Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

МАГНИЙ В ТРОПИЧЕСКИХ ПОЧВАХ КУБЫ. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГЛОЩЕНИЯ МАГНИЯ ПОЧВАМИ В СВЯЗИ С ПРИМЕНЕНИЕМ МАГНИЕВЫХ УДОБРЕНИЙ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "МАГНИЙ В ТРОПИЧЕСКИХ ПОЧВАХ КУБЫ. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГЛОЩЕНИЯ МАГНИЯ ПОЧВАМИ В СВЯЗИ С ПРИМЕНЕНИЕМ МАГНИЕВЫХ УДОБРЕНИЙ"

УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ имени ПАТРИСА ЛУМУМБЫ

На правах рукописи

НАГОРНЫЙ ВИКТОР ДМИТРИЕВИЧ

."-: 'I

МАГНИЙ В ТРОПИЧЕСКИХ ПОЧВАХ КУБЫ. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГЛОЩЕНИЯ МАГНИЯ ПОЧВАМИ В СВЯЗИ С ПРИМЕНЕНИЕМ МАГНИЕВЫХ УДОБРЕНИЙ

(06.01.04 —агрохимия)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени ' кандидата сельскохозяйственных наук ' ■

Москва—1972

УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖШ НАРОДСВ имени ПДТШСА ЛУМУМЕН

Нагорный Виктор Дмитриевич

МАГНИЙ В ТРОПИЧЕСКИХ ПОЧВАХ КУШ. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГЛОЩШИЯ МАГНИЯ ПОЧВАМИ В СВЯЗИ С ПРИМЕНЕНИЕМ МАГНИЕВЫХ УДОБРЕНИЯ

/06.01.(И - вгрмншия/

Автореферат

диссертация па соискание ученой степени кандидата оея£вкохеая1«хэ«шшк~ м®*

Кафедра агрохимии

Па правах рукояиоа

Москва - 1972

Работа дополнена на кафедре агрохимии Университете дружбы народов имени Патриса Лумумбы.

Научный руководитель

кандидат химических наук А.Г.Трещов

Официальные оппоненты: 1 профессор С,Н,Алешин,

старший научный сотрудник И.С,Степанов.

Ведущее предприятие-- Всесоюзный институт удобрений и агропочвоведения (ВИУА),

Автореферат разослан 1972 г.

1 Защита диссертации состоится " 197года в 16.00 на заседании Ученого Совета сельскохозяйственного факультета УДК. Адрес: г.Нобква, М-26, ул.Йавловская, д.8, корпус 5, ауд. 340,

С диссертацией можно-ознакомиться в библиотеке.

Ученый секретарь доцент А,С.Конторщиков

... ВВЕДЕНИЕ ... v

. В последние годы отмечается значительнее увелачкние количества применяемых удобрений в странах тропического' к субтропического поясов. С лнтонсифияацией свльскфго хозяйства удобрения в-трешках могут превратиться в. важный фактор сельскохозяйственного производства. По различным:при--чинам-применение: удобрений в тропиках осложнено многямяТ факторами,.недооценивать или пренебрегать которыми оовер^-иганно недопустимо. ' Тропические почвы-претерпевают очень значительную трансформацию в.результате сильной врваня, выщелачивания, большого изменения минералогического я ер-ганнческого составов. Монокультурная система возделывания приводит к быстрому и часто одностороннему истощению почв« к частичной или полной потере плодородия. Неправильнее-. .. применение удобрений увеличивает развитве'этих процессов* Все это привлекает большое внимание■исследователей'■ еб- -ласти-почвоведения и агрохимии.' —' ...

В настоящее время, наряду с изучением агрохимия ее--, яовных элементов питания HPK, все чаще встает вопрос изучения потенциала почв в других элементах питания растений, В- частности,, магниевого потенциала.- .

(Широкое применение минеральных удобрений, значитель-, пая честь которых является физиологически кислыми,обусловило обеднение ряда почв в .магния за счет выноса его- о урожаем я суще ственного вымывания при подки слепи>- почв, -Теперь в различных климатических зонах к большим площа-у дям почв-смалым содерлшяеи доступного для растеяий маг->' кия /в силу развития определенных почвообразовательных;

/

процессов н условий формирования »тих почв/ прибавилась;' площади почв/ содержание магния в которых снизилось в результате интенсивного ведения сельского, хозяйства, Естест- .* веяно» возникла насущная потребность в применении магниевых удобрений, а это ^ свою очередь, требует расширений исследований по магниевой тематике. ■ '.

Звание как абсолютного содержания магния,так и его форм, в почвах, распределение roc по профиля почв значительно. дополняют агрохимическую характеристику поча и вместе é другими показателями дают полное представление » плодородии почв и могут служить основой для размещения сельскохозяйственных дультур. Представляет большой интерес изучение факторов; определяющих характер взаимодействия почв ' ж магниевых удобрений, способствующих закреплению магния . , в почвах, увеличивающих или уменьшающих доступность его ' для растений.' . . ' ■ "

Экспериментальные eçследования, выполненные автором, Входят в программу комплексного^изучения почв Кубы, над которой работает груша советских и кубинских специаляс -тов под' руководством Л.Л.Шшова в плане научного сотруд -' йичвства ВАСХЕИЛ и АН Кубы, Основной задачей программы является определение агронроиэводственной характеристики почв.страна,- установление жх потенциального и аффективного плодородия и выработка рекомендаций но рациональному размещению культур s их удобрению. ' ' , В рабета рассмотрены.следующие вопросы: \ I. Содержание валового, обменного-и водорастворимого магния по профиля важнейших типов почв Кубы, как показателей, характеризующих-^'потенциальную и актуальную обвспе^ чеквость почв магнием.

g. Зависимость содержания, различных форм магния or миле- . ¿алогического состава почв., ■

3. Изучение сезонной динамики в содержании обменных . фор« магния а кальция в почвах.

4. Изучение влияния влажности и реакции средй ня педиалкаешь Пашня удобрения в почвах.

А '"' "'""...

5. Изучение факторов,, способствующих необменному- закреплению магния почвами /влажнрсть, реакция-среди,.сопутствующие ионы, органическое вещество, минералогический,состав/

6. Изучение механизма необыенног© закрепления магния.: 7. Изучение сорбции магния илистыми фракциями почв >и'

минералов. ■' ■ /

Работа.не претендует,на освещение всех оаобенностей магниевого режима тропических почв.

Объекты и методы исследований .

В'качестве, объектов исследований были использованы почвы различного генетического типа: красные, желтые и черные тропические.почвы, коричневые выщелоченные, гуму-сово-карбонатные и аллювиальные почвы нубы. Образцы-этих почв отобраны в 1967-1968 гг. Л.Л.Шишовым на. сахарно-тростниковых плантациях Куби с целью их комплексного изучения и определения агропроизводственных характеристик. Исследуемые почвы составляют основную часть почвенного покрова страны и находятся под основными сельскохозяйственным! культурами, ( . ( |

При изучения особенностей поглощения.магния почвами, влияния влажности и реакции среды на подвижность и нвоб-менное закрепление магния в почвах и минералах объектами' исследований служили красная ферраллитная кислая , желтая кварцеао-алл^ная почвы Кубы, краснозем /Зал. Груз ияД чернозем /Тамбовская обл./,дерново-подзолистая почва /Люберецкое опытное поле/ и образцы минералов, полученных в Геологическом Музее АН СССР; Краснозем, чернозем и дерново-подзолистая почва использовались в опытах преднамеренно с целью выявления особенностей необменного закрепления . магния почвами, резко отличающимися по генезису я составу глинистых минералов в них.

Все почвы анализировались'в воздушно-сухом состояния* В опыте по изучению влкяяия смачивания к высушивания..я других факторов на необменное закреплениемагния анализ

2-1479 .5

, почвенных образцов преводился пасла последнего высушивания при температуре 40°. . ) ^

Дляагрсашшчесяойхарактврпстикииэучаешаобразцов нспользовалиыетоды, хорошо известные в агрохимичеокой' ¡ практике; Содержание обменного магния а кальция определл-'ли в внтшшеТя раствора-ацетата аммония /метод Шоллен-(Jejprepa/.; Концентрации магния икальция я растворах определяли методом комллексометрического титрования на'фото- ' титринатре^ Для устранения мешающего влияния алюмшия ' и -«елезатприменяли 0';б5 М раствор триэтаволамина. >■ 1

, Дня определения минералогического состава почв и выяв-деняя'качествешшх изменений в илистых фракциях почв после кошостировашш жх о ацетатом магния в вашей работе ■ применялись метода: ,

I* Дифференциально-термический' и термовесовой анализы на термической установке АВТУ-9 о платнно-родиевши 'термопарами, При проведении этих анализов и расшифровке полученных данных руководствовались работами Н.И1Горбунова /1948,1952,1963»I967i If"i/t JT, Í". Берга /1961/, Н. И. Горбунова ^Б. С» Градусов а/1966/, Е. А.Шурнгиной /1958*1963/, Н. Д. Топора1 /1964/,,Р.Гриыа /1965/ и др. -

2.-'Рентгенедифрактометрическйй анализ яа дифрактометре■ УР0-50.При -дифрактометряи использовали илистую фракцию, обработанную по Меру и Джексону. Переход к значениям меж-MocüocTHbtx расстояний производили по таблицам Пииера-/1966/.; Принадлежность. найденных значений Назальных отра-женвй к тем или иным группам минералов определяв на основании; современных представлений-и принципов*их двагности- . jut/Браун, I965í Горбунов,Градусов,- 1Э66 и др/. ' -

. 3. Инфракрасная спектрометрия на ИК спектрофотометре иК-20. Для изучения ИК-снектров различных рочв и выявления аовых валентных колебаний и сорбпионнюс связей с фиксированным магнием в илистых фракциях почв были получена ИК-спектры ати^ фракций, а также спектры чистых параллельных, образцов в П-форме', спектры гидроокиси, силиката и карбоната иаглия., ЙК-свектры препаратов получены с иснольаова- . 6 '

нием КВг-техники.

При-расшифровке и сравнении ПК-спектрограмм пользовались данными К.Леконт /1958/, И.И.ПлюснияоЙ /1967Д А.Н.Лазарева /1968/, Д.С.Орлова /1971/, У.С.Гаутег /1968,1971/, З.и.И/ЫЬ /1971/ и др. ; 4 . . .. ...

Компостирование почв и минералов заключалось в выдер-живапии в течение 2-4 недель во влажном состоянии образцов почв и минералов, в которые были"Добавлены магнийсодержа-,шде удобрения или соли ¿дагнпя, и высушивании образцов при температуре 40° в течение 2-х недель. Количество необмен-но закрепленного магния почвами и минералами.определялось; по разности между количеством магния, внесенного в образцы, и содержанием обменного магния, установленным: после компостирования. . ..

Содержание форы магния до профилю тропических почв

Обстоятельное изучение почв Куйи с целыз выявления их потенциального и эффективного плодородия я рационального размещения'сельскохозяйственных культур, лучшего, использования природных богатств начато в 20-е годы Беннетом в Аллиссоноы ,/Веппей, ДЮздст ,1928/выполнивших широкое исследование почв Кубы и составивших классификацию этих- почв. В последние годы в печати появился ряд работ советских и кубинских исследователей по классификация и изучению почв Кубы /Зоин,1967,1968,1969/, Степанов и др. -1967; Градусов,Степанов,1969;. Шишов.ТрещовД971;Шишов,1971/

В частности,работами А.Г.Трещова,Л.Л.Шишова,1970 ,, Л.Л.ИЬшоса,-.А.Г.Трещова /1971/ положено начало изучению обеспеченности тропических почв доступным для растении магнием, подвижности магния в почвах Кубьс, выделены объекты первоочередного исследования.;

Нами выполнены анализы на содержание валовых* обменных и водорастворимых форм магЬия и кальция в основных тро-* пических почвах Кубы. Эти данные вместе с другими агрохими-"ческимя показателями характеризует содержание и^распределение магния по профилю почв и взаимосвязь содержания магняя

о кислотность»,.органическим веществом, минералогический составом £ развивающимися в них почвообраэовательныш про. цессами.

, ' В условиям большого разнообразия протекающих процессов почвообразования/ ферраллитизации, сиаллитизации, лессиви-'рования, слитообразоаания и др./ ва Кубе формируются почвы о различным' содержанием валового , обменного и водораство-' римого магния.

Гак,, содержание магния л кальция'в ферраллитно-калйцие вих красных почвах'сравнительно высокое, что объясняется как, формированием этих почв на'известняках, так и, в некоторых случаях, продолжающимся насыщением их поверхностным стоком. Содержание магния в ДПК этой почвы высокое /от ' 50 до "160 мг Цд на 100 г почвы/, хотя количество валового магния небольшое /0,4-0,75? ЫдО на прокаленное вещество/, что говорит о давнем и сильно выраженном процессе ферраллитизации.

В водную.вытяжку /1:10/ переходит значительное количество магния /от 7 до 21 мг^д на 100 г почвы/. Как более подвижный,катион в этих почвах, магний вымывается быстрее, чем кальций. Из почвы нижних горизонтов в водную вытяжку кальция переходит меньше, а магния - больше. '

■ Обменный магний составляет 35-45?? от суммы поглощенных оснований, а величина отношения эквивалентных количеств Са;М<} колеблется В' пределах единицы. ' .

Отличительной особенностью красных ферраллитных выщелоченных /кислых/ почв является обогащенность их кварцем, обусловленная развитие^ этих почв на породах с высоким содержанием кварца /гнейсы, железистые известняки/ или в'результате переотложения продуктов выветривания, богатых кварцем.. Кислая среда и сезонный хар&тер промывного режима способствуют подвижности оснований и полуторных окислов. ■

: Содержание валового магния в почве кочеблется по гори-эентам, что можно■объяснить содержанием железистых конкреций в отдельных горизонтах, как бы "разбавляющих" соде^жа-

ние других окислов в почве.■

В образцах анализируемого наш разреза красной феррал-литной кислой почвы содержание обменного магния в пахотном горизонте, составляет 6-8 иг Мд на 100 г почвы, а в нижних горизонтах количество обменного магния■снижается до 4 мг на 100 г почвы. Насыщенность поглощающего комплекса магнием находится в пределах 10^, а отношение обменных Са:Мд в горизонте 20-30 см равно 3,5 и увеличивается ,глубиной. .-.'■•.

Повышенная концентрация ионов водорода в ПШС /рН солевой вытяжки 4,5-5^6/ и преобладание каолинита среди глинистых минералов этой почвы обуславливают высокую подвижность магния, о чем говорит количество магния,переходящего в во двух» вытяжку. Водорастворимый магний составляет 5075% от обменного, магния в почве. Концентрация кальция в , водкой вытяжке несколько ниже, чем концентрация магния,

В группу желтых тропических почв входят: желтые лес-сивированные ферраллитные, желтые глееватые глинистые' и кварцево-аллитные почвы. Валовой анализ исследуемых жея-* тых лессивпровалных /один разрез/ и глееватых глинистых /два разреза/ не дают оснований относить их к почвам,обедненных магнием. Эти почвы имеют высокое содержание валового и обменного магния по всему профилю, В'их гумусовых горизонтах содержится от 50 до НО мг Мд на 100 г почвы. Наиболее богат/ магнием глеевый подтип этих почв.

' Доля магния в составе поглощенных оснований в желтых глинистых почвах сравнительно велика /15-27^/. Водорастворимых солей магния в этих почвах очень шло, значительно больше содержится водорастворимого кальция.

Удельный вес кварцево-аллитных почв в почвенном покрове Кубы значителен. Почвы сформированы на песчаных ила пес-чано-глинистых отложениях, а потому в ¿ильной степени бедны магнием, особенно подвижными его формами,. Содержание обменного магния в верхних горизонтах профиля исследуемых почв очень низкое /3-6 мг Ид на 100 г почвы/. С глубиной содержание валового и обменного магния увеличивается.

Ь-Ш ' " 9

Няэаая;степень насыщенности -ППК кварцево-аллитных почв -магнием /2-$%/ я? очень - широкое.отношение меаду обменными , / кальцием и ыагяием /Са:Шд « 21-28/ в пахотном /0-38. см/ и ¿подпахотном /41-95 см/. слоях дают основание предполагать, 4TÓ1 - на этих почвах iрастения -могут чаще:испытывать - магниевое голодание',, чем на других почвах. :

; К группе почв о яиэкии содержанием магния можно - отнести.-^ аллювиальные супесчаные;почвы,. Содержание обменного. . магния в горизонте;0-21 см составляет.4-5 мг, в горизонте: 80-40 см - 18,5 мг.Мд на 100 г почвы, ' отношение. Са:М§ очень широкое / 6-1Й /, особенно в верхних горизонтах. Степень насыщенности ППК магнием составляет 4-8£ от суммы оснований в верхних'горизонтах почвы. Водная вытяжка' содержит-.-крайне*мало магния /от 0,1 мг Мд на 100'г почвы в верхних^ , до следов в более .глубоких горизонтах/.:

Коричневые сиаллитные тропические йочвы, впервые выделенные на Кубе в отдельный генетический тип С.Б.Зонном /1967/,.формируются на'оклонах всхолмлений, в силу1 чего на этих почвах преобладает поверхностный;сток, приводящий- . к смыву верхнего горизонта.'Постоянное обновление почв в -результате смыва и обнажения коры выветривания поддеркива- -ет в. почвах высокое содержание валовых кальция и магния,

■ Содержание обменного магния в верхних горизонтах этих почц высокое /140-260 мг Нд на 100 г почвы/ и превышает в 1,6-й -раза содержание этого катиона в нижних горизонтах. Величины отношений Са:Мд в верхних горизонтах свидетельст-. вуют о сбалансированности по магнию..Однако, обращает на себя внимание,факт чрезвычайно низкого содержания водорастворимых солей магния, - в то время как содержание кальция* в водной вытяжке очень высокое /от 5-8 мг Са на 100 г почвы в верхних горизонтах 0-50 см, до 16-44 мг - в нижних 70-fOO см горизонтах/.

' . Гумус об о-карбон атные почвы Кубы характеризует высокое содержание кальция л магния в гумусовых горизонтах. С глубиной содержание кальция увеличивается, а содержание магния падает.' Степень насыщенности ППК магнием небольшая

/4-12%/, В водную вытяжку переходит в осиовномтолько каль-10

ций; Хотя в этих почвах содержится большое количество обменного магния / 40-770 мг щ на 100 г почвы/». отношение ; обменных Са: Нд широкое-от.4 до 10." Преобладание1кальция: " в составе поглощенных.оснований может быть причиной малой доступности магния для растений. , ■

Серые и черные'слитые почвы занимают значительные площади в тропическом поясе вообще и на Кубе, в частности. Эти почвы характеризуются рядом обоих признакбв: большая' _глибястость и,трещвноватооть в сухом и высокие вязкость и набухаемость во влажном состояниях, высокая насыщенность калыщем, магнием и, в некоторых случаях, натрием.

.Содержание обменного магния в слитых почвах•колеблется от 120 до 520 и более мг Мд на 100 г в пахотном горизонте* Водорастворимых солей магния очень мало.'Доля магния в -составе поглощенных оснований большая /от 30 до 70$/. Отношение Са:Мд,_как правило, меньше I.

В агрономическом отношении эти почвы являются потенциально плодородными. Однако, в настоящее время использо-. вшше этих почв затруднено в силу отрицательных водно-физических свойств: плохая-водопроницаемость, вязкость и глы-бистость. Отрицательные свойства слитых почв, как полагают В.М. Фридланд /1955,1964/, С.В.Зонн /1965,1967/, Ф.Дшофур /1970/, В.В.Еоу /1962/,V.lgnat*.eff /l963'/;ft .Dudat /1963/ и да., обусловлены высокой насыщенностью почв магнием. ■

Чтобы проследить связь содержания различных форм магния в почвах с глинистыми минералами, содержащимися в илистых фракциях этих почв, нами выполнен дифференциально-термический и термовесовой анализы и на основе этих анализов ¡определены основные глинистые и 'неглинистые минералы в илистых фракциях красной ферраллитной выщелоченной, желтой■ нварцево-аллитной, гумусово-карбонатвой и желтой глееватой

глинистой:почв. -

Так* самое низкое содержание магния отмечается в илистой фракции красной ферраллитной выщелоченной почвы /от следов до 0.ISS6 MgO на прокаленное веществе/, в готорых преобладающими минералами являются каолинит в минералы по-

II

луторных окислов,■Для- а тих же почв характерно низкое содержание волевого и обменного магния,, концентрация магния в . водной-вытяжке из красных ферраллитных почв по'сравнению о другими: почвами высокая.

' В илистых, фракциях других почв содержание магния увеличивается, что связано с появлением в них минералов монтмориллонитов ой группы. С увеличением содержания этих мине- • рало»,в почвах увеличивается количество валового и обмен -яого магния и уменьшается количество водорастворимого магния в них. .

Ва основе данных химического анализа почв можно выде-лить.три грушш почв с различным содержанием форм магния > я доли магния в составе поглощенных оснований.

К первой группе почв относятся почвы о низким содержанием обменного магния - до 10 мг Мд на 100.г почвы /крас-■ные ферраллитные кислые, кварцево-аллятные, аллювиально-супесчаные/, Ввтих почвах, как правило, преобладающи минералом илистой*фракции является каолинит или минералы его грутш. В водную вытяжку переходит значительное количество магвия /до 40-75& от всего количества его в обменной форме/. Валовое содержание МдО < 1%, '

Ко второй группе относятся почва с повыисниым содержанием обменного магния, превышающим 10 мг Мд на 100 г почвы, но 3*оля его в1 поглощавшем комплексе-не -превышает 105« от суммы поглощенных:катионов /гумусово-карбонатныв почвы/. Для этих почв характерно широкое отношение.Са:Мд в пределах 4-7 и брлее.^

В почвах третьей группы обменный магний составляет существенную часть от сумлы поглощенных-оснований - от 25 до 75$. Отношение мг-эквивалектиых количеств кальция к магнию, как правило, меньше двух» а иногда <1, В некото-'рос почвах этой группы /коричневые бескарбонатные, черные и серые слитые/ преобладают минералы ^онтмориллонитовой группы, обуславливавшие высокую емкость поглощения и придающие вти почвам специфические физические свойства.

Резонная динамика магния в почвах"

На Кубе четко выделяются два сезона:, влажный-/мав-ок-тябрь/'и сухой -/ноябрь-апрель/. На дождливый сезон при- 1 яодатся более 80% осадков. Характер выпадения осадков свойственен для тропиков: дожди идут непродолжительно, но с большей интенсивностью. При общем количестве осадков 1600-2500 мм в год, коэффициент увлажнения в дождливый: период равен 1,18-1,88, в сухой .период - 0,27-0,56,.

Определение содержания обменных магния'и кальция в раз-личгшх,по генезису почвах выявило различный характер дина-шит этих катионов в зависимости от режима увлажнения.в сухой и доздпиеыЙ сезоны. . ' .

В гумусоио-карбонатной почве содержание обменного магния в солевой вытяжке уменьшается с глубиной и наименьшая концентрация магния отмечается в сухой период в январе /в пахотном слое - 26-37 мг Ыд на 100 г почва/..В летние месяцы содержание обменного магния в пахотном«слое увеличивается почтя в два раза.

В к&рбонатных почвах, очевидно, главную роль в опреде- ■ лении подвижности основании играют колебания давления СОд, 3 периоды активной биологической деятельности микрофлоры /в летние месяцы/, когда освобоздается много С02, формируются бикарбонаты оси от? алий, а сухой пэриод биологическая активность уменьшается, в результате уменьшается концентрация С02, и бикарбонаты переходят в Нерастворимые карбонаты. ■

Изменение содержания обменного кальция в тумусово-кар-бонатлой почве является полной противоположностью изменениям содержания обменного магчия: наибольшее количество. обменного к&чьция отмечается в сухой сезон, наименьшее п конце первого месяца дождливого сезона.

В коричнево;! бескарбонатной почве, ртличающейся высоким содержанием обменных оснований, отмечается та же закономерность, что и в гуглусово-карбоиатной почве, только эти изменения и с одер лад Мд и Са менее выражены.

'1-НГЭ

Всерой слитой почве отмечается уменьшение, обменных, магния и кальция в конце дождивого сезона /сентябрь/, в то времянка«, содержание их впочве в другиеЧ:роки практически не-меняется, .В течение:сухого сезона количество обменного ' магнияIвосстанавливается до того"же уровня, который наблюдался. в начале доадливого периода. ' ■'■ -■

: £ серой карбонатной.почве не наблюдается заметного изменения концентрации магния в солевой вытяжке из пяти гори зонтов в различкые> сроки. Для-этой почвы характерно почти одинаковое содержание' обменного магния по всему профилю. " Отмечается уменьшение концентрации кальция в вытяжке в кон це.первого месяца дождливого сезона, характеризующегося- . максимумом ойадков за весь сезон, и увеличение содержания магния"; в нюших горизонтах /30-40 и 65-75 см/ в конце дож дтцвого сезона." ^ ' ■

■ ' В желтой и красной ферраллитных почвах отмечаются существенные изменения в содержании обменного магния в .почвах, особенно в.верхних горизонтах. Так, к концу 'дождливого периода концентрация. магния в. красной ферраллитной ■ почве уменьшается почти в два раза /в феврале -45 мг, в сентябре" 20 мг Мд.'на 100 г почвы/, в желтой ферраллитной . почве - примерно на одну,, треть /в феврале - 39 мг, в сентябре - 26 мг Ид на 100 г почвы/. Вниз.по профилю этих почвотмечается значительное уменьшение обменного магния. 1 Ь сухие месяцы содержание обменного'магния в этих почвах увеличивается и, очевидно, К -началу дождливого сезона достигает максимальной величины,, т.к. в первый месяц долж-лиаого сезона концентрация Магния остается еще высокой.

; В желтой ферраллитной почве содержание кальция в сУхие месяцы несколько больше, чем в довдливые. В красной феррал литной почве отмечается увеличение концентрации кальций к ^концу дождливого сезона-и в начале сухого периода.

По-видимому, на динамику магния и ^эльция в данных • почвах оказывают влияние как ,характер увлажнения и биоло-: гическая активность, складывающаяся по-разному в оухой в дождливый периоды, ток и, несомненно, различное поведение

и

полуторных'окислов и кремнезема в эти периоды,-. В красных ферраллитных кислых почвах, а также в•желтых1 * кварцево-аллитных и аллювиальных почвах содержится много водорастворимого магния, который составляет от 20 до 4055, .' а иногда до 70% от обменного его количества. Очевидно, насыщенность этих по^ влагой увеличивает физико-химическое' выветривание' почвенных минералов,. в-результате чего образуются подвижные соединения щелочноземельных катионов. Ее-. ■, тественно, что большие количества воды, фильтруясь сквезь' ттолщу, уносит растворимые соединения магния и кальция. А это, в свою очередь, способствует дальнейшему развитию процесса разрушения""минералов в почве.' .

, Влияние влаздюсти и реакции среды почв, -

на подвижность магния удобрений ,.=■.'.*

Определение:условий и факторов, определяющих скорость разрушения кристаллических структур в-почве представляет -не только теоретический-интерес, но и непосредственно связано с практикой применения ьйгнайсодержащих агроруд и промышленных отходов. Характер взаимодействия почв и магний- - ■ содержащих удобрений /доломита, серпентинита, некондиционного талька, мартеновского - шгака, аммошенита.и др./ в за--висимостй от влажности и реакции среды дает объяснение различной эффективности как в первый,'так и в последующие го-.ды их действия на чайных и цитрусовых плантациях Заданной Грузии. • . -- ' ' ,'■■.'.

Механизм разложения алюмосиликатов /серпёнтинйта^талька/] заключается во взаимодействии их с ионом водорода. Скорость . разложения этих минералов зависят от концентрации водорода в почвенном растворе /актуальная кислотность/. Переход трудно растворимых солей и окислов /СаС03,М()С03,Са0,Й{)0/ в легко растворимые подвижные соединения'зависит от концентрации органических и минеральных кислот в почвенном* растворе, ■

Как показал 'наш опыт, при увеличении:' влажности почвы переход магния всех испытанных удобрений в подвижную фор-щ возрастал в результате увеличений площади контакта ■ ■

15

удобрений о почвой и увеличения подвижности ионов.в почвенном растворе. ■ " .

В условиях влажности,.равной полной полевой влагоем-кости, наблюдается-почти полный переход всего магния доло-гмита и мартеновского шлака в подвижную форму..Серпентинит и тальк црИ'втой.влажности высвобождают в подвижную форму: до 65НЗО#;от валовога содержания, т.е. на I5-20Í? больше, чем при влажности 80^.

При^ невысоком содержании-влаги в почве /ЗС$У магний * удобрений практически не переходит в подвижную форму /за исключением аммошенита/. ^

Характер влияния среды /концентрации водорода/ проявлялся в повышении содержания подвижного магния при низком уровне рН и резком снижении перехода магния удобрений в-подвижную форму при рН 6-7. При дальнейшем повы-

шении рН наблюдался переход " ^одвижноИ форш магния в неподвижную. При компостировании силикатных магкийсодеркащих удобрений /серпентинит, тальк/ отмечалось уменьшение подвижного магния в почвах уже при рН б. -

Возмошость необменного закрепления магния в почвак f признается Н.И.Горбуновым /1948,1967/, к.П.Магницким /1967/. Факт необменной фиксации магния в почвах* отучается А.Г.Тре-щовым /1971/, А.Е.Беридэе /1971/ г обнаруживается нами при изучении сезонной динамики магния в тропически почвах и при компостировании магнийсодержащих удобрений в почвах с различной величиной рН. , ' '

Необменвое поглощение магния в почвах

Изучение влияния -смачивания и высушивания, как одного из факторов, способного изменить подвижность- магния в почвах, показало, что содержание обменного магния и размер реобменного закрепления магния /фиксации/ изменяющей в широких пределах в зависимости от кратности действия этого х фактора, и от концентрации элемента в почвенном растворе. Данный опыт проведен но пяти различных почвах'и с их,илис-■ тымн фракциями.

■ Одноразовое и .четырехразовое смачивание и высушивание .почв без внесений в них солей магния по-разному сказалось на содержании обменного магния в исследуемых почвах..

После одноразового действия смачивания и высушивания в красной ферраллитной кислой почве отмечено закрепление магния /28% от первоначально определенного обменного М9/. В остальных почвах, очевидно, в силу разрушения почвенных гранул в процессе мокрого растирания, отмечено увеличение. содержания обменного магния на Зл> в,желтой кварцево-аллит— ной почве и ла - в черноземе /табл.1/. •

Четырехкратное действие смачивания и высушивания При температуре' 40° значительно сократило содержание обменного магния во всех почвах: в красной ферраллитной на 60$, в желтой кварцево-аллитной -26$, в красноземе - 42JE, в дерново—подз олистой почве - 63^ и черноземе - 2Q%.

Внесение ацетата аммония в почвы из расчета примерно 100 и 300 мг Мд на 100 г почвы вызвало значительное изменение величин необиеннсго закрепления магния.Одноразовое смачивание и высушивание красной ферраллитной'. кислой почвы Кубы вызвало увеличение неубиенной сорбции магния, в остальных почвах закрепление магния не происходило или -набладалась десорбция магния. Четырехкратное смачивание и высушивание значительно снижало содержание обменного магния в почвах.

Чернозем и дерново-подзолистая почва после продолжительного компостирования необменно закрепляли примерно ■ одинаковое количество магния при внесении в почвы по 500 мг Ыс) в f-opiae ацетата на 100 г почвы. Из почвенного раствора, в. который было внесено 91 мг tóg на 100 г почвыtкрасная ферраллитнвя .кислая и желтая кварцево-аллнтная по.чьы ф-^сировачи примерно в два, а. краснозем и дерново-подзолистая почва в 5. раз меньше, чем в случав внесения 300 мг в форме ацетата на 100 г почвы. Следовательно, увеличение концентрации магния в почвенном "растворе способствовало увеличению необменного закрепления магния всеми исследуемыми почвами. -

5-1*79

17

ПГ

. Таблвд I

Веобмевшая фиксация магния почвами*__■__ _ _

~ Содердание "обменного магахя в мг Цд на 100 г-почвы

Название почвы

до

ошта

■ красная "ферраляит 50,2 вая квелая 50,2

• - ' ' .■ 50,2

- Желтая кварцево-ал- 22,3 "литнзя 22,3

' . ■ . 22,3 10,9 10,9 10,9

Дерново-подэ блистая 7,8

ы

■0 7,8 55,8 55,8 55,8

♦'Красная ферраллитная 81,2

" **1елхая кзарцево-ал- . 58,0 литная раса оз ем 104,4

** Дерново-подэ сдастая Г?,4

**Ч е р н о з е и 97,4

внесено в форме ацетата

обЩёё содержание'

50,2" • 141,4

323.4 22,3

113.5 295,9

1 10,9 102,1 284,5 7,3 99,0 ■ 281,4 55,8 . 147,0 329,4

172,4 ' 149,2

'одноразовое действие ■ найдено ^Фтсаровано

36,0.- 14,3 ¿8,4

101,4 40,0 28,3

- 283,4 40,0 12,5 25,5 +3,2 -105,8 7,7 6,8

270,8 25,1 8,5

23,2 +12,3 -

100.4 :1,7 -1,6 275,4. 9,1 3,2

13,9 . +6,1

103.5 ■ +4,5

277.6 3.8 1,4 74,2 +18,4

161,6 +14,6 -330,0 40,6 -

четырехразовое действие

найдеяо эа^сароэано

19,5 £0,7 61,2

105,4 • 36,0 25,5 '

239,8 84,0 26,0

16.5 , 5,8 26,X 83,1. 30,4 27,0

242,0 53,9 18,2 :.

. 6,3' 4,7 42,7

91.7 Ю;4 10,2

' 230,6 53,8 19,0 *

2,8 5,0 63,6

85.6 13,4 ; 13,6 210,7 *70;7 25,1

43.8 12,0 21,4 115,6 31,4 21,4 ~ 256,3 73,1 22,2

Краснозем .

. Чернозем

91,2 273,6 О

91,2 273,6 О

91,2 273,6-О

91,2 273,6 О

91,2 273,6.

91,2 91,2

91,2 195,6 91,2 108,6 91,2 188,6

152,5 -122,9

ХГ?,2 86,5 136,5

19,9 11,5 25,3 16,9

78,4 -22,1 52,1

40,1 20,3 27,5

131,5 103,х

75,2 ■ 72,9 148,1

40,8 46,1

23,7 30,9

120,4 61,5 35,7 32,9 '40,5 21,5

. * Фиксация магния почвами после одно- и четырехраэового действия смачивания и высушивания

**Шчвы, обработанные 25? перекисью вадорода.

+'Количество десорбированлого магния.

Абсолютное количество необменно.поглощенного магния красной ферралдитнойь кислой ■ почвой составляет 84 мг, . желтой^кварцево-аллитяой почвой и - красноземом 54 мг, дер-\ ново-подзолистой почвой - 70 мг.и черноземом -73 мг Мд на . 100'г почвы, что говорит о большой'величине необменлого . поглощения магния в этих почвах;

. Удаление органического вещества, почв путем ■ обработка I .его 25% перекисью водорода значительно увеличивало содержание обменного магния во всех почвах.. Особенно увеличилось содержание1 обменного магния в желтой кварцево-аллитной почве и'красноэеш, где, очевидно, значительная часть магния . находится в органоминералышх комплексах.

/. Почвы о удале'нным органическим веществом существенно увеличивали необменное поглощение магния...Уже после одно- , кратного действия смачивания и высушивания обнаруживается необменная сорбция магния всеми почвами. Четырехкратное ■ действие этого фактора сказалось в большей степени на фиксации магния в красноземе и дерново-подзолистой почве ив меньшей степени в черноземе. ■ ,

После компостирования почв и их илистых фракций с ацетатом- магния в течение длительного времени с четырехкрат- . ным действием смачивания и высушивания реакция среды образцов сменилась от слабокислой до щелочной. Это изменение проявилось и большей степени при внесении больших количеств ацетата магния /табл.2/.

■ * ; Таблица 2 . .

Величина рНн 0 образцов почв до и после "* компостирования их огацотатом и хлоридом магния

~ Ацетат магния хлорид' магния '

.»W АжЖ*:. р^ Д.

___■_ ■ pli после опыта 11 сх ■ -"опыта

Красная феррал- .6,2 6,5 7,4 4,6 5,0

латная кислая '* * • "

Келтая кварцего- 5,2 5,35 6,48 4,5 4,5

Краснозем 5,0 7,5 8,0 4,6 5,0

Дерново-подзо- '5,7 7,6 8,3 5,0 6,0 ...

листая р 7.5 ■

Червезем 6.7 7,1 6,0 G.0

Неебменное закрепление магния илистей фракцией /0,001 мм/ почв проявляется в основном в вариантах с реакцией среда в начале компостирования близкой к нейтральной /рН 6-7/. Однако эти величины рв были неустойчивыми, т.к.»очевидно, происходило разрушение ацетата с образованием карбонатов магния, что и вызвало указанное выше изменение реакции, среда образцов.

Переход обменного магния в необменные его формы обнаруживается определением валового магния в илистых фракциях почв,-которое проводилось после выделения обменного магния из образцов ила /табл.З/.

Значительное изменение содержания валового магния после компостирования /в пределах.достоверности выполненных анализов/ произошло в образцах илистых Фракций чернозема, дерново-подэолистой почвы и краснозема. В иле красной ферраллитной кислой ' почвы-произошло достоверное увеличение валового магния только при величине рЛ 6-7,5, обес-, печенных внесением в образцы Са(0Н}2.

Компостирование почв с хлористым магнием /по 105 мг Мд на 100 г почвы/ при различной величине рИ /от 3 до в / с вйоуиишанием в течение месяца при температуре 40° показало неодинаковую величину, необменного поглощения магния почвами о возрастанием щелочности почвенного раствора.

, Внесение раствора серной кислоты в почвы для создания нужного уровня р!1 значительно увеличивало во всех почвах содержание обменного магния /особенно при 3/. Увеличение щелочности почвенного раствора ведет к уменьшении содержания обменного магния в большинстве почв.

Наибольшая необменная фиксация магния почвами проявляется ггри рН раствора,равной 7-8. Чернозем, дерново-подэо™ ' листая и красная ферраллитная выщелоченная почвы уменьшают количество обменного магния на Э0 и более мг на IOO г почвы В красной ферраллитной кислой почве Кубы количество обменного магния снижается уже при рН 4,5.

Количество магния, необменно поглощенного красной ферраллитной кислой почвой после одноразового действия»сма-

Содержание в1лавого и фиксированного ыпгния з илистых фракциях почв

Таблица3

Название.почвн

рН Няя|,гкя^есеноняйтгрно Зафиксировано Содеркаяие вало- ДоверательшЙ ^шёГ абсо*^- интерая.пви

вании " - г * ацетата,ошта' мг 1К|

мг

мг

относит. мг/1 г

ж

опыта

таг

ошта

ц

95? 99?

Красная ферраллит- 4 Д.89 27,3 31,5 +4,2 +0,5 6,5 6,0 .0,61 2,®

ная кислая 5 '6,4 54,6 52,0 2,6 0,35 6,5 7,0 0,65 2,а

бса 3.78 27,3 24,7 0,7 6,5 7,3 0,32 1,29

Ь зло 27,3 27,3 6.5 6,5 0,42 1,77

5,97; 54,6 46,5 8Д М 6,5 8,0 0,70 2,84

Еелтая гаарцево-ад- 4 2,64 " 27,3 30,0 +1,0 3,6 1,87 _ _

лятяая 6,4 2,18 27,3 25,0 „2,3 0,9$ 3,6 3,74 - —

Краснозем 4 . 2,77 27,3 26,0 1,3 0,5 3,7 3,7 0,67 2,71

5,6 2,91 27,3 17.2 10.1 3,4 3,7 7,1 0,74 2,97

3,27 27,3 13,6 13,7 4.4 3,7 8,1 0,61 2,45

Деряов о-цодэ олис тая 4' 1,52 13,6. 12,5 1Д 0,3 4,6 5,4 0,32 1,29

6,7 1,52 13,6 9,6* 4,0 2,7 4,6 .7,0 0,4 1,61

Чернозем* 5 1,41 27,3 28,0 +0,7 +0';5 12,9 13,2 0,86 3,48

■ 6 2,54 27,3 18,9 '8,4 3.3 12,9 16,2 0,99 4,0

7Са 1,69 : 13,6 3,0 10,6 6,3 12,9 19,2 1,28 . 5,16

7На 1,57 13'; 6 И, 4 2,2 1,5 12,9 14,4 1,15 ■4,64

го

®Са' %а* 7ца ~ ьелгчинн рН, полученные добавлением Сч(О0)2 я КаШ, соответственно, в образца илистых фракций почв перед компостированием их с ацетатом магния. ■ "

чивания н высушивания как при внесении ацетата магния, так нхяориотого магния превышает количество магния,, зафиксированного другими почвами. При внесении хлористого магния в дозе 100 мг Мд на 100 г„почвы в других почвах появляется дополнительный-магний - десорбированный* При увеличения дозы до Э00 мг Ид на 100 г почвы наблюдается закрепление магния внесенных солей. Однако, ацетатный магний вакрепляется значительно в больших количествах, чем магний хлористый. '

Четырехкратное действие смачивания и высушивания увеличивало величину необменного поглощения магния обеих солей, но в присутствии аниона уксусной кислоты магний фиксировался больше. Так, абсолютное количество необменно , поглощенного магния при дозе 270 мг Нд на 100 г почвы в форме MgCIg в красной ферраллитной кислой - почве составило 49 мг, почти в 2 раза меньше, чем при той же дозе, но в случае внесения магния в форме ацетата. В желтой кварцево-аллитной почве - 36 мг, примерно в полтора.раза меньше, чем в опыте с ацетатом, в красноземе - 18 мг, в-дерново-подзолистой почве - 26 мг Мд, в обеих почвах в 3 раза меньше, чем при внесении ацетата магния.

В черноземе количество зафиксированного магния, вне- • сенного в форме хлорида, по абсолютной и относительной,величинам близко к величине необменно закрепленного магния в красной ферраллитой кислой почве, но это количество магния в полтора раза меньше, чем при компостировании ,цоч-* вы с ацетатом магния.

Влияние сопутствующих катионов и На на необменное поглощение магния-изучалось на илистых фракциях красной ферраллитной кислой почвьги чернозема. Добавление указанных катионов, естественно, приводило к увеличению щелочности почвенного раствора, поэтому количество вносимой щелочи определялось по величине рН суспензии.

Ил 1фаоной:ферраллити0й" кислой почвы.промытый дистиллированной водой, имел рН 5, такую же величину рН имел в ил чернозема. Компостирование илистой фракции красной:

ферраллитной- -кислой А почви с ацетатом магнаяпроводилось 1фи.рШ6, обеспеченной добавлением гидроокиси кальция в; одном образце к ЫаОН - в другом, Обрлзщ! ила чернозема компостировались в тех же условиях, но при рН 7.

Повышение рН илистой фракции чернозема о 5 до 7 увеличивало необменную фиксации магния, причей в-присутствии» кальция магний фиксировался в-4 раза больше» чем в>присутствии, натрия в почвенном растворе при.той же величине рН. Илистая фракция этой.почвы в Н-форме /рИ 5/ необмеино поглощала незначительные количества магния,.а в отдельных.об-; разцах обнаруживался десорбированный магний. ,

ИдгкрасноЯ ферраллитной кислой почвы увеличивал фиксацию магния при повышении концентрации-кальция в почвенном растворе и.совершенно не фиксировал, магний при рН 6 с внесением НаОН* Образец ила этой почвы в Н-форме /рН 5 / после четырехкратного действия смачивания и высушивания также практически не фиксировал магний.

Определение валового содержания магния в илистых фракциях до и после опыта /после выделения из них обменного< магния/ показывает, что часть внесенного в суссенэиг магния. 'определяется в сумме с валовым магнием..

Полученные данные о количественной стороне необменного поглощения магния различными по генезису почвами позволяет сдаяать предположение, что и механизм необменного закрепления магния неодинаков. Использованные в опытах почвы имеют различный минералогический состав, и это во многом может обуславливать неодинаковую величину необменного поглощения магния почвами ипх илистыми фракциями. По?тому представляло интерес сравнить величины необменной фиксации магния различными глинистыми минералами.

Методика компостирования минералов аналогична методике . компостирования почв. Магний вносился в виде хлористой соли в минералы, растертые до фракции < 0,25 мм.

Минералы монтмориллоиитовой группы /кил,гумбрин,бентонит/ и вермикулит, содержащие много конституционного и обменного магния, фиксировали магний уже после первого смачивания и высушивания при добавлении в суспензию -290 иг ' .23

Mg на 100 г минерала. Биотит, смесь -шиита с каолинитом и чистый каолинит в этом случае [фактически не закрепляли магний. При концентрации магния в растворе примерно 100 ■. кг Mg на 100 г минерала большинство минералов не проявляли способности фиксировать магний. Четырехкратное действие смачивания и высушивания увеличивало необменное поглощение магния как:при малой, так и при большой дозе внесенного в суспензии магния.

Вермикулит необменно поглощал до 124 мг Hg на 100 г минерала, кил и бентонит - 98-96 мг, гумбрия - 46 мг Mg. Смесь иллита с каолинитом фиксировала примерно 95 мг магния на 100 г минерала. Хлорит я каолинит практически не закрепляли магний из раствора, в который было добавлено 98 мг Mg, и фиксировали незначительное количество этого 'катиона при добавлении в суспензию в 3 раза большего количества хлористого магния, '

Да^фэренциально-^ермический. термовесовой ■ и рентгенографический анализы

- ДГА, ТВ и рентгенографический анализы применены нами для изучения минералогического состава различных, по генезису почв и выявления изменений в составе и свойствах минералов илистых фракций после компостирования последних с ацетатом магния.

Указанные анализы позволили выявить следующие качественные изменения.

В илистых фракциях красной ферраллитвой кислой почвы и краснозема увеличилось количество адсорбированной воды. Почвы, содержащие (Угоды, фиксировали аммоний, о чем свидетельствуют экзотермические реакции при 420-450° и уменьшение межплоскостных расстояний*' слоистых минералов до 1010,2 Я.

Дифракционные рефлексы при et« 8,34 и ,4,11 в от образцов илистых фракций красной ферраллитной .кислой'»елтой кварцево-аллитной почв, краснозема и дерново-подзолистой почвы дают основание предполагать образование двойной гид-

роокиси алюминия и магния* Образцы илистых фракций всех почв имели увеличенные межплоскостные расстояния д-> 15-19 8. и более, что может свидетельствовать о наличии катионов или других соединений в промежутках между плоскостями кристаллических решеток.

Ряд дополнительных рефлексов на дифрактограымах1 компостированных с магнием образцов ила красной тропической поч- • вы и краснозема, по-видимому, обусловлены образованием силикатов магния.

Ыа кривых- нагревания образцов илистых фракций краснозема, дернояоподзалистой почвы и чернозема обнаруживается эндотермический аффект с максимумов при 650°» что можно отнести за счет карбоната магния, образовавшегося в результате разрушения ацетата в процессе длительного термоотати-рования при 40°.

' Инфракрасная спектрометрия исследуемых почв

* Минералогический состав почв, определенный по ИК-спек-трограшам илистых фракций исследуемых почв, в основном совпадает с данными' ДТА и рентген-дифрактометрического анализов. Существенные изменения в НК-спектрах илистых фракций после компостирования их о Mg произошли в интервалах 400-600,910-930, I050-II0Ö, 1420, 1660-1730 см-1. Это проявилось в усилении .или уменьшении интенсивности поглощения в интервалах указанных частот, в появлении новых полос поглощения, в смещении максимума* и изменении конфигурации., . пиков на спектрограммах*

Значительное увеличение приведенной оптической плотноо-тя образцов яла краснозема,'компостированных о Mg, при 1430 см-1 с тенденцией к смещению в сторону больших частот позволяет предполагать появление fcO^ B образцах. Об этом же свидетельствует увеличение пикь при 810 см"1 и проявление асснметрячностк пика при 1420 см*"* pi спектрограмме г ила дерново-подзолистой почвыХейро,1961; Глебовская, 1971/.

О -значительном возрастании, числа связей Si-O-Mg'ß образцах илистых фракций почв икш судить по возросшим ена-

чениям приведенных оптических плотностей для волн о числа- . ыв 640 сы~*,430 см"1 и по дополнительно обнаруживаемой'по-, лосе при 422 см-1.. *

Увеличение оптической плотности образцов яла при 640 еж-1 и уменьшение;таковой при 930 т'1 позволяют сделать предположение:о том, что имело место изоморфное замещение' А1 - Мд в илистых фракциях краснозема-и дерново-подзолио-той почвы. * На■спектрограммах илистых фракций других почв, наоборот, отмечается увеличение приведенной оптической плотности при 930 см"1. . ^

Сорбция магния глинистыми минералами и почвами

Ори выявлении■особенностей сорбция магния на илистых фракциях почв и глинистых минералов и определении относительной сорбируемости катионов, в частности, Са и Мд, мы применили в!орой метод Никольского /1947/.

По количеству магния и кальция, поглощенных илистыми : фракциями минералов и поЧв/и содержащихся в равновесных 1 растворах, видно, что указанные сорбенты проявляют большую селективность по отношению к кальцию, чем к магнию. Константы обмена втих катионов на плах почв и минералов практически одинаковы как при отношении Мд:Са равном 0,25, так и при Ид:Са=1. Полученные величины констант обмена позволяют судить.об относительно большей сорбируемости катионов Са, чем Мд./табл. 4/,-Избирательное поглощение магния монт-* мориллонитом несколько большее, чем каолинитом,

. Повышение концентрация :магния в растворе насыщения хотя и увеличивает количество поглощенного магния, но не настолько,. чтобы константа обмейа имела.ту же величину. Таким образом у сорбентов проявляется разнокачественность адсорбционных мест, обусловленная различием энергии поглощения конкурирующих ионов, ' ,

Подтверждением наличия разнокачественных адсорбционных мест служат 3-образные кривые сорбции На, К, Са, Мд на илистых фракциях монтмориллонита и каолинита /кривые получены методом злюярованияиона Н+ указанными катионами/, а так-

. , ■ -■■;•■ Таблица 4

' , ^ Поглощение ЫдиСа илистыми фракциями -

минералов и почв ■ из растворов с различным отношением Ca;Uq ,

Илистая#акция,НаС1о Поглощено сорбентом-- „€мп*Сса извлеченная из Mo Сал Сумма Кпм9 ^

минералов а почв ^"г иг-§кв на 100 г Gça'CMg

Каолинит 20: в0 60:50 80:20 1,18 2,77 5,56 7,12 , 5.55 2,56 8,42 8,32' 6,12 0,662 0,501 0,545

1^мбрин - ■ • f ч 20:80 50:50 80:20 6,9 23,68 37,76 41,88 27,52 12,16 50,12 5Г,20 49,92 . 0,065 "* 0,861. 0,772

Красная феррал-дитлая кислая 20:80 50:50 80:20 1,45 3,20 .5,12 6,75 5,12 3,20 , 8,20 0,32 8,32 0,860 0,630 0,400

Черная слитая тропическая 20:80 50:50 80:20 5,45 14,08 22,40 26,58 17,28 7,66.. 31,38 31,36 30,08 0,820 0,810 0,739

же ланные по определению Са и Мд в первой порции раствора цасыщения после двухчасового взаимодействия. Илистое фракции' минералов /каолинита а гумбрина/ в первые 2 часа сорбируют us раствора .с отношением Mg:CauJ больше катионов магния, чем кальция,, в к моменту установления, равновесия о новыми порциями того же раствора /через 72 часа/, большая: часть сорбшонных мест занимается кальцием. Илистые фракции почв как в первые два часа, так и через 72 часа :

сорбируют большё катионов кальция, чем магния.

* *

. . В U в о д ы

* 'I

I. В условиях большого разнообразия развивающихся процессов почвообразования /ферраллитя задай» сиаллитиэадал, - слитообразования, лессивирования и др./ на Кубе формируются почвы о различным содержанием валового, обменного я водорастворимого магния. 11а основе данных химического анализа"выделены три группы почв:«к первой группе относятся почвы с низким содержанием обменного магния - до 10 мг llg яа100 г почвы /красные ферроллитные киолые, кварцзво-ферритные, кварцево-аллитнне/; ко второй группе - почвы

/

о повышенным содержанием обменного магния,, превышающим 10 мг Мд на 100 г почвы,, но доля магния в составе поглощенных оснований не превышает 10$, а соотношение Са*.(Лд находится в пределах'4-7 и более. В почвах третьей группы обменный магний составляет существенную часть суммы поглощенных оснований -от 25. до 705£, соотношение Са:Мд - меньше двух, а иногда < I/. -

2. Установлена высокая подвижность магния в почвах, гд«з преобладающим минералом является каолинит и низкое содержание магния в водных вытяжках из моктмориллонятовых почв, в частности, йэ черных и серых.слитых почв.

3. Установлен различный характер, динашки Мд и Са в различных по генезису почвах в сухой и дождливый периода.

В желтой и-красной ферраллитных-тропических почвах в сухой сезон содержание обменного магния увеличивается, в дождливый период содержание его снижается на 30-100^, В гумусо-во-яарбонатных почвах в сухой сезон содержание* обменного магния в пахотном горизонте уменьшается в 1,5-2 раза по сравнению с содержанием его в дождливые месяцы, что еще больше увеличивает'неблагоприятное соотношение Са:Мд.

4. С помощью рентгенеструктурного анализа, дифференциально-термического и термогравиметрического анализов, инфракрасной спектрометрии установлено, что состав минера -лов в почвах представлен следующими группами;

а в красной ферраллитной кислой почве - галлуазит, гиб-бсит», гетит, кварц, смешанно-слоистые минералы хлорит-монт мориллонитового типа; •

- в желтой кварцево-аллитной почве - каолинит, гиббеит, кварц, сь:ешаяно-слоистые минералы слюда-монтмориллонито-вого типа;*

- в красноземе - каолинит, гиббеит, гетит, хлорит, гидрослюды и монтмориллонит;

- » дерново-подзолистой почве -смешанно-слоистые минералы иллит-монтмориллонигового типа, каолинит, хлорит, кварц, гиббеит;

- ъ черноземе - монтмориллонит, гадро слюды, каолинит, xsV рит, вварц, /Минералы указаны в порядке уменьшения содер-жанияихв илистых фракциях почв/. " .,

5. По данным дифференциально-термического я термограв«мет-рического анализов определены основные минералы в красной ферраллитной кислой, кларцево-аллитной, гу^усово-карбоват-< ной и желтой глееватой глинистой почвах. .

6. Установлено, что повышение концентрации ионов водорода в.почве Мом растворе усиливает выветривание алшомагнезиальных силикатов и магнийсодержащих удобрений, что повышает содержание магния в почвах. >

7, В полевых и лабораторных условиях установлен факт .' необменного закрепления магния в почвах. Основными факторами, определяющими размер необменного закре пленяя магния, являются влажность почвы, многократность действия смачивания и высушивания, реакция среды, сопутствующие катионы, концентрация магния в почвенном растворе и содержание ор-Ъанического вещества.

. в* При внесения в почвы 90-1370 мг Мд в форме ацетата и при многократном действии смачивания я высушивания красная тропическая почва закрепляет 54-36 мг, желтая кварцево-ал-литяая - 30-53 мг, краснозем ~ 10-53 иг, дерново-подэоляс-тая почва - 1Э-70 мг, черйоэем 31-73 мг Мд на 100 г почвы. Магний« внесенный в форме хлорида фиксируется в значительно меньших количествах. ' v 9. Слоистые расширяющиеся минералы типа 2:1 веобменно закрепляют | идентичных с почвами условиях до 90-120 мг . Ед на 100 г минерала'. Минералы группы каолинита; хлорита и биотита закрепляют магний в незначительных количествах.

10. Основными условиями не обменного закрепления ыагнж* в почвах и глинистых минералах являются щелочная среда в высокая концентрация магния в почвенном растворе, В этих условиях закрепление магния идет путем образования прос-• тых я двойных гидроокисей Mg a AI как на поверхности ми- : . нералов, таз и в межплоскостянх промежутках;слоистых ий- -пералов. В'почвах о малым содержанием полуторных окисло»:

" ■ г*>

образуются карбонаты магния.

II. Рентгеноотруктурныйанализ я■инфракрасная спектрометрия показали; что часть магния закрепляется в форме силиката, чему также^способствует щелочная реакция среда и высокая концентрация магния в почвенном растворе. На основании данных ИК-спектрометрия предполагается; что в красной тропической^почве и красноземе шло изоморфное замещение Мд на АХ.

13, Определены константы обмена Са и на илистых фрая^ циях почв и мянералов. Нелинейность изотерм обмена. Са и Мд на этих фракциях обусловлена как разнокачественностью сор-бционных мест, из которых незначительная часть проявляет большее "сродство" к Мд, другая часть - к Са, так и влиянием раствора ацетата аммония, примененного для вытеснения .поглощенных катионов.

. ■ ■ ■ 4 . ;' Рекомендация производству

I. В а1ропроизэодственшх целях рекомендзгется выделять три группы почв: ■.

1. Почвы с низким содержанием обменного магния ^10 мгМ^на ТОО'Г.почвы.

2. Почвы;,В:которых доля магния в поглощающем комплексе меньше 10^ от суммы обменных оснований.-

3. Почвы с высоким содержанием валового и обменного Мд и с благоприятным для растений соотношением Са:Мд.

Низвая обеспеченность почв первой группы магнием и неблагоприятное соотношение Са:Мд.в'почвах второй группы. -ставят практическую необходимость наряду с другими удобрениями обязательно вносить магниевые туки. /

2, Внесение магнвйсодержадах удобрений типа серпентинита,. таяька,мартеновского шлака;и доломита необходимо сочетать с внесением физиологически кислых удобрений, В случае известкования почв ■ необходимо применять водорастворимые * магниевые удобрения.

(

Материалы диссертации изложены в следуяцах работах:

* ' ■1 . . ■ ■

с ..

1. Магниевое питание некоторых тропических культур.

В сб."Магниевое питание растений в условиях влажных тропиков и субтропиков",. М, ,1971.

2. Влияние, влажности и реакции среды почвы на подвижиооть магния удобрений. ^."Субтропические культуры", №5, 1971

/в соавторстве/.

3. Содержание форм магния по профилю тропических почв Кубы. Доклад на 17 научной конференции сотрудников сельскохозяйственного факультета УДН, 1972 г.

1

1-837*4 от 21Л1.1972 Объвн 2 п.л. Тираж 200 экз. Зав.1^79

Типография Университета дружбы народов имени Патриоа Луиуибы Москва, ул.Орджоникидзе,3