4 13,9 17,8 ' 38,4 19,3 36,2

Гумус-карб он а т н а я п о ч в а

СгхаршЙ к ■ С—20 4,5 5,2 .46,7 5,2 .20,9 17,3 35,9

тросняк

З» Агрегатний состав почв.

Результати міікро агрегаті і ого анализа шслетоиаиїтнх почті локпзітпют несколько иную картину мезвду пахотнш.-ти гори »оптсилі зертисолеіі и гумус-карбонатної* почвн (табл. з). В последней отмечается более высокая водоустойчивость (К^ = 35,9 %). В ' отличие от вертисолей,' гумус-карбонатная почва характеризуется низкими отношениями С 1С« и С; ни фракционным составом по-

гк Фк

лобным черноземам .( Ortega , 1982, 1985). Содержание органического вещества во фракциях 1-2 мим, в состав которых входят прочные микроагрегаты, окаэалс£Чшш чем в вертисслях (25$ от Собщ против 10-15$).

- Среди вертисолеК отмечается эысокоя водоустойчивость только в иетшх горизонтах за счет увеличения карбонатов. Высокое содержание диспергируемого ила в пахотных слота, объясняется, по мнении Агафонова с соовт. С Agafonov e-t al* , 1978), малым количеством органического вещества, значительным содержанием магния и присутствием натрия в поглощаидем комплексе. Вероятно, в исследованных глинистых почвах с преобладанием гуминовых кислот наеншенкнх кальцием и образующих довольно крупные ассоциаты молекул органические вещества не проникают в тонкие поры, а размещаются ди£фузно на поверхности макроагрегатов, чем и способствуют их образованию и повышению водоустойчивости' (табл. 4).

Диффузное размещение органических веществ на поверхнос ти макрофрагментов почв подтверждается и данным» мокрого просеивания почвенных образцов после обработки их спирго -¿ензольной вытяжкой и удаление ллпидов. О этом анализе обнаруживалось статически обосноваїшое уменьшение размеров крупных агрегатов и увеличение мелких после отмеченной выше обработки почв.

Сухое просеивание служит до некоторой степош условной -12-

АгретатинЕ состав почв (кезрое просеяваїде), в %.

Угоаие Гошз, ідуо.. , ~ см >5

фракции, им_

2-І 1-0, Ъ и.^.'.і'Ь

< Iі,

Лес

Пастйп-це Ат

Сахари-,. Ат

Ч

Сахарн, А^ тростч.

В е р т и с ОЛИ

0-е 8,1 17,7 20,0 18,0 8,5 4,9 22,5 77,5

10-20 0,6 2,7 8,3 24,9 21,5 1С,9 30,9 69,3

60-80 2,8 5,3 7,5 20,9 20,3 11,2 32,0 68,0

И0120 кет 3,8 5,3 13,7 22,4 14,2 40,6 59,4

О-Г пет 0,4 2,5 15,3 26,0 12,1 43,7 56,3

5-Г5 0,7 3,5 16,4 37,0 16,3 6,9 19,2 80,8

35-50 0,3 5,3 18,1 39,6 14,9 ■ 5,2 16,6 83,4

0-5 пет кет нет 3,2 30,4 20 9 45,5 54,5

10-15 кет 2,1 6,0 . 34,9 25,7 ІГІ9 19,4 80,6

70-80 1,7 3,2 6,1 " 42,0 31,9 1С,9 4,2 95,8

70-80 0,5 ОД 3,5 37,0 23,5 Й к , V 25,? 74,1

г у 1! у с - кар бон а т !■: а я ■п о ч е а

0-20 0,1 2,8 8,0 27,5 24,1 а о ч. , - 28,3 71,7

характеристикой агрегированное ти в вертлеолях из-за высокого содержания глыб. В сущности это распределение по размерам почвенных накройрагшнтов. Исютиение составляет находящийся на поверхности ]дульч-слой в котором отг.вдчается довольно ратдаош!>-пое распределение действительно макроагрегатов. Образованно этого слой, вероятно, связано с высокими температурам; на по- -ворхности почвы, как и предполагали Агафонов с соавторам* ( АеаГопо* et а1. ^ 1978), так как по хпратстормстикам твердой почв он практичесш не отличается от остальной погонной тощи.

ГЛАВА 5. Структурно-фунициональние свойства исследованных почв. Основные гадро^изические и реологические свойства обусловлены взаимодействии меиду твердой фазой почв, ее составом и структурой. Особенности этих взаимодействий отразятся на форме кривых зависимости между содержанием воды в почве и ее капй5[яр-ио-сорбциокнцм потенциалом или основных гидрофизических характеристик (ОГХ).

Ввиду того, что гранулометрический состав исследованных почв и минералогический состав их илистых фракций довольно близки, то а форм ц кривых ОГХ мало различаются меизду собой и характерны для почвенных структур состоящих из элементарных почттгашх частиц илистых и пнловатых размеров, в которых илистая фракция представлена поимущественно минералами типа монтмориллонита насыщенного катионами калылея и магния-(рис. 2)..

Представляет интерос тот Факт, что форма кривой ОГХ заметно изменяется при влажности выше влажности набухания и становится в большинстве случаев практически прямолинейной. На.этом отрезке кривой ОГХ вода теряется из можегрегаткых пор,что ооо-

-14-

бендо хорошо видно в вариантах с мулъч-слоом.; При, штата (остях ниже";влажности, набухания происходит потеря воды из агрегатов состоящих из смеси пылеватыхЧастиц иглшшстых доменов. На . : кривых зависимости набухания от,вяшыгости ;(рис . 3) это про- ■„■ является в довольно 'заметной двуступеичатости и переходной зоне" киормальному, набуханию. Следует отметить достаточно xo^-; рошее: совпадение: величин власностей" набухания определенных по. 'выходу на плато кривой набухания и влатлортей и удельных сбъег;.: мов пор соотвеетвупцич точкам перегиба на кривых их кзмзнекил во времени. В последнем случае Іони лучше совпадают с У критическим состоянием на кривых ОГК. 'Влажности напухания отшчешзде па кривых ОГХ колебались модду У и ІУ іфкткчсскимк состоятг/ями, что вероятно1 объясняется недостаточно ^корроктпым нанесением.■ j этих величин на критше ОГХ, полученные, при .иссушении, в то -.время как процесс:набухания происходит при уплашіеник. Depo- "t ятно на кривих увлажнения оіш будут лучао'совпадать с У крити- : ческим состсяіліем. ^¿'"V/^.* У ■'■■''V-'"^

* ,;; В области переходной к нормальному набухали» образуется і'« 'определенное число межчастичных трещин, но" в основном^ особенно в области нормального набухания происходит изотропное изме-, пение объема.~ Максимальных;величин текстурная трещиноватость' достигает прі-ІІІ критическом состоянии.и при='дальней нем: иссу-, ■тении остается"на атом уровне (Бероэин, 1907); С этим,; очевидно, егшзпиа и обнаружеинаяиами в половых условиях зависимость копду количествомf осадков и исходной влатшоотью .почв (ркс . 4 ). Граница между'областью отсутствия фильтрации и со неличном л': происходит в интервале власностей 36"- 40Й,;т.е., влажиостей соотвествушщхяи критичєск0муь состоянию. , у,Л"*;".

С III критическим;состоянием достаточно-хорошо соипод.-хют*

0-6 см

r— 1020см

влажность ,г.г'

ri

0,6-о,г

й 1

'0,6

о,г.

10-20 СГ.Г

-tf—r-

X

і г -t, мин.

- Зависимость найухажя от вдшностп(І) и изменение упелывас соъежв о0швто парового пространства во времени ЦІ) /Вертксолв, лес/

вла-шости продела пластичности определенные обнчшми методами, а с У состоянием влажность предела текучости. : . '-■' :-.

Особый интерес^представляет хорошо© совпадение величин . паровой; влагоемкое ти (Натсаидзо, ' 1975; АеаГопог ег а1. »1978; Нетоаадеа .И¿1., 1586) с ее результатами(опрел слешам! по -1У критичесному' еостошшю, Это вагхно потомуу что строгое определение этой, величины в " поле довольно сложно.

. Полученше'результаты у!сазывамт на то, что энергетическая ко1щепция физического состояния почвы вполне применима а к та-' ким сложным почвам как вер$иссиги. На.этом основании можно ло II критическому состоянию определить влагу.завядания растений, как пйчвенно-фйзичес кий параметр (табл.5 ). В таких пределах ."';■■ .Иакавдзё .(1975) нашел величины влажности заведения для сшитых : почв Кубы."т..;л,- 7 *■■='*■;'■■■•■ " Г'- 7

, - Определение реситогическкх свбйсй исследовашшх пота па г-приборе Реотест-2 при.влажности, соотвествуйцей влажности па- : бухания (63 - 92£) показало, В' вертиерлях. преобладает явление ре опеке ии которое характеризуется возрастанием прочности (вязкости) во времени:при действии ^напрядения сдвига. Это вероятно связано с тем ¡ что опачаларазрушагатся коягулшщотша связи меаду глинистыми доменами второго уровня прочности, а . потом коагулящиишиё', "и [Может бить^ частично кбиденсационпие ' связи ыеащу пакетами мсйтшрши овита, Механизм нормального. н.а-: бухания связан с ме^домепшм, набуханием. П|>и доажмостлх ниже I критического сосголнид происходит впутридоме иное напухание, а межцу I и II переходное. Влажности соотвествутио Т крит:;-ческому;состоянии совпадают с:пределом усадки, - а' ме^ду I и II. , состояния!.® -""остаточной усадке (Сапожников, 1982).

^ Влажность нияе I критического состояния относится кпроч-

'■■.; ■ '■'.=■.;;' ■■ . . : ■-. <; ;■ . > таблица 5 V ';.■

'■,'■. Содержанке различных форм волн' и ее доступности по кривым ОТ, в %.

Гориз., ■ адсорбир, пленочная ■ плевочно-'1 капиллярно . капиллярная влажность глуб,, см прочно- ршслосвя- ' свободная ■ пленочная, завядания.

: связанная -' занная, ; .. ■■, ■ ■■'■>■' ■ "

■■■■."."■".'•- ВЕР Т И С О л "j.' :. '-'■';/'■

'■■ >1

н

?

- ГУМУ С - К А РБОНАТН А Я ПО Ч В А 4

.'';'■■'■.'■ '..■''.' сахахаый Тросижк .-V ;.:'■■'

Aj' 0-20 С 16 -I6 - 20 20 - 42 42 - 63 > 63 20

А1 0-6 < и 13 - 18 .. 18 - 37 ■ " 37 - 54 ; >54 V- 18

ч 10-20 <12 ; 12 - 18 - 18- 34 ' 34 - 48 , >48 . 18

Г >,- '■, пастбище 1 ■■'■ * • •

AI : 5-15 < II II - 18 38 - 33 . '■. 33,- 43 > 43 - ■"■■■•■ J?

AI 3S-50 ■■ ■ < к ! .. 12- 18 V 18 - 36 36 - 48 / >48 Ч 18

сахарный тростник"

AI 0-5 С 13 13 -18 18 - 35 '. 35 - 63* >53 • 18

AI 10-15 .. с 13 .13-18 ' 18 - 37. 37 - 56 : , V?56,: v; i • 18

несвязанной воде. Следует отметить, что рассчитанные но Дунайскому (по теплоте смачивания)'влажности вполне удовлетворительно совпадают с определенными по I критическому состоянию,Несмотря на ряд допущений принятых в обоих методах/

Структурно-эиергетичоские параметры по Березину (1287,1990) рассчитивашісь для поверхностных мульч-слоев вертисолеії под ле- -сом л еахпрнш тростником и для пахотного горизонта гумус-кярбо-патпой почвы. На их основашш были лостроетш діаграм ли порояого пространства,-в 'которых осношшо характерне її таї ( $ і (Bif ). вирк-спитея в зависимости от давления почве штоіі влаги. Потенциальная слитость этих почв высокая (сумаршй'бавд: больно 9), что говорит об их чувствительности к деструктивным Г.ОЗДОІ-'СТГЙІЯІ.'!. Прпмштеїшо изллшио интенсивных воздействии любого характера ' приводит к развитию актуальной слктости (сушршй балл для дсо-ледовашшх гючв 7 -II).

ГЛАВА 6, Редлм влажности всртисслей .

Исследование по реишму вла-шоети проводилось в с тацяопар-iwx условиях на оіштио-гточпе'іітр'ї стгкптиті прогашдтга Грамма. То-ію;;зоп.їїотц платности, построошию is -рпзгше периода-гола, но:;а-знг.гшт что во время сухих сезонов по чип почти теряет всю кцд--i;yit> воду до «¡юделов блтішх к гигроскопическим. Сохраняются ' таїько коротше .языки более высокой иликпостн в поднако'Лшх горизонтах и в попкг.сятга участках рельефа. Однако, в период интенсивных дождей осадки успевают увяашитъ почву до величин 5СЙ и ваше (б олыиё 86 мм) на глубину до 00 - 100 см па попнкеншнх участках рельсиЬа. При иссуїнотш вода торлотся омет бистро; при гласности іточв 36 - 38?£ (63 - GG мгд) осад-'от могут і'ходить по тррщчном С рис. 4).

. . Дилигіаііп (HT'/HMfVlI.)foil ДОПТуїНІОІ' TVIFlTTt _ ;il.i'tlV>4MM ■ ¡ігчуоіси?',.

■ ■ -го- " '

По кривым ОГК установили ,что он колеблется в пределах 33-56% (табл. 5). Однако, выше 50й влажности растения вред ли могут развиваться нормально из-за проявления аиаэробиоаиса, а ниже 38$ появляются первые трещины и вода трудно усваивается растениями из-за разрыва сплошности среды.

Запасы влага с учетом усадки были рассчитаны по Россу (йоаа, 1935) для слоя 0-20 см В течение одного гада (рис. 5 ). Еило показано что только за 3 моеада (сухой сезон) почва достигает низких величин влажности в трудно- и недоступных формах, а это имеет большое практическое значение пра использовании этих почв.

. . шводі. .-о-; - ..■.;■

1. По,соотношотш элементарных почвенных;частиц структуру.изученных почв следует отнести к плазменному типу {содержание. час-тик мельче^ м:<м бодьшо СО?) с високим содец*шшем пнловатих .: фракций. ..' :■". -С V .-■-■'".;.. •

2. • Расчет содержания". монтмориллонита по методу, предложенному " Фаррером и .ус овершенствованному Ворониным, по данным внутренкоЕ -удельной поверхности определенной по кривым десорбции паров воды, показал что плазма исследованных почв в основном состоит из:; минералов" ыонтдариллокитового типа. Особенно высокое их. содер-. ■'.; жаіп:е отмечается в гумус-карбонатной почне. • ...

3.. Исследованные почвы і характеризуются высокими; величинши; удельных поверхностей и емкости катионлого обмена (ЕКО). В составе Л обменных катионов преобладает кальций и ; магнкй.;. Содержание дос-леднего в.вертисолях колеблется;в пределах от 35 до 2С$ от ЕКО. Предложено^ '.что, недостаточная водоустойчивость вортисолей обусловлена высоким' содержанием обменного магния. размещенного преимущественно на внешних поверхностях смектитовых доменов. , .. :4. Отмеченные в выводах 1,2,и^З особенности, изученгао: почв.определяют и _характер взаимодействия их твердой фазы с водой, отра-• жонцегося в форме кривых зависимости кадаллярпо-сорбционного.' потенциала почвенной влаги от.влажности почв .4 основная, гидрофи-' ■ зическая характеристиками следовательно основных структурно^-функциональных свойствах и параметрах физического с ос тот ил

почв. -; ' ^ : - ; - 'ли,- і' ~ v' ?._

5,- Определений основных физических показателей по криз о Г. ОГХ показывает /что в исследованных почвах они достаточно хорошо 7 . совпадают с. данными полученными традицлэшшмй методами.

6. Теологические характеристики показывают,\что для исследован-

-.'"■■т.- . -23- • • ■,-'

них почв характерно явление реопексии, вероятно обусловленное . существованием двух-уровней прочности коагуляциошшх связей. .

7. Показано, что'влажность набухания*почв-определенная по кривым зависимости"величины набухания от"влажности:почв:на диаграммах физического состояния почв лежит мскду 1У и У критическими состоязрдаля • (ближе к У). : '"'"Ч

8. Отмечено, что заметная фильтрация череэ'исследованшге .почвы .-... начинается при влажно с тях • блл зюа; к влажное тиЩ критического состояния, прикоторой'тёкстурпая" трещиноватоеть достигает максимальных величин. '■'■. ■ *'■ '.■'■■„;S' V";1'-.';^.'- ; /.■'.'V'.- '■•■'■"■''■'г"--" :'■;*;; ■'■■'■'.'-.

9. Показано, что расчет запасов влага в вертисолях'домен проводиться только с учетом усадки.. ' • ■■'■'i Cv- ■ '

10. Показано, что.по алектроповерхноотным свойствам гумус-Kaj>-^' боштная почва близка'к.вертисшгям и характеризуется высокой ""'; потенциальной слятостыо (по Боре'зину)Несмотря па .то, -что в микроагрегатном составе "отмечается повышешгае с сдержанно1 крупных и средних, пылеватых частиц и более высокая водоустойчивость агрегатов;? при интенсивном сельскохозяйственном. испольэова1ши ''

: эти; почвы быстро преобретают, свойс*#ЬертисолеЦ и их в этом .'. случае,,вероятно,.можно рассматривать как гисокогумусную карбонатную вертисоль. Í ■ V; v"'1У - • /Г . ■ По- материалам диссертации опубликованы, следящие работы:

1. Influencia de"las'fracciones apelares sobre la. estabilidad . estructural de;im Vertisúelei Memoria 3ra. Jornada"Científica del Instituto de Suelos (2da. parte); pp. г'Я-г'Л, 1935» ' L :

2. Diagrama: del estado estructural* de la', capa mulch.de un - suelo ■ Oscuro'Plástico bajo booque. Cien." Agrie.'", 27: 120-125*'--1936.'" >.>,-

Propiedades reologicas'de ш suelo Oscuro Plástico gleyzoco. Cultivos Tropicales. Humero Especial,'1937. ■

■ ; 4,vInflúenoia Ae i las ; fracciones' ápolaiee .del taumus 'sobre la'. ■

■■ ','¡." v estabilidad estructural* en; suelos Oscuxos Plásticos y, Verrali- 'x

-r-. .. . «• ■ . ..... . „■ % ... ... • V

.-;..> ■: ' ticos Rojos." Cien. A^rlc« , 31 »60-67» .19S7» „< ' ¡\ . ■','. '•■■ ' ¿

5« Método de.'preparación de muestras. de -suelos .Verticóa para'rélO-J,

■. ■" '' - "v ~ '; J * / ■ ■' -■ .-Y - - ' 'í "L . ; - .

. analisis -estructural,'. Cien. Agr., 40 (en prensa). . \ . 'v > ' -:■; 'Evaluación de métodos de prebumedecimiento parala determino-cion-de/la" estabilidad" es truo-tur al |de los' suelos* Cien. Agr. • : '.40 (en prensa). • I-, ;-*.'..- '-- ,'-' .."•>•''• ;

.:>•:> VV •'IV •••:••'...'• • •/ x-v-

. - ; w * ' • • noan»cauo e 1 OS. OÍ -" ^ ■ . ■ _ ' , x .

;.■ ••/.. "•.• *. t ♦op««» 60*30/10. -"V■

Ven." boi^ «.;.. ifO v.'j-í f'-.V-'-" '-y-'" ■'■':■'.'.■'.■■■ t

5vt«p«k n> /í'ítf• f • • '-I! X..- .: • '.; V'-' ; r X

.■-.^yi. ■ ■■■;■.'Opn»tt« *38M n&y»T«" naa*i*nfce«o Mockoboíoto yBir&spcitrs+a. - j - V- . 'i*;' i03009, Mocib», yiú Tepum», 5/7Í" *- -i-.' " - -Vj. ,'' TuiOrpA^Hfl Of>AOKA '3«aK íl«»**. BJffMbCTM MTy. . : -X -

T-i Mocib*," n^aracii» ropu." ... : > )-í';;Vv"

■ ' -w-'Vv". -Lí. .' i'1 . '-. .--

- y .■■'■'■'í^1 ■■ ■.',"■,-■"■„■"■ "■■'■ - ■. ■■■■X.-';"