Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ И СОЛОНЦОВ ЮЖНОЙ ЧАСТИ ПРИВОЛЖСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ И СОЛОНЦОВ ЮЖНОЙ ЧАСТИ ПРИВОЛЖСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи , Хуссейн Ахмед СУ Н БОЛ

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ И СОЛОНЦОВ ЮЖНОЙ ЧАСТИ ПРИВОЛЖСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ

(Специальность 06.01.03 — почвоведение)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1973

Работа выполнена на кафедре почвоведения Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук профессор М. Н. Першина.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук В. А. Носин, кандидат сельскохозяйственных наук О. Г. Пеньков.

Ведущее предприятие — Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации (ВНИИГИМ).

Автореферат разослан « . . . »....... 1973 года.

Защита диссертации состоится « . . . » . . . . 1973 года на заседании Ученого совета факультета агрохимии и почвоведения ТСХА в « . . » час.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ (10-й корпус).

Просим Вас принять личное участие в работе Ученого со* вета или прислать письменный отзыв по данному реферату' по адресу: г. Москва 125008, Тимирязевская ул., 49, корпус 8. У - й совет ТСХА.

-1зывы, заверенные печатью, просим направлять в двух экземплярах.

I

Ученый секретарь ТСХА

доц. Ф. А. Девочкин.

ВВЕДЕНИЕ

Повышение производительности сельского хозяйства является одной из самых важных проблем современности в связи с дефицитом продовольствия, существующим в ряде районов земного шара. Особенно остро этот вопрос стоит в некоторых странах Азии, Африки и Латинской Америки.

Основным средством повышения производительности является интенсивное ведение сельского хозяйства. Интенсификация сельскохозяйственного производства осуществляется путем использования современных методов по обработке земли, внесения удобрений, борьбы с болезнями растений и др. Однако наиболее трудными объектами в процессе освоения и сельскохозяйственного использования являются солонцы.

В Советском Союзе и в других странах (Египет, США, Венгрия) имеется много каштановых солонцеватых почв и. солонцов. На орошаемых землях Египта в результате отсутствия в достаточной мере системы дренажа и как следствие повышения уровня подпочвенной воды распространены засоленные почвы. Поэтому вопросы рассоления почв являются основными для Египта.

Для разработки мелиоративных и агрономических мероприятий по повышению плодородия светло-каштановых почв и их комплексов необходимо исследовать почвенный покров, его особенности, а также выяснить факторы, определяющие плодородие и те изменения, которые происходят в почвах в процессе их освоения и сельскохозяйственного использования.

Низкое плодородие светло-каштановых почв обусловливается слабой гумусированностью, бесструктурностью, отрицательными водно-физическими свойствами, проявляющимися вследствие солонцеватости. Поэтому наиболее эффективным средством повышения плодородия этих почв является улучшение водно-физических свойств, создание структуры, замена поглощенного натрия, на кальций. Для этого необходима разработка агромелиоративных мероприятий.

К настоящему времени проведено значительное количество исследований по вопросам генезиса каштановых почв и

солонцов. Среди них большую роль играют работы К. К. Гед-ройца (1928), В. Р. Вильямса (1919), В. А. Ковды (1937, 1946, 1947), В. В. Егорова (1960, 1970), Б. В. Андреева (1951), И. Н. Антипова-Каратаева (1953), М. Н. Першиной (1970), Н. П. Панова (1970), Арань (1957), Сабольч (19G5), W. P. Kel-ley (1937, 1951), Н. Eltfibali (19G1), A. I. Shabassy (1901), С. A. Bower (1969) и др.

В настоящей работе рассматриваются генетические особенности и мелиоративные свойства светло-каштановых почв и солонцов южной части Приволжской возвышенности. Полевые почвенные исследования проводились на территории Волгоградской производственно-экспериментальной лесомелиоративной станции (ВПЭЛС).

При проведении исследований нами изучались следующие вопросы:

1. Морфолого-генетические особенности почв.

2. Физические, физико-механические, химические и физико-химические свойства почв.

3. Влияние некоторых химических мелиорантов на изменение свойств почв исследуемой территории.

Производственная значимость данных исследований определяется необходимостью дальнейшего расширения лесопарковой зоны вокруг г. Волгограда и освоения новых массивов под орошение в условиях сложного комплексного почвенного покрова.

I. УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

Исследуемая территория расположена на юго-востоке Европейской части СССР на правом берегу г. Волги в пределах зоны сухих степей, подзоны светло-каштановых почв. Почвы формируются в условиях континентального климата, для которого характерны теплое, засушливое продолжительное лето и холодная зима с незначительным снеговым покровом. Весна и осень короткие, засушливые.

Наиболее теплым месяцем является июль. В январе, как наиболее холодном месяце, среднемесячная температура воздуха колеблется от —16 до —3СС.

При малом среднегодовом количестве атмосферных осадков (318 мм) наблюдается высокая испаряемость (800— 900 мм), что создает неблагоприятные условия для развития сельскохозяйственных культур (КУ по Иванову 0,3—0,1). Поэтому вопросам обеспеченности почв влагой на исследуемой территории уделяется большое внимание.

Исследуемая территория расположена на восточном склоне Приволжской возвышенности, которая отличается резкой

2 \------

f

и глубокой расчлененностью. Микрорельеф в целинных условиях ярко выражен.

Естественная гидрологическая сеть представлена рекой Царицей, которая питается за счет ряда водоносных горизонтов Ергенинской свиты и Царицынского яруса, а также поверхностным стоком с большой водосборной площади.

В геологическом строении профиля Приволжской возвышенности принимают участие третичные породы Царицынского (эоцен), Киевского (средний палеоген), Харьковского (верхний палеоген) ярусов и Ергенинской свиты (верхний палеоген).

Основными почвообразующими породами являются делювиальные лессовидные отложения, пески Ергенинской свиты и на отдельных незначительных площадках третичные отложения. На большей части территории участка пески Ергенинской свиты являются подстилающей породой. Грунтовые воды залегают глубоко и не оказывают влияния на почвообразование.

На светло-каштановых почвах целинных участков развиваются злаково-белополынные ассоциации. На солонцах уменьшается степень покрытия растительного покрова. Здесь развиваются типчаково-полынные и ромашниковые ассоциации.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ II. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Полевые исследования проводились на четвертом участке ВГ1ЭЛС, входящем в лесосадовое насаждение — «Зеленое кольцо». В пригородной зоне Волгограда — «Зеленое юльцо» успешно выращивается ряд древесно-кустарниковых и плодовых культур с учетом почвенных условий. Сады четвертого участка заняты вишней, яблоней, сливой и грушей. Часть садов орошается из двух прудов и р. Царицы.

В целях изучения генетических особенностей и мелиоративных свойств исследуемых почв, выяснения влияния сельскохозяйственного освоения и использования на изменение их свойств нами были заложены глубокие разрезы под различными угодьями. Из всех разрезов были отобраны образцы по генетическим горизонтам (12 разрезоз). При аналитической обработке образцов в лаборатории определялись: механический и микроагрегатный анализы по Качинскому; набухание— на приборе Васильева; максимальная гигроскопичность— методом Николаева. Водная вытяжка (при соотношении почвы и воды 1:5) — методикой, описанной Аринуш-киной (1962). Валовой химический анализ почв и илистой

фракции — общепринятыми методами. Илистая фракция выделялась по методу Горбунова, ее минералогический состав изучался методами дифференциального термического и рент-геноструктурного анализов. Гумус определялся по Тюрину, общий азот по Къельдалю, фракционный состав гумуса — ускоренным пирофосфатным методом по Кононовой и Бель-чнковой, выделению препаратов гуминовых кислот проводилось по Кононовой, инфракрасные спектры гуминовых кислот получены на спектрометре UR-20 (ГДР). При исследовании состава поглощенных оснований натрий и калий вытеснялись углекислым аммонием с последующим определением на пламенном фотометре, поглощенные кальций и магний в карбонатных почвах определялись по Шмуку комплексонометриче-ским методом, емкость поглощения по Бобко-Аскинази в модификации Грабарова.

2. В программу наших исследований входило также изучение влияния сульфатного лигнина на изменение водно-физических свойств солонцов и светло-каштановых солонцеватых почв. На полевом опыте, кроме учета урожая, изучался объемный и удельный вес, полепая влажность, общие запасы влаги и коэффициент дисперсности.

iii. механический состав, набухание максимальная гигроскопичность исследуемых почв 1. Механический состав

О степени солонцеватости почв можно судить не только по количеству поглощенного натрия, но и косвенно по степени дифференциации в профиле физической глины, и особенно тонкодисперсной илистой фракции.

В разрезах 114, 115, 117 по данным механического анализа отчетливо проявляются признаки солонцов, обнаруживаемые по резкому перераспределению физической глины (<0,01 мм) и, в особенности, ила (<0,001 мм) по элювиально-иллювиальному типу между горизонтами А и В]. Так содержание ила в горизонтахА по сравнению с горизонтами В] в данных разрезах соответственно снижается в 3,7; 2; 3,8 раза.

Светло-каштановые почвы (разрезы 118, 119, 122, 12G) характеризуются менее резким перераспределением в профиле физической глины и ила.

2. Набухание и максимальная гигроскопичность

Изучение набухания как одного из показателей солонцеватости почв имеет особое значение, так как это свойство оказывает влияние на их агрономическую ценность (С. Н. Алешин, 1965).

Светло-каштановые почвы характеризуются малой набу-хаемоетью и высокими константами скорости набухания по сравнению с солонцами, что связано с более высоким содержанием в солонцах ила и физической глины. Максимум набухания в пределах генетического профиля солонцов проявляется в иллювиальных горизонтах В1 и В2. Незначительная емкость набухания отмечается в песчаных горизонтах почв.

Присутствие в большом количестве воднорастворимых солей в материнских породах солонцов обусловливает снижение емкости набухания и увеличение константы скорости набухания.

Показатели максимальной гигроскопичности (МГ) в солонцах значительно выше, чем в светло-каштановых почвах. Это связано с более высоким содержанием в солонцах илистой фракции и физической глины. Присутствие в большом количестве воднорастворимых солей (до 1,8%) в нижней части профиля солонцов резко повышает количество адсорбционной воды.

Графический анализ показал, что зависимость между показателями МГ и содержанием в образцах ила имеет прямолинейный и прямопропорциональный характер, т. е. МГ тем выше, чем больше содержание частиц <0,001 мм. Однако за-еолоненные образцы не подчиняются этой закономерности.

Соответственно с увеличением максимальной гигроскопичности, наблюдается увеличение набухания, теплоты смачивания и удельной поверхности. Теплота смачивания рассчитывалась по уравнению Г1. И. Андрианова (1946), а удельная поверхность— по уравнению Ф. Д. Овчаренко (1966).

Таким образом, полученные данные по изучению набухания и МГ обнаруживают связь с генетическими особенностями строения профиля исследуемых почв: механическим составом, степенью солонцеватости и засоления отдельных горизонтов и как показано ниже с химико-минералогическим составом почв.

IV. СОЛЕВОЙ СОСТАВ ПОЧВ

Полученные данные по солевому составу почв показывают, что распределение, состав и содержание воднорастворимых солей в профиле солонцов (разрез 114) и светло-каштановых почв (разрез 119), имеют существенные отличия (табл. 1).

В солонцах верхние горизонты (А и В]) характеризуются малым содержанием воднорастворимых солей — сухой остаток не превышает 0,08%. В значительных количествах водно-растворимые соли отмечаются лишь в горизонте Вк с глубины 50—60 см и ниже по профилю — сухой остаток до-

Таблица 1

Данные анализа водной вытяжки почв

я п о а. СО «о* га о. Горизонт Глубина взятия образцов в см К с. | Сухой остаток в % Анионы мгэкв/100 г почш Катионы мгэкв/100 г почвы

1 « О О X 1 и 1 1 О (Л сумма + + га и + + ьс + га 'г. + сумма

114 А в, в, Вк С, 0-10 10-20 30-42 55-72 140-150 7,60 7,55 8,10 7,33 0,073 0,078 0.130 1,024 1.С01 0,29 0,79 1,97 0,62 0,36 0,17 0,20 0,15 0,80 0,45 0,44 0,27 0,23 14,00 19,88 0,90 1,26 2,35 15,42 20,69 0,05 0,15 0,05 3,87 9,20 0,06 0,08 0,05 3,26 4,68 0,43 1,00 2,20 8,75 7,87 0,42 0,10 0,17 0,20 0,38 0,96 1,33 2,47 16,08 22,13

119 А 0-11 7,25 0,040 0,26 0Г0 0,19 0,55 0,19 0,17 0,05 0,06 0,47

в, 11-23 7,20 0,011 0,25 0,10 0,15 0,50 0,18 0,15 0,05 0,03 0,41

в3 25—37 7,.35 0,026 0,61 0,12 0,21 0,97 0,26 0,37 0,08 0,14 0,85

Вк С8-80 8,10 0,051 0,78 0,30 0,19 1,27 0,37 0,47 0,20 0,26 1,30

с, 140-150 7,50 0,144 0,58 0,25 1,48 2,31 0,75 0,92 0,42 0,12 2,21

стигает 1,6%. Для глубинных горизонтов солонцов характерен хлоридно-сульфатный тип засоления.

В профиле светло-каштановых почв плотный остаток не превышает 0,05—0,14%, что позволяет отнести данные почвы к незасоленным. В распределении по профилю водно-растворимых солей наблюдается незначительное увеличение их с глубиной.

Таким образом, солевой профиль степных солонцов по сравнению со светло-каштановыми почвами имеет довольно четкую дифференциацию по содержанию воднорастворимых солей.

V. ВАЛОВОЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МЕЛКОЗЕМА И ИЛИСТОЙ ФРАКЦИИ

Данные валового химического состава почв показывают, что профиль солонцов (разрез 115) имеет элювиально-иллювиальное перераспределение полуторных окислов, что согласуется с морфологическими наблюдениями и данными механического анализа. Вследствие выноса полуторных окислов и выщелачивания СаО и MgO гумусо-элювиальный горизонт (А) относительно обогащается Si02, а на глубине 20—30 см формируется отчетливо выраженный иллювиальный горизонт Вь обогащенный илом и R2O3, а ниже его обособляется иллю-виально-карбонатный горизонт Вк.

Светло-каштановые солонцеватые почвы сохраняют отмеченные особенности дифференциации по профилю кремнезема и полуторных окислов, но она выражена менее отчетливо, чем в солонцах.

Сравнительное изучение валового химического состава мелкозема почв и ила позволяет отметить следующее:

1. Наблюдаемая более резкая элювиально-иллювиальная дифференциация валового состава мелкозема в солонцах по сравнению со светло-каштановыми почвами, по данным валового состава ила, не прослеживается. Илистая фракция имеет близкий химический состав по генетическим горизонтам всех исследуемых почв.

2. Илистые фракции исследуемых почв по сравнению с валовым составом мелкозема обогащены R203, MgO, К20 и P2Os и обеднены Si02, СаО, Na20.

3. По валовому анализу ила можно косвенно судить о минералогическом составе тонкодисперсной фракции почв, исходя из молекулярных отношений Si02: R203. Это отношение в монтмориллоните равно четырем и больше, в гидрослюдах — примерно — трем, а в минералах каолинитовой группы — двум.

На основании полученных нами молекулярных отношений, близких во всех образцах к трем (2,9—3,3), но повышенному содержанию KiO, можно заключить, что в составе ила исследуемых почв присутствуют минералы гидрослюдистой группы. Увеличение содержания магния в составе ила указывает на наличие в нем Mg—содержащих хлорит — вермикулитовых минералов.

VI. РЕНТГЕН-ДИФРАКТОМЕТРИЧЕСКИИ И ТЕРМИЧЕСКИ!! АНАЛИЗЫ ИЛИСТЫХ ФРАКЦИИ

Рентген-дифрактограммы показывают, что в илистых фракциях солонцов (разрез 115) присутствуют минералы: гидрослюда, хлорит, каолинит, и монтмориллонит. Качественное распределение указанных минералов но профилю следующее: в горизонте А обнаруживается — хлорит," гидрослюда, и каолинит, в нижних горизонтах увеличивается участие минералов монтмориллонитовой группы и гидрослюд, о чем свидетельствует увеличение содержания К^О в валовом составе илистой фракции. На присутствие минералов монтмориллонитовой группы указывают интенсивные отражения на рентген-дифрактограммах в области 13,88А°; 13,79А°, увеличивающиеся от насыщения этиленгликолем до 17—18А°.

В илистых фракциях светло-каштановых почв (разрез 122) по всему профилю присутствует смесь минералов — гидрослюды, хлорита, каолинита, а также незначительное количество кварца. Присутствие монтмориллонита не отмечается.

По данным термического анализа, в солонцах значительные по площади максимумы в области низких температур (120—125°) свидетельствуют о высокой гидрофильности ила, которая увеличивается с глубиной почвенного профиля. Илистая фракция светло-каштановых почв по сравнению с солонцами менее гидрофильна, что находится в соответствии с результатами рентгенодифрактометричееких исследований (увеличение содержания минералов монтмориллонитовой группы в солонцах) и данными набухания.

Таким образом, в светло-каштановых почвах в отличие от солонцов мы не отмечаем четкой дифференциации ила по минералогическому составу и присутствие минералов монтмориллонитовой группы. Более четкую дифференциацию профиля солонцов по морфологическим признакам, механическому и валовому химическому составу мы связываем в первую очередь с перераспределением минералов монториллонитовой группы, которые являются наиболее дисперсными и гидрофильными, чем и объясняется их высокая подвижность.

VII. ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧВ

Содержание, профильное распределение и качественный состав гумуса отражают сложный комплекс условий почвообразования и развития плодородия почв.

Исследуемые почвы характеризуются малым содержанием гумуса, количество которого составляет в гор. А 0,97—1,43% и постепенно снижается вниз по профилю (табл. 2). Невысокая гумусированность почв на исследуемой территории обусловливается контииентальностью климата и малым количеством годовых осадков. Это оказывает отрицательное влияние на развитие корневой системы растений, в результате чего уменьшается количество растительных остатков и в целом биологическая продуктивность растительности.

Сравнивая качественный состав гумуса солонцов (разрезы 114, 115) и светло-каштановых почв (разрезы 118, 119), обнаруживаем некоторые общие черты: из верхних горизонтов исследуемых почв извлекается пирофосфатной вытяжкой максимальное количество гумусовых веществ, в этих же горизонтах (А). Наблюдается аккумулятивное накопление гумино-вых кислот по сравнению с нижележащими горизонтами. Распределение фульвокислот носит элювиально-иллювиальный характер. Основная часть гуминовых кислот связана с кальцием. Содержание гуминов с глубиной заметно увеличивается одновременно с уменьшением общего количества гумуса.

Отличительные особенности качественного состава гумуса следующие: в солонцах гумус имеет более выраженный фуль-во-кислотный характер (отношение С г к. С: ф.к.ло всему профилю меньше 1), что указывает на его большую подвижность и активное участие в дифференциации профиля. Негидролизуе-мый остаток в нижних горизонтах солонцов несколько выше, чем в светло-каштановых почвах. Это, по-видимому, объясняется, как было показано, ретген-дифрактометрическими исследованиями, увеличением содержания минералов монтмо-риллонитовой группы в иле этих горизонтов. Поэтому интра-мицелярное поглощение гумусовых веществ здесь выражено более активно.

Гумус светло-каштановых почв имеет гуматный характер в горизонтах А (отношение Сг.к. C:4.K. составляет 1,63— 1,40) и фульватный характер в глубинных горизонтах профиля.

Процент гумусовых веществ связанных с кальцием в светло-каштановых почвах выше, чем в солонцах.

VIII. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

При сравнительном рассматривании состава поглощенных оснований солонцов (разрезы 114, 115, 117) и светло-каштано-

о 00 сл 4« Л"» разреза

03 тага> к« — сз сз ¡** ОИ> Генетический горизонт

0-11 11-23 0-15 20-32 35-47 0-15 18-30 40-52 0-10 10-20 30—42 Глубина взятия образцов в см

о — оо О С> о ст>~со СО СО о о — V) То 00 о >— — 00-4. 4» Сл СО Гумус, % К почве

о о 4- о о о "Кэ 4*. сл оо о о ООО СО -VI ОСЛМ ООО ОО о Валовое содержание в почве, в %

О О о о о о 0,00 0,00 Не опр. ООО ООО 4- О ООО ООО О100 со 2

-4 . Со1— о со V) со о От СП со СО 00 (О СО СЛ— С: N

43,85 40,9 СО со ю о СО СЛ СО 4* СТ> О — чоч СО 4. 4. 00 — ю оо оо VI п о Оч . Е Извлекаемые из почвы смесью ,Ча,Р207+Ка0Н2С в % от общ. орг. С почвы

— ьэ 00 ОТ ЬЬ — Ю (О чооа То о оо со сл со СО 00 4» — — ю О 00 о со о VI о к

ю — Ю 00 ЧИ ю ю >— ■4»"слЪ> ю ю ю СО К> лыи ■ МММ Ю Со ю Ъч оо о о •е- ж

о — 00 4» о о о о— 00 со о со о со ООО сл с> оо ОТ ООО VI V} о 1 * *

О СО оо 1о СЛ СЛ -о* Со 4». 4* СО 4* ЬЭ ст> ^ -ч сл со свободные и связанные с ИзОз Из общего количества гуминовых кислот. С в % от общ. орг. С почвы

— С! — — (О о сл со оо о о ~ сл О 4»"ю О О со МСЛ* связанные с Са

сл сл О СЭ —Уз О Сл сл О^ч со '-ч'Ьг'Ъ} О О СП СО О 00 - со о со О СЛ От ~ ОО -ч То То со С остатка почвы в % от общ. орг. С почвы

•е-

•о

Н

ш о»

. Я

в и

вых почв (разрезы 118, 119, 122, 126) можно отметить ряд общих закономерностей и существенные отличия.

К числу общих закономерностей относятся следующие: в составе поглощенных оснований всех исследуемых профилей преобладают Са+2 и М^+2. Перераспределение их в профиле почв имеет элювиально-иллювиальный характер. Данная особенность и четкое морфологическое обособление в профиле горизонтов Вк указывают на активную миграцию оснований в нем, с чем и связано их различное содержание по горизонтам. Максимального содержания поглощенные основания достигают в горизонтах В] и В2 наиболее обогащенных илом, характеризующимся повышенным уплотнением и набуханием. Исключение составляет лишь разрез 126, имеющий однородный механический состав и равномерное содержание поглощенных оснований во всех горизонтах. Как в солонцах, так и в светло-каштановых почвах верхние незаселенные горизонты характеризуются невысоким содержанием обменного натрия, а нижние горизонты, содержащие повышенное количество воднорастворимых солей, в том числе и натрия (7,3— 15,8 мгэкв на 100 г почвы), одновременно обнаруживают повышенную солонцеватость.

Из числа наиболее ярких различий в изменении содержания н состава поглощенных оснований в исследуемых почвах следует отметить: в солонцах имеется более резкое снижение суммы поглощенных оснований в горизонтах Л по сравнению с горизонатми В]. Эта закономерность находится в полном соответствии с резким морфологически выраженным делением профиля солонцов на генетические горизонты и четко выраженным элювиально-иллювиальным перераспределением ила и физико-механическими свойствами.

В светло-каштановых почвах имеют место незначительные изменения в сумме поглощенных оснований между указанными горизонтами.

В солонцах отмечается более высокое участие в составе поглощенных оснований Мд+2 (15—62% от суммы), а в светло-каштановых почвах абсолютно преобладает Са+2. В профиле светло-каштановых почв содержание поглощенного Са+2 не снижается ниже 50% от суммы с колебаниями от 50%-до 88%.

В соответствии с принятой классификацией верхние горизонты разрезов 114, 117 характеризуются низкой степенью со-лонцеватости, а разрез 115 — очень низкой. В глубинных горизонтах профиля солонцов содержание обменного натрия возрастает, в связи с чем они характеризуются средней или сильной степенью солонцеватости.

В профиле светло-каштановых почв, хотя с глубиной также увеличивается содержание обменного натрия, но оно толь-

ко в породе разреза 126 достигает около 8%, в остальных разрезах не превышает 1,65% от суммы поглощенных оснований. Это позволяет отметить, что морфологически и физически выраженная солонцеватость в данном случае не обусловлена присутствием поглощенного натрия.

При изучении причин солонцеватости каштановых почв и ее корреляции с составом поглощенных оснований к аналогичным выводам приходят и другие исследования: В. Л. Ков-да, 1950; Л. И. Прасолов и И. Н. Антипов-Каратаев, 1939; В. М. Фридланд, 1964.

Таким образом, солонцы, характеризующиеся глубинным засолением, имеют и более высокое содержание в составе поглощенных оснований натрия и магния по всему профилю. Светло-каштановые почвы, содержащие незначительное количество воднорастворимых солей, имеют низкие показатели содержания поглощенного натрия, почвенно-поглощающии комплекс их насыщен в основном кальцием и магнием, но сохраняют при этом морфологически выраженные признаки солонцеватости.

IX. ВЛИЯНИЕ ВНЕСЕНИЯ ЛИГНИНА НА УЛУЧШЕНИЕ ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАЛОНАТРИЕВЫХ

СОЛОНЦОВ

Наиболее широко в качестве химического мелиоранта используется гипс. Но для этого требуется огромное количество гипса, который к тому же является ценным строительным материалом. В связи с этим большое производственное значение имеет подбор и испытание новых мелиорирующих веществ, способных заменить гипс, и в первую очередь, местных промышленных отходов.

В последние годы исследованиями А. М. Можейко (1959), И. Н. Антипова-Каратаева (1966), С. Н. Алешина (1968), Л. Р. Райкова, И. Я. Каврджиева (1969), И. Бочкаи (1969), А. И. Читчяна (1969) и других авторов выявлена возможность замены гипса при мелиорации солонцовых почв различными отходами промышленности (хлористым кальцием, железным купоросом, минеральными кислотами, нефтяными смолами, сульфатным лигнином и др.).

На территории ВПЭЛС в качестве химического мелиоранта нами был использован сульфатный лигнин, который является отходом спиртовой промышленности. Данные анализа водной вытяжки лигнина свидетельствуют о большом содержании в лигнине серной кислоты, что позволяет его применять для улучшения свойств солонцов. Сульфатный лигнин вносился в полевых опытах осенью под зяблевую вспашку в дозе 10 т/га. В летний период в опыте производился полив с оросительной нормой 1500 м3/га. 12

Почвы опытного участка характеризуются неблагоприятными свойствами и морфологическими признаками солонцов. Содержание воднорастворимых солей не превышает 0,12%. В составе поглощенных оснований значительная доля приходится на поглощенный магний, поглощенный натрий содержится в незначительных количествах, что позволяет отнести эти почвы к малонатриевым солонцам. Фактор дисперсности достигает 7-1,5%, что свидетельствует о значительной распыленности структуры верхних горизонтов почвы. Объемный-вес увеличивается вниз по профилю и изменяется от 1,4 в горизонте Л до 1,61 г/см3 в горизонте Вь Скважность с глубиной уменьшается, наибольшее значение она имеет в гумусовом горизонте (47,6%), наименьшее — в солонцовом горизонте (39.0%).

Влияние применения лигнина на улучшение водно-физических свойств светло-каштановых солонцеватых почв данной территории еще не изучено. Поэтому нами были проведены исследования по изучению характера изменения водно-физических свойств почв под влиянием мелиорации лигнином.

В нашем опыте под влиянием лигнина произошли заметные изменения физических свойств почвы в сторону их улучшения.

В процессе мелиоративного воздействия лигнина уменьшается фактор дисперсности верхнего горизонта до 40,3%» т. е. структура становится более водопрочной.

После мелиорации объемный вес верхнего горизонта уменьшился до 1,17 г/см3. В соответствии с уменьшением объемного веса в результате мелиорации, увеличивается скважность данного горизонта. В нижних горизонтах профиля изменения физических свойств не наблюдалось. Пахотный горизонт после внесения лигнина представляет собой рыхлую и структурную массу по сравнению с контролем.

Таким образом, при внесении лигнина улучшаются физические свойства, что оказывает определенное положительное влияние на изменение водных свойств солонцеватых почв. Наблюдения показывают, что применение лигнина приводит к увеличению полевой влажности До глубины 100—110 см.. Такое увеличение полевой влажности можно объяснить повышением водопроницаемости почвенного профиля под влиянием коагулирующего эффекта внесенного лигнина.

Дополнительное накопление продуктивной влаги в солонцеватых почвах имеет решающее значение для получения устойчивости урожаев сельскохозяйственных культур. Данные учета урожайности опыта показывают, что на площадках с лигнином урожаи ячменя (зерно) составляет 25,6 ц/га, на контроле—19,6 ц/га; прибавка в урожае достигает 6,0 ц/га.

Таким образом, при внесении лигнина происходит улучшение физических и агрофизических свойств солонцов, чту создает благоприятные условия для развития сельскохозяйственных культур.

В заключение можно сделать вывод, что главным отрицательным свойством малонатриевых солонцов является бесструктурное состояние верхних горизонтов профиля и, как следствие, неудовлетворительные водно-физические свойства.

Применение в качестве мелиоранта лигнина приводит к улучшению водно-физических свойств исследуемых почв и повышает урожай сельскохозяйственных культур.

Выводы

1. Как показали исследования, характерной особенностью почвенного покрова изучаемой территории является комплексность: основным почвенным подтипом являются светло-каштановые почвы различной степени солонцеватости в комплексе с солонцами.

2. Почвообразующие породы представлены лессовидными суглинистыми отложениями.

3. Климатические условия характеризуются резкой конти-нентальностью и и засушливостью; коэффициент увлажнения составляет 0,3—0,4. Грунтовые воды,, вследствие глубокого залегания (20—25 м), не оказывают влияния на почвообразовательный процесс.

4. Солонцы отличаются от светло-каштановых почв четкой дифференциацией профиля по элювиально-иллювиальному типу, что обнаруживается морфологическими исследованиями, данными механического и валового состава. Для солонцов характерна меньшая мощность гумусового горизонта (А-г ВО, повышенная плотность горизонтов Вь В2) Вк и более близкое залегание засоленных материнских пород.

• 5. Набухание имеет связь с генетическими особенностями строения профиля исследуемых почв: механическим составом, составом поглощенных оснований, степенью засоления и химико-минералогическим составом.

6. Максимальных размеров емкость набухания достигает в иллювиальных горизонтах солонцов, обогащенных илом и полуторными окислами. В светло-каштановых почвах эта закономерность сохраняется на фоне более низких показателей набухания.

Минимальным набуханием характеризуются элювиально-гумусовые горизонты солонцов и материнские породы светло-каштановых почв.

7. Зависимость между максимальной гигроскопичностью и содержанием в образцах-ила имеет прямопропорциональный

характер. Величина удельной поверхности и теплоты смачивания зависит от содержания в почвах илистой фракции.

8. Солевой профиль степных солонцов имеет четкую дифференциацию по содержанию воднорастворимых солей. Под-солонцовые горизонты обнаруживают сравнительно высокое хлоридно-сульфатное засоление. Светло-каштановые почвы по содержанию водорастворимых солей в пределах 120 см толщи можно отнести к незаселенным почвам.

9. Солонцы, характеризующиеся глубинным засолением, отличаются более высоким содержанием в составе поглощенных оснований Ыа+ и М£+2 по всему профилю. Почвенно-по-глощающий комплекс незаселенных светло-каштановых почв насыщен исключительно Са+2 и Мд+2 (до 99%) с преобладанием кальция.

Поглощенный натрий содержится в незначительных количествах, однако светло-каштановые почвы сохраняют 'отчетливые морфологические признаки солонцеватости.

10. Илистые фракции исследуемых почв по сравнению с валовым составом мелкозема не имеют существенной химической дифференциации по генетическим горизонтам. Они по сравнению с мелкоземом отличаются более высоким содержанием 1?20з, М^О, КгО и Р2О3 и обеднены БЮг, СаО, Ыа20.

11. Рентген-дифрактометрическими исследованиями в составе ила солонца обнаружены следующие минералы: гидрослюда, хлорит, каолинит, монтмориллонит и примесь кварца.

В иле светло-каштановых почв присутствуют те же минералы, за исключением монтмориллонита.

В светло-каштановой почве дифференциация, ила по минералогическому составу не прослеживается; в профиле солонца содержание монтмориллонита с глубиной увеличивается. Эта закономерность подтверждается и термографическим анализом — нижние горизонты профиля солонца характеризуются повышенной гидрофильностью по сравнению со светло-каштановой почвой.

12. Исследуемые почвы характеризуются малым содержанием гумуса с узким отношением С:Ы (в пределах 7—10). Максимальное количество гумусовых веществ извлекается пи-рофосфатной вытяжкой из горизонтов Л, в этих же горизонтах наблюдается аккумулятивное накопление гуминовых кислот. Распределение по профилю фульвокислот во всех исследуемых разрезах носит элювиально-иллювиальный характер.

13. Гумус светло-каштановых почв имеет гуматный состав в горизонтах Л (Сг.к,:Сф, к. составляет 1,63—1,40) и фуль-ватный состав в нижележащих горизонтах профиля. В солонцах в составе гумуса по всему профилю преобладают фульво-кислоты (Сг.к. :Сф.к. <1), что указывает на его большую по-

движность и активное участие в дифференциации почвенного профиля на генетические горизонты.

14. Применение в полевых опытах сульфатного лигнина в качестве мелиоранта в дозе 10 т/га приводит к улучшению воднофизических свойств исследуемых почв и повышает урожай зерновых культур. Прибавка урожая ячменя в опыте составляет 6 ц/га.

Основные положения диссертации опубликованы в следующей работе; «Набухание светло-каштановых почв. Доклады ТСХА, вып. 183, 1972 (в соавторстве с М. Н. Першиной и Ф. Абу-Нокта)..

Объем 1 п. л.

Тираж 150

Заказ 932.'

Типография Московской с.-х. академии им. Ка А. Тимирязева Москва 125008,. Тимирязевская ул., 44