Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Минералогический состав и физико-химические свойства почв южного Узбекистана

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Минералогический состав и физико-химические свойства почв южного Узбекистана"



ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ВСЕСОКШ ■ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК имени В.И. ЛЕНИНА

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЧВЕННЫЙ ИНСТГСУТ имени В.В, ДОКУЧАЕВА

На правах рухсгис* • УДК 631.41+631.43:549.506.8(571 .IV»\

ИСМАТОВ ДШАЙДУШ РШАТУЛЛАЕШЧ

МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ШЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ ШОП) УЗБЕКИСТАНА

Специальность 03.00.27 - почвоведение

Автореферат

диссартации на соискание ученой степени доктора географических наук

Москра-Г990

Работа выполнена в Института почвоведения и агрохимии АН УаССР

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Б.П.Градусов доктор сельскохозяйственных наук С.В.Зоны доктор биологических наук Б.Г.Розанов

Ведущая организация:

Научно-исследовательский институт почвоведения Госагропрош Таджикской ССР

Защита диссертации состоится *_"_ 1990 г.

в "_" часов на заседании Специализировашого

совета Д.020.25.СТ при Почвенном институте ии.В.В.Докучаева по адресу: 109077, Москва» Ж-17, Пыжевский пер., 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Почвенного института им.В.В.Докучаева.

Автореферат разослан ..."_ Т990 г.

Учений секретарь Специадизированного совета , дсктор географических наук

С. ^''' ^' М.С.Симакова

I. ОБЩАЯ ХАРАЗСТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность темы. В решениях ХХУП съезда КПСС и М^рточскю*-(1989 г. 1 Пленума ЦК КПСС перед сельскохозяйственной на;л:оЯ пос лены большие задачи по дальнейшему развитию сельского хсэяйстга и реализации Продовольственной программы страны.

Решение этих задач наряду с осуществлением комплекса гер:понятий, направленных на интенсификацию сельскохозяйственного пронг» водстпа, во многом зависит от научно обоснованного решения пробна повышения плодородия почв и рационального их использования, основанных на глубоком и всестороннем изучении и выявлении основных ла» кономерностей почвообразовательного процесса. В этом плане в-мнсе- , , . значение имеет дифференцированное изучение минералогического постава, химических и физико-химических свойств почв и составлитаих компонентов, особенно высокодисперсной активной :,х части, имтвеЯ огромное значение ,для свойств и плодородия почв, от харахтера почти. разутих пород и особенностей их трансформации в процессе почвообразования в конкретных почпенно-климатических условиях, а тякжо орошения и интенсивного сельскохозяйственного использования земел.1.... Это, в свою очередь, позволяет глубже понять и всесторонне ин1 р-претировать.данные почвенных исследований и использовать их на практике, глубже и более полно объяснить происхождение почв и направление их развития, что послужит основой для усовершенствования диагностики и.классификации почв.

Анализ опубликованных работ показывает, что минералогический состав и физико-химические свойства почв аридной зоны, особенно их тонкодисперсных фракций, изучены слабо. Недостаточно освешены также в специальной литературе особенности изменений обломочных и слоистых силикатов исходных пород в основных биоклиматических зонах этого региона и их значение для химических и физико-химических свойств почв и их тонкодисперсных Фракций, а также профильной дифференциации отдельных групп глинистых минералов и распределении окислов в них.

Теоретической основой и большим вкладом в развитие отпер«логических и физико-химических исследований в натей стране служили* идеи и труды классиков отечественного почвоведения и ягрохимтг. З.З.Докучаева, К.Д.Глинки, В.И.Вернадского, В.Б.Политое, КЛ.Гед-ройца-, Д.Н.Прянишникова, а также их последователей М.Н.Антигтоаа-Каратаева, Б.К.Бруновсяого, А.А.Род», А.Н.Розанова, К.Д.Селлецнсгс,

Н,И.Горбунова, Н.Г .Зырина, С.Н.Алешина. Дальнейшее развитие полуунии яти исследования в работах Д.С.Орлова, Б.Л.Градусова, Т.А.Соколовой и др.

Значительный вклад в развитие региональных минералогических V фиошсо-хшических исследований почв внесли Н.Г.Минашина, И.Ш.Исюзидеров, С.А.Тихонов, Э.А.Корнблюм, М.П.Аранбаев, П.Н.Бо-сяшн, ¿5.А.Григорян, М.Б.Куцикович., В.Е.Алексеев, Е.А.Султанбаев, Л.С.Траиникова, Л.Т.Турсуиов, Х.Т.'1урсуноэ, Н.Р.Малаев, В.П.Сос-новскм, П.А.Морозова, М.К.Азимова, М.Назиров, А.Ахатов и др.

Заташ! исследования состоят в следующем:

1. Изучении минералогического состава, химических и физико-;гниичпских свойств основных типов почв южного Узбекистана и их мкок-одисперсных (илистой и коллоидной) фракций, выявление основ-i!i« закономерностей их изменения в связи со сменой почвенно-кли-|ии'.?ических и физико-химических условий почвообразования от равнин :ч пвправлении горных биоклиматических поясов, а также орошением

vi интенсивным сельскохозяйственным использованием земель.

2. Выявление структурных особенностей и трансформационных лрапр&щений отдельных груш глинистых минералов в основных био-клим9Тмчоских зонах этого региона, оценка их направленности и форм проявления на основе комплексного изучения вещественного состава и свойств илистой и коллоидной фракций почв и почвообразую-1СИ.Х пород.

3. Установление влияния минералогического состава крупнообло-мочних и тонкодисперсных фракций исходных пород и продуктов их трансформаций п процессе почвообразования на химические и струк-турчо-сорбционные свойства исследованных почв, их илистой и коллоидной ф} :сдий, а также профильную дифференциацию глинистых частиц к распределение окислов в них.

i. Изучение содержания и особенностей распределения форм соединений железа, а тагане аморфных вешеств в почвах, их илистой и коллоидной фракциях в связи с минералогическим составом и генезисом почв, а также интенсивностью трансформации их минеральной "г.с.си п основных биооиматкчяских зонах этого региона.

5. Вгяялеш'е особенностей структурно-сорбционных свойств и г.орлрчостинх яьлений в оснсяиих типах почз этого региона и их тонкояиспррстис фракциях б павискмости от минрралогического соси ггнрзнса почт, а тэюке структуры их адсорбционной удельной

-36. Изучение содержания и особенностей распределения иодно-пептизированной и агрегированной илистой <1р акций в основных тигяг почв региона в зависимости от их генезиса и характера взаимодействия между гумусовыми веществами и минеральной массой в тонкодисперсных фракциях почв.

7. Исследование содержания и особенностей распределения форм соединений калия в почвах основных биоклиматических зон мге. Узбекистана, их гранулометрических фракциях в целях выявления калийного состояния почв в зависимости от условий их формирования, минералогического состава крупнообломочных и высокодисперсных фракций исходных пород и особенностей их трансформации в процессе почвообразования.

Объекты и методы исследования. Выбор объектов для осуществления намеченных исследований проведен с учетом особенности почвенного покрова и структуры вертикальной зональности бассейна Кашкадарьи. С этой целью заложен профиль от равнин к предгорьям и выше в направлении к горным и высокогорным биоклиматическим поясам. Профиль исследован по результатам изучения разрезов целинных почв основных биоклиматических зон этого региона, представленных: серо-бурыми, такырными и пустынными песчаными почь<*-ми равнин (пустынь), светлыми и типичными сероземами подгорных покатых равнин и предгорий, темными сероземами высоких предгорий, коричневыми почвами -средневысотных гор и светло-бурыми луго-степ-ными почвами высокогорий.

Серо-бурые почвы развиты на элювии третичных песчаников (Девханинекое плато), такырные - на аллювиальных отложениях дельты Кашкадарьи, пустынные песчаные - на эоловых наносах, спет-лые, типичные и темные сероземы - на лессовых породах, коричневые почвы - на лессовых породах, светло-бурые луто-степные высокогорные - на маломощных делювиальных отложениях, подстилаемых известняком.

Одновременно изучались староорош&емые такырные почвы, развитые на аллювиальных отложениях дельты Кашкадарьи, старооролаемые светлые и типичные сероземы, развитые на лессовых породах; кесле-. дованы также взвешенные наносы основных рек бассейна Кагскаларъи.

При выполнении работы использованы как общепринято» в поч-венно-агрохимических исследованиях, так и современные инструментальные методы - рентгеновские, термические, электрскномгикроско-

пические, сгруктурно-сорбционные и др.

Для изучения структурно-сорбционных свойств использовались елолушив методы: адсорбцию и десорбцию паров воды определяли на внсокоракуумной еорбционной установке с кварцевыми прежинными Bfcamr типа Мак-Вена (Комаров, 1970). Удельную поверхность твердей фазы почв рассчитывали на основе данных., полученных при адсорбции паров воды- и тепловой десорбции азота с использованием уравнения Брунауэра, Эммета и Теллера - БЭТ (Овчаренко, 1961). При дифференциации удельной поверхности на общую, внешнюю и внутреннюю руководствовались работами БЭТ, Д.М.Фаррера (1963), А.Л.Воронина, В.Г.Витязева (I97I), где расчеты производились с учетом свойств кристаллической решетки глинистых минералов.

Размеры ¡эффективных радиусов пор вычисляли с использованием уравнения З.С.Комарова (1970). Предельный объем сорбированного пространства ( Ys ) определяли в эксикаторах по сорбции насыщения: паров бензола (Овчаренко, 1961). Теплоту смачивания почв устанавливали в парном калориметре Андрианова (Овчаренко, 1961).

Исследования выполнялись по тематическим планам Института почвоведения и агрохимии АН УзССР в 1968-1985 гг., включенным в координационные планы Госкомитета по науке и технике СССР по проблеме 05Г.075 (I97I-I975 гг.) и АН СССР по проблемам: 2.24Л (1976-1930 гг.) и 2.30.1Л (1981-1965 гг.).

Теоретический вклад и научная новизна. Изучены минералогический состав, химические и структурно-сорбционные свойства основных типов почв южного Узбекистана, их илистой и коллоидной фракций, выявлены особенности их изменений в связи со сменой поч-венно-клим»тических и Физико-химических условий от равнин в.направлении к горным и высокогорным биоклиматическим поясам, а также орошением и интенсивным сельскохозяйственным использованием земель.

I. Показано, что для исследованных почв свойственны: а) близкие, но не вполне идентичные по составу и соотношению кристалло-химкческих групп глинистые минералы, а также близкий характер их изменения по почвенному пробил»; б) повсеместное участие в качества одной из о'човных фаз илистого и коллоидного вешества лочв емеяаннослойнюс образований (гидроелгша-монтмориллонит и хлорит-уснтмориллонит), содержание которых с повышением условий увлажнении и интенсивности трансформационных превращений слоистых сили-

катов исходных пород от равнин в направлении торгах биоклиматических поясов постепенно возрастает, адекватно отражал совремем-. ный процесс почвообразования; широкое распространение сепиолит». палыгорскитов и более высокое содержание хлоритов в почвах пустынь и сероземах подгорных равнин и наиболее высокое их содержание и хорошая структура сепиолит-палыгорскитов по профили серо-бурых почв скелетных пустынь.

2. Установлена профильная дифференциация лабильных силикатез я гидрослюд, а также увеличение лабильных силикатов и снютгние хлоритов и гидрослюд, наиболее отчетливо хлоритов, с повышение.*1 условий увлажнения и интенсивности оглинивания минеральной массы почв с максимумом проявления по профиля коричневых почв пояса средневысотных гор.

Это свидетельствует о том, что основной ряд трансформационных превращений слоистых силикатов исходных поро.д в процессе почвообразования и повышения напряженности оглинивания минеральной массы почв являв.гся иллитизация лабильных силикатов и монтмормл-яонитизация хлоритов (в почвах вертикальных поясов) через сметам-послойные образования г идро слюд а-м о нтм о р ил л о ни т и хлорит-монтмориллонит. В качестве сопутствующего - монтмориллонитизация ги слюд исходных пород через смешаннослойное образование гипрослпда-монтмориллонит, «о наиболее отчетливо проявляется по профилю горных коричневых и староорошаемых почв, где происходит более высокое оглинивание минеральной массы по'чз.

3. Основная причина дифференциации силикатной части тонкодисперсных фракций по генетическим горизонтам и более высокое накопление глинистых частиц в средней части профиля почв обусловлены значительной разницей в условиях и интенсивности изменений неустойчивых и умерекноустойчивых крупнообломочных и слоистых силикатов по вертикальному профилю, преимупественно нрупнообломочных хлоритов и слюд с более высоким накоплением тонкодисперсннх ол.пп-гидрослюд и хлоритов, а также смешаннослойных образований, как продукт дальнейшего углубления трансформационных превращений глинистых минералов исходных пород в процессе почвообразования.

В то же время степень морфологической выраженности сглигения почвенного профиля, наиболее отчетливо средней его части, к больней степени обусловлена содержанием лабильных силикатов, участг.угяих главным образом в составе смешаннослойных образований гилрослюда-

-б-

монтмориллонит и »торит-монтмориллонит, в форме блока монтморилло-ииуовнх пакетов.

В процессе оглинения средней части профиля серо-бурых почв заметное участие принимают также и палыгорскиты.

•1, Установлено, что с улучшением условий увлажнения почв и повышением интенсивности трансформации хлоритов и гидрослюд, а такче смешаннослойных их образований (гидрослгода-монтмориллонит и ялсрит-монгмориллониг) снижается прочность связи и усиливается вынос межслоевого калия гидрослюд и набухающих слюдогенных (ги'д-рослюда-монтмориллонит) минералов, а также переход части магния из кристаллической решетки хлоритов в обменные позиции и жидкую йазу почв, что сопровождается уменьшением содержания калия и магния о валовом химическом составе тонко.яисперсных фракций.

5, Показано, что более высокими показателями содержания общего, обменного и необменного калия, а также ближних (по Горбунову) его резервов, являющихся основным источником калия, потенци-вльно переходящего в почвенный раствор в процессе почвообразования и дальнейшего развития трансформации минеральной массы почв, характеризуются горные почвы, чем подгорные, а в условиях равнин ('пустынь) ~ почвы, развитые на более вывегрелых и обогащенных тонкодисперсными фракциями аллювиальных отложениях, чем их аналоги, развитые на легких и скелетно-мелкоземистых пролювиальных отлокениях, характеризующихся более низким содержанием соответствующих фракций. В последних больше калия минерального скелета и его потенциальных резервов.

Установлена природа процесса снижения обших и.потенциальных резервов калия в процессе длительного орошения почв, а также с переходом о*1 автоморфных условий почвообразования к гидроморфным, а в последних с повышением степени их гидроморфизма.

6, С использованием комплекса методов, которые объединены как структурно-сорбционные, установлены особенности удельной поверхности почв и их илистой фракции по воде и азоту, выявлена характеристика структуры их адсорбционной удельной поверхности, гипрофильности и прочносвязанной влаги, емкости поглощения катионов, нпбухания и теплоты смачивания почв в связи с генезисом и сог.рг-'.шшем в киу отдельных групп глинистых минералов и интен-п'пнг'стыо их трансформационных превращений в процессе почвообразования.

-77. Установлено, что процессы агрегации и формирования водопрочной микроструктуры (<0,001 мм) связаны не только с содержанием органического вещества, но и по многом контролируется отношением гумусовых веществ к минеральной массе в тонкодисперсгалс фракциях почв.

Защищаемые положения:

Г. Своеобразие минералогического состава, химических, физико-химических и структурно-сорбционных свойств почэ основных био- , климатических зон южного Узбекистана, их илистой и коллоидной фракций.

2. Выявление основных закономерностей изменения крупнообпо-мочных и высокодисперсных минералов исходных пород в основных биоклиматических зонах этого региона, оценки их направленности

и форм проявления по почвенному профилю.

3. Установление влияния минералогического состава облсмовдкк и слоистых силикатов и особенностей их трансформационных пр«р»>-шений на вещественный состав и структурно-сорбционные свойства я плодородие почв основных биоклиматических зон, их илистой и коллоидной фракций, а также профильную дифференциации глинистых '*т>&к-ций и распределение окислов в них.

3::лад автора в разработку теш. Автору принадлежит разработка программы исследований и организация ее выполнения, обобтежц}, теоретические выводы и предложения по использованию результатов исследований.

Полевые и лабораторные исследования выполнялись под общим научным руководством и при непосредственном участии автора совместно с сотрудниками и аспиратами Лаборатории физико-хуши и минералогии почв (М.Азимовой, А.Ахатовым, М.Назировым, Р.ФаЙэио-вым, А.Ходяаевым и др.) института.

Практическая ценность и реализация работ. Полученные материалы по характеристике минералогического состава, химических, физико-химических и структурно-сорбционных свойств почв основных биоклиматических зон южного Узбекистана, их илистой и коллоидной фракций, а также по содержания, характеру трансформации и профильному распределению основных групп глинистых минералов послужат -фундаментальной основой для усовершенствования диагностики и

ютссийикации исследованных почв, оценки уровня плодородия и направления их развития.

Выявление процессов, обусловливающих преобразование минеральной массы и профильную дифференциацию отделъшх групп глинис-í'ыс миноралов и оксидов в исследованных почвах в зависимости от особенностей условий почвообразования являются необходимой составной частью исследований, направленных на решение проблем генезиса покаянных профилей.

Обобщение полученных аанных может служить также основой для прогноза эволюции минеральной массы, в частности, отдельных групп гдамистш' минералов по профилю основных типов почв этого региона t 56РИСИМ0СТИ от гидрогермичесних и физико-химических условий почвообразования, а тагоке прогноза ее влияния на свойства почв.

Содержащиеся в работе материалы и выводы используются в уччбнсм процессе на кафедрах почвоведения факультета почвоведения ТаиГ'У и Ташкентского сельскохозяйственного института.

Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертации, докладывались на У (Минск, 1977), УП (Ташкент, 1985) и УШ (Новосибирск, 1989) Всесоюзных съездах почвоведов, на Всесоюзном симпозиуме "Горные геосистемы внутриконтинент&льных пустынь и полупустынь" (Алма-Ата, 1982), на Всесоюзной конференции (Ашхабад, .1384, 1986), на республиканском совещании (Ташкент, 1980, 1982, 1983), на кафедре общего почвоведения факультета почвоведения МГУ <1983), на Ученом совете Института почвоведения и агрохимии АН УзССР (1976, 196I, 1982, 1984, 1987). Работа опробирована (1989) на заседании Методического совета и Лабораторий Почвенного института им. В.З.Докучаева ВАСХШ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 40 работ, из них 2 монографии.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, девяти глав, выводов и предложений по использованию результатов исследований. Объем текста страниц, таблиц , рисунков Приложение состоит из стр. и включает рисунков и тг.блнц. Список литературы состоит из • наименований, р том цигяо на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ П. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ

3 геологическом и геоморфологическом отношениях территория бассейна Кашкадарьи довольно сложная. Западная ее часть првдетя» • лена обширными пространствами равнин, переходящих к востоку и северо-востоку в адырно-денудационные возвышенности, горные и высокогорные сооружения. Горные территории сложены осадочно-метамор|и-ческими и магматическими породами палеозоя и осадочными породами кайнозоя. Предгорья окаймлены строкой полосой подгорных широковолнистых шлейфов, сложенных лессовыми отложениями, среди котеpi,ri отдельными пятнами выходят на поверхность пестроцветные трвтудтч?, породы, а равнинная часть - аллювиальными отложениями и эолобиии наноссами, из-под которых местами обнажаются останцы преимулест-венно верхнемеловых и третичных пород (Ильин, 19?3; Пославскзя, 1961).

Климатические особенности бассейна связаны с местоположением его в Туранской почвенно-климатической провинции, а в отдельных его чаеггях - характером геоморфологического строения. Количество атмосферных осадков постепенно возрастает с повышением абсолют!? высоты местности от равнин в направлении к поясу средневысотных гор'(примерно от 100 до 800 мм), а показатели среднегодовой температуры, наоборот, снижаются (от 15° до П°С), что способствует, в свою очередь, повышению коэффициента увлажнения по Иванову (от 0,06 до 0,57).

Дальнейшее повышение абсолютной высоты по вертикальной зональности с переходом в пояс высокогорий, сопровождается снижением среднегодовой температуры (до 5°С) и повышением коэффициента увлажнения (sb 1,0), при более низком количестве атмосферных осадков (около 400 мм) по сравнению с поясом средневысотных гор.

Сложное устройство поверхности бассейна и различные почвенные и климатические условия отдельных биоклиматических зон определяют и различный характер их растительного покрова.

Характерной особенностью почвообразовательного процесса з ' различных биоклиматических зонах исследуемой территории, несмотря ' на различные условия их увлажнения, связанные с геоморфологическим строением и абсолютной высотой местности, является периодичность выпадения осадков, вызывавшая контрастность гидротермичо*с~ кого режима, проявляющейся в двух различных гидротернически и бис-

гиохиыически фаз выветривания и почвообразования (влажной и теплой десны, жаркого и сухого лета), свойственных как равнинным, так и горним территориям Туранской гочвенно-климатической провинции (Герасимов, 1933; Коровин, Розанов, 1938).

Общность климатического режима в различных биоклиматических зонах определяет в них единство направления почвообразовательных пгоцессов, хотя климатические и физико-химические условия вывет-ришшгя и развития почв в различию: частях территории различны в ааиисимости от геоморфологического строения и условий увлажнения.

Разнообразие факторов почвообразования и условия формировании почв обусловило значительные различия в свойствах и особенностях трансформации их минеральной массы, особенно в условиях вертикальных почвенных поясов бассейна. В частности, по мере дви-от подгорных равнин к предгорьям и выше к горным биоклима-тпчее.ким поясам, в связи с улучшением условий увлажненности почв и с нетлением напряженности термического режима, происходит последовательное и закономерное нарастание интенсивности выветривания и основных почвообразовательных процессов. Повышается аккумуляция гумуса в почвах и их тонкодисперсных фракциях, усиливается лроцаоа выиелачивания продуктов выветривания и почвообразования (зеднорасттюримых солей, гипса и карбонатов), интенсивность трансформации исходных пород и высокодисперсных продуктов их выветри-ыиипу оглинэн>юстъ почвенного профиля, наиболее отчетливо его средней части, ее мощность и морфологическая выраженность, повышается /адсорбционные процессы И' емкость поглощения почв и их ьысокодислерсннх фракций, увеличивается содержание аморфных веществ и несиликатных соединений, а в их составе доля участия свободных фор соединений железа, возрастает процесс дифференциации глинистых минералов и других продуктов выветривания и почвообразования по профилю и лр.

0. МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СССГАЗ КРУПНОСЕДОМОЧНЫХ И Т0ННСД1С-ПЕРСЗШ $РА1'1(Ий ПОЧВ И ОСОБЕННОСТИ ЕГО ИЗМЕНЕНИЯ В ССН03-1ЫХ БЙОКШМАТИЧБОККХ ЗОНАХ ШНОГО УЗБЕКИСТАНА

¡'¡■н-'гздпгг-рипР -летав крупнос?ломочных фракций. По минера-<,оп!ч,'>пксму сое! .ру круггчообломочных (0,1-0,05 и 0,05-0,01 мм) ♦гагцчй почви и почвообр^зушие породы бассейна Кгсак&аарьи, а ? .-.,<■.,,, «л тиоси ©сновнгх его практически не рязлича-

; сг'^гй, что указывает нп об'-л-е условия ссячхонакопле-

ния и относительную однородность состава коренных пород и продуктов их выветривания, послуживших основой для формирования различных по генезису почвообразуюших пород.

Преобладавшими породообразующими минералами являются кварц, полевые шпаты, слюды, роговая обманка, минералы группы эпидота и гидроокислов железа и марганца. Поэтому для исследованных почв и почвообразуюших пород основных биоклиматических зон бассейна, в том числе и взвешенных наносов его рек, в состав которых входит обломочный материал, характерно также высокое содержание полевых шпатов и слюд, рудных и эпидотовых минералов, роговой обманки и других неустойчивых и умеренноустойчивых против диагенеза и почвообразования минералов. Это указывает на слабую выветрелос*ь и ватронутость исходных пород и продуктов их выветривания процессами почвообразования, что подтверждается также низкими соотношениями кварца к полевым шпатам (Розанов, 1951) и к сумме крупнообломочных алюмосиликатов (Добровольский, 1968).

По этим признакам почвы и почвообразуюшие породы юга Узбекистана, как и других регионов Средней Азии, обособляются от почво-грунтов менее континентальных и более влажных субтропиков Закавказья, где степень выветрелости исходных пород и эатронутости их процессами почвообразования более высокая (Накаидзв, 1965), что сопровождается не только определенным обеднением их неустойчивыми и умеренноустойчивымй минералами, но и более высоким накоплением в них соединений железа и глинистых продуктов выветривания и почвообразования.

Содержание неустойчивых я умеренноустойчивых минералов, в особенности полевых шпатов и слюд по профилю исследованных почв, наиболее отчетливо по профилю почв вертикальных поясов, подвержено значительному изменению. Интенсивность их изменений возрастает с улучшением гидрологических условий почвообразования и снижением карбонатности среды от подгорных равнин в направлении горных биоклиматических поясов, а также от лессовых пород более молодого возраста к более древним и от пород делювиально-пролювиального ряда к породам, прошедшим фазу аллювиальной седиментации.

В частности, наиболее низкое содержание полевых шпатов н более высокое - обломочных слюд и глинистых продуктов выветривания отмечается в профиле коричневых почв пояса средневысотных гор, особенно в средних их горизонтах, чем в сероземах подгорных равнин, а,ватаге в более зрелых по возрасту лессовых почвообразую.шх

иородах горных областей, чем в относительно молодых лессовых отложениях подгорных равнин. В высокогорьях, несмотря на улучшение условий увлажнения и слабое подкисление реакции среды почвенных рЕ'.створов, дальнейшее усиление трансформации минеральной массы псчл по сравнению с поясом средневьтсотных гор не наблюдается, что, видено, обусловлено как характером пород, так и дефицитом температурного фактора. Это подтверждается более высоким содержанием полешх шпатов и низким - обломочных слюд и глинистых продуктов нкнегриваиия и почвообразования по профилю светло-бурых луго-<:тб!пних высокогорных почв по сравнению с коричневыми средневысот-1гыя гор.

Особенности минералогического состава почв равнин определяются, как и минеральные массы почв вертикальных поясов, генезисом и особенно литологическим составом исходных пород, послуживших субстратом для почвообразования.

Более значительной трансформацией минеральной массы среди почв и почвообразуюших пород равнин характеризуются, на фоне об-пюй слабой их выветрелости и подверженности процессам почвообразования, отложения Кашкаларьи, прошедшие фазу аллювиальной седиментации и развитые на них почвы, чем континентальные пролювиаль-иые отложения и эоловые наносы и развитые на них почвы.

Наиболее отчетливо изменение исходных пород в процессе пус-тшного почвообразования происходит в средних горизонтах серо-бурых почв, что сопровождается более высоким накоплением в них глинистых фракций, связанное с усилением в этой части их профиля интенсивности трансформаций неустойчивых (пироксенов, слюд, хлоритов, роговой обматда) и умеренноустойчивых (полевых шпатов, эпилога, станрс ита, граната, гематита) минералов исходных пород.

По содержанию основных групп обломочных минералов почвогрун-•ш равнин существенно не различаются между собой. При этом в аллю-ьиляышх отложениях и развитых на них почвах отмечается небольшая тенденция к увеличению содержания кварца и минералов слюд, а в скелетных пролювиальных отложениях и эоловых наносах и развитых иг! ник почвах - полевых шпатов и минералов тяжелой фракции.

Изучение минералогического состава крупнообломочных Фракций наносов основных рек бассейна Кашкаларьи показывает, 1,-?о оси по уинерйлг.гическому составу сходны с таковым материнских ш т ля ир"г.!.ч-й г»о«'ы Средней Азии, в частности, лессовидными породами го [-м''I".'.н.1.

Содеркание отдельных групп минералов во взвешенных наносах рек бассейна подвержено значительному изменению, что обусловлено генезисом и составом размывающихся пород на водосборах.

Так, например, более высокой обогаленностыо кварцем характеризуются взвешенные наносы Гузардарьи, полевыми шпатами - Аксу, а минералами группы слюд - взвезенные наносы Танхаздарьи и Аксу. Взвешенные наносы Танхаздарьи и Аксу, особенно Аксу, отличаются также от других рек бассейна высоким содержанием минералов тяжелой фракции, что связано с ш'«роким распространением в верховьях этих рек сланцев и гранитоидов.

Это говорит о том, что влияние взвешенных наносов на минералогический состав, а следовательно, и на другие свойства ороиа-емых почв, особенно древнеорошаемых, развитых на агроирригацион-ных наносах, не однозначно. Оно, во многом, зав!'~!тт от генезиса и состава размывающихся пород на водосборах и условий транспортировки и аккумуляции продуктов размыва.

"Минералы группы карбонатов и распределение СаСОд и МдСОд по механическим фракциям почв. Характеристика минералогического состава крупнообломочных фракций исследованных почв была бы неполной, если бы мы не остановились на карбонатных минералах.

В результате изучения карбонатных минералов комплексом (де-риватографичеекий, микроморфологический, химический) методов выявлено, что в исследованных почвах и почвообразуших породах они представлены в основном кальцитом.

Это хорошо подтверждается результатами микроморфологических исследований (Исматов, Назиров, 1977) о значительном изменении обломочных (первичных) карбонатов и накоплении в почвах карбонатных новообразований, представленных главным образом мелкозернистым кальцитом. Это хорошо согласуется и с данными химического анализа карбонатов о резком преобладании углекислого кальция над углекислым магнием и высокой концентрации углекислого кальция в составе средне- и мелкопылеватых фракций карбонатно-иллпвиально-го горизонта, указывая в основном на вторичное его происхождение. Концентрация вторичных соединений углесолей, образованных в ре- • зулътате почвообпазования и упаривания растворов, в составе тонких фракций - важный генетический показатель исследованных почв. Анализы подтверждают также большое разнообразив как в содержании, так и в поведении углекислого кальция и углекислого магния в исследованных почвах. Если содержание Ы9СО3 изменяется во всех мч-

ханических фракциях в сравнительно небольшом интервале (0,21-3,825?), то содержание СаСОд колеблется довольно сильно (0,25-46,183!) и носит выраженный иллювиальный характер распределения, особенно в составе средне- и мелкопылеватой фракций. Это дает основание предположить, что подавляющая часть МдСОд входит в состав доломита и поэтому вместе с эквивалентным количеством СаСОд не участвует в миграции карбонатов, а по происхождению доломит в исследованных почвах является остаточнопородным.

Минералогический состав тонкодисперсных фракций. Результаты комплексного (рентгендифрактометрического, термовесового, электронно-микроскопического, химического й физико-химического) и дифференцированного изучения минералогического состава тонкодисперс-них (коллоидной, илистой и мелкопылеватой) фракций почв основных биоклиматических зон юга Узбекистана, полученные по единой на всех ятапах анализа методике, свидетельствуют об относительной однородности их состава. Глинистый материал состоит из диоктаэдрических слюд-гидрослюд, триоктаэдрических хлоритов, смешаннослойных гидро-слюда-монтмориллонитовых и хлорит-монтмориллонитовых образований, каолинита, а в отдельных случаях и индивидуального монтмориллонита.

В значительном количестве в почвах пустынь, а также в единичных кристаллитах в средних горизонтах сероземов подгорных равнин и их подстилающих лессовых породах обнаружены на электронных микрофотографиях сепиолит-палыгорскитовые минералы.'

Наиболее высокое содержание и наилучшая выраженность структур сепиолит-палыгорскитовых минералов наблюдается в серо-бурых почвах, развитых на элювии третичных пород по сравнению с их аналогами на болея молодых скелетно-мелкоземистых пролювиальных и, особенно, аллювиальных отложениях, а также с такырными почвами, развитыми на аллювиальных отложениях и сероземами подгорных равнин, развитых на лессовых породах.

Эго свидетельствует о том, что наилучшее сохранение структу-}и палыгорскитов, возможно, и их новообразования в почвогрунтах тесно связаны с напряженным термическим режимом, большой сухостью .. «рпочностыэ среды.

Наличие палгч^рскитов по профилю такырных почв, развитых на проиепгшх <Ьазу аллювиальной седиментации, и высокое со-1, их в третичных песчаниках, подстилающих серо-бурые почвы

-и- .ц-н- кзни.е с почвенными горизонтами говорит как о нопообразова-

нни палыгорскитов в этих почвах, так и об остаточнопородном их генезиса.

Гипергенный палыгорскит впервые на территории Узбекистана описали В.И.Попов (1938), позже - Н.И.Гриднев, Т.И.Тесленко (1962) при изучении молассовых глин и А.И.Перельман (1950) в ископаемых и реликтовых пустынных солонцах Средней Азии.

К.И.Лукашев, В.К.Лукашев (1967), Е.Милло (1968) и М.Закироп (1977) не исключают возможности образования палыгорскитов в зоне гипергенеза за счет трансформации монтмориллонитовых глин.

Распределение глинистых минералов или дифференциацию их по профилю мы рассматривали в двух вариантах.

1. В процентах от суммы глинистых минералов без учета содержания (коллоидной, илистой и мелкопылеватой) фракций в каждом конкретном горизонте.

2. При пересчета содержания глинистых минералов на почву ь целом с учетом количества соответствующих фракций в конкретных горизонтах почв.

Талой подход, как нам представляется, более правильно характеризует особенности глинообразоваиия и распределение глинистых минералов по профилю почв.

Результаты определения содержания глинистых минералов по профилю в процентах от суммы 'глинистых минералов утсазываит на вполне отчотлипую профильную дифференциацию глинистых минералов, заклю-чггяупсл в повышении содеряания 'слюдистого кошонента (слюл-гнд-рослюд) от породи к верхним почвенным горизонта!.» и, наоборот, с!ш-зенио з тон по направлении количества коютдекса набухающих минералов (шшзралы моитмориллошгговой группы).

Указанная вше закономерность наблзэдаотсн не только в горних почвах, более хорошо диффэрекцированшх по содержанию тонкодио-порсшхх (коллоидной, илистой) фракций, но и э слабоднфференциро-вашшх профилях сероземов, поэтому ее нельзя объяснить суспенэи-онннм выносом минералов мситмориллошттовой группы иэ верхних горизонтов з средние л тем более нижние.

Ото свидетельствует о значительных изменениях глинистых ми- • неролов исходных пород з результате ссзременного почвообразовательного процесса, а не является особенностью почвообраэуияих пород.

Озновкыа процессы, приводящие к сютению монтмориллонитсснк

мкнералов и накоплению слюдистых структур в верхних почвенных горизонтах по отношению к почвообразуюшим породам - процесс иллити-зщии, т.е. включение иона калия в межслоевые промежутки минералов с лабильной структурой (минералов монтмориллонитовой группы) с последующим новообразованием слюдистых структур (минералов).

• Гидрослюдизация монтмориллонитовой группы минералов, связанная с фиксацией калия в межслоевых позициях сначала в обменной форм«, а затем с потерей обменных свойств отмечается в работах, посвященных трансформационным превращениям глинистых минералов в процессе гипергенеэа (Шутов, Дриц, Сахаров, 1966; Карпова, 1972; Коркблюм, Дементьева и др., 1972; Дриц, 1975; Градусов, 1976; Зырян, Лисица, Соколова, 1977; Алексеев, 1977; Соколова, Соляник, 1934 и др.).

При этом, считая процесс иллитизации одним из ведущих, способ-" ствуших более высокой концентрации слюдистых структур в почвен-нкх горизонтах по сравнению с почвообразуюпими породами следует указать также и на другие сопутствующие им процессы, свойственные континентальному (сухому) субтропическому климату почвообразования. В частности, принимают участие в процессах накопления слюдистых компонентов или гидратированных слюд высокодисперсные продук-•ш ргиэрушения крупнообломочных слюд, как наиболее характерный процесс трансформации минеральной обломочной массы в соответствую-иих климатических условиях. Это объясняется тем, что здесь процессы физической дезинтеграции минеральных частиц преобладают над химическими (гидролиз, разложение) воздействиями на них.

О заметном участии в почвенном профиле, особенно в средней метаморфически оглиненной его части, слюдистых компонентов элюви-ально-иллим.ризационного процесса (Алексеев, 1977), наряду с "адсорбционным" (иллитизация через необменную адсорбцию калия в межслоевых позициях минералов с лабильной структурой) и об определенном развитии этого процесса от подгорных равнин в направлении гор-шх биоклиматических поясов в связи с улучшением гидрологического рвжима и повышением интенсивности почвообразовательного процесса свидетельствуют более высокое накопление слюд-гидрослюд в геохимически напряженных средних горизонтах горных почв по сравнению с почтами подгорных равнин и высоких предгорий, развитыми на лес-сорык почрообра.чуюяих породах.

Содегжаниа и распределение-минералов с лабильной структурой

(смектитовых групп), представленных преимущественно смегааннослой-ными образованиями типа слюда-монтмориллонит и хлорит-монтмориллонит, а также небольшим количеством индивидуального монтмориллонита,в исследованных почвах, как было отмечено выше, довольно различное.

Наиболее высоким содержанием минералов с лабильной структурой среди почв равнин характеризуются такырные (43-45!$) по сравнению с серо-бурыми (13-15Й), а среди почв вертикальных поясов - светло-бурые луго-степные высокогорные (29-6ВД и горные коричневые (3-5-56Й) по сравнению с сероземами подгорных равнин и высоких предгорий (29-47^ от суммы глинистых минералов).

В сероземах содержание лабильных силикатов увеличивается от светлых сероземов (29-40&) подгорных равнин к темным сероземам высоких предгорий (30-4730, что обусловлено улучшением гидрологического режима и повышением интенсивности почвообразовательного процесса, сопровождающихся усилением трансформационных превращений слюдистых и особенно хлоритовых минералов исходных пород с образованием по ним лабильных силикатов,.

Дальнейшее улучшение условий увлажнения почв в поясе сре-че-высотных и высоких гор приводит я еше более высокому накоплении в них минералов монтмориллонитовой группы.

Это хорошо согласуется с существующими в специальной литературе (Милло, 1968; Ратеев, Градусов, 1970) мнениями о том, что и условиях слабого увлажнения, нейтральной и слабощелочной реакции среды с улучшением условий увлажнения и повышением выноса оснований происходит усиление гидратации межслоевой области и расширение кристаллической решетки минералов типа 2:1 с образованием смектитов.

Сопоставление сероземов подгорных равнин и высоких предгорий между собой, а также их с коричневыми почвами средневксотных гор, отличающихся различными условиями увлажнения, возрастом и степенью выветрелости подстилающих их лессовых пород, показывает, что одним из основных факторов, определявших или лимитирующих новообразование минералов с лабильной структурой как продукта трансформационных превращений минералов с кристаллической решеткой типа 2:1 является не только режим увлажнения почв, но и степень выветрелости пород, послуживших субстратом для почвообразования.

Известно, что в природе может неоднократно осуществляться

взаимопереход по схеме гидрослюда —* смешаннослойные фазы слюда-монтмориллонит —> монтмориллонит в зависимости от фациальных и термодинамических условий (Ратеев, Градусов, 1970; Карпова, 1972; Дриц, 1975). Так, например, в слабодренированных (труднопроницаемых) и шелочных условиях среды заметно усиливается процесс монтмориллонитизации гидрослюд (Милло, 1968; Градусов, 1970; Рагивв, Градусов, 1970; Карпова, 1972).

В отличие от гидрослюд и минералов монтмориллонитовой группы, дифференциация каолинита и хлоритовых минералов по профилю исследованных почв не совсем четкая.

Более высокое содержание этих минералов отмечается в средних и нижних горизонтах почв. Снижение суммарного содержания каолинита и хлоритовых минералов в почвенных'горизонтах по сравнению с почвосбразующиии породами и от почв пустынь и подгорных равнин к почвам горных биоклиматических.поясов, при более высокой устойчивости в них каолинита, в основном, связано с трансформацией хлоритов исходных пород в процессе почвообразования. Это указывает на то, что хлорит более устойчив в почвах аридной зоны, характеризующихся большой сухостью, щелочной и слабощелочной реакциями среды, чем в почвах горных биоклиматических зон, характеризующихся лучшими условиями увлажнения, нейтральной или слабокислой реакцией почвенных растворов.

Значительное снижение содержания силикатного магния в тонхо-дисперсных фракциях исследованных почв, особенно коллоидных, от равнин в направлении к горным биоклиматическим зонам также является подтверждением сказанного.

Более низкое содержание хлоритов в такырных почвах и подсти-'лающих их аллювиальных отложениях по сравнению с серо-бурыми почвами, развитыми на элювии третичных пород, и сероземами подгорных равнин, развитыми на лессах, при примерной идентичности климатических и близких физико-химических условиях их формирования обусловлено генезисом пород, возрастом и степенью их выветрелости. Аллювиальные отложения как переотложенные продукты выветривания и разрушения исходных пород из вышерасположенных геоморфологических районов в бассейн седиментации, с одной стороны, характеризуют качественно и количественно средний минералогический состав снесенных вофпд.'и потоками пород, с другой, как породы, прошедшие фазу «-.■¡«•»иальной седтентчции, они отличаются более высоко* степенью

выветрелости или изменеиноети состава по сравнению с лессовыми породами подгорных равнин и, особенно, элювием коренных пород. Это подтверждается также более высоким содержанием алюминия и снижением содержания магния в валовом химическом составе тонкодисперсных фракций такырных почв по сравнению с серо-бурыми и сероземами подгорных равнин, связанное с более интенсивной трансформацией глинистых минералов исходных пород, в том числе и хлоритов в них. Это свидетельствует о том, что более высокое содержание магния в серо-бурых почвах по сравнению с такырными обусловлено более высоким содержанием в них палыгорскитов и хлоритов, обогащенных магнием, а снижение его в валовом состава тонкодисперсных фракций почв от равнин в направлении к горным биоклимати-чзским зонам - разрушением палыгорскитов и усилением интенсивности трансформационных превращений хлоритов исходны^ пород в минералы ыонтмориллониговой группы.

Таким образом, процесс трансформации аллотигенных (обломочных) хлоритов исходных пород тесно связан с биоклиыатичеекими и почвенными условиями и осуществляется з основных биоклшатичесхнх зонах южного Узбекистана схематично в двух фазах.

Первая, основная, - деградация и физическая дезинтеграция аллотигенных хлоритов - наиболее характерная для почвенно-кяима-■гических условий пустынь и подгорных равнин, где процесс Минобразования происходит 'в условиях аридного климата и щелочной и слабощелочной реакции среды почвенных растворов.

Вторая - дальнейшее развитие интенсивности процесса деградации и физической дезинтеграции аллотигенных хлоритов, а таете углубление трансформационных превращений их структуры с формированием минералов монтмориллонитевой группы, через смешаннослой-ные образования хлорит-монтмориллонит от почв подгорных равнин в направлении почв горных бионлиматических поясов, в связи с улучшением условий увлажнения почв и снижением карбонатности и реакции среды почвенных растворов от слабощелочной до нейтральной и слабокислой (в бескарбонатной части профиля горных и высокогорных почв), чгго сопровождается не только более высоким накоплением тонкодисперсных фракций в почвах, но и более высокой концентрацией лабильных силикатов в составе глинистых их минералов.

По минералогическому составу коллоидная (<0,0002 мн) и илистая •.(< 0,001 мм) фракции исследовании* почт» бассейна Каяки-

дарьи практически не различаются между собой, они различны по содержанию отдельных групп глинистых минералов. В частности, в коллоидной фракции больше, чем в илистой, лабильных силикатов, гидрослюд и меньше каолинита, хлорита и палыгорскита.

Каолинит как минерал гумидный (Ратеев, 1954) унаследован почвами и почвообразующями породами от материнских пород, сформированных во влажную эпоху, т.е. он является в них реликтовым минералом.

Это еще раз свидетельствует о том, что в формировании профиля глинистых минералов почв основных биоклиматических зон бассейна Каикадарьи, как почв континентальных (сухих) субтропиков, прооблад&юшую роль играет физическое выветривание, сопровождающееся накоплением в них высокодисперсных частиц, включая коллоид-шиз, без существенного изменения их минералогического состава.

В малкопылевагой фракции (0,005-0,001 мм) по сравнению с илистой резко увеличивается содержание каолинита и хлоритов, кварца и полевых шпатов, снижается содержание гидрослюд и минералов монтмориллонитовой группы и практически отсутствуют палыгорскитн с цепочечным строением структуры.

Все это показывает, что одним из основных процессов является трансформация унаследованных от породы слоистых силикатов в процессе почвообразования. Она более интенсивно протекает в средних горизонтах почв, особенно горных почв, чем почв предгорий и подгорных равнин.

На основании анализа представленных данных можно отметить, что оглинение почвенного профиля и значительное усиление его в средних горизонтах исследованных почв схематично вырисовывается в двух оснс ных фазах.

Первая и основная фаза, - выветривание, гидролиз и диспергирования крупнообломочных силикатов исходных пород, постоянно обогащающих профиль почвы высокодисперсным материалом преимущественно слюдистого и хлоритового состава, - указывает в основном на количественную характеристику процесса оглинения почвенного профиля. Зторая - деградация и преобразование структуры глинистых минера-юв - характеризует качественную природу процесса оглинения, т.е. ¡эменения и превращения структуры глинистых минералов исходных ¡opo.ii в процессе почвообразования и их значение в дифференциации :онкретю>гх групп глинистых минералов по почвенному профилю.

Основной ряд стадийных трансформационных превращений слоистых силикатов исходных пород в основных почвенно-климатических .ю>-нах южного Узбекистана схематично мояно представить в сл«душем1 виде: монтмориллонит смешаннослойное образование типа гидрослюда-монтмориллонит гидрослюда, хлорит —» смешаннослойное образование хлорит-монтмориллонит" -»>монтмориллонит. В качестве сопутствующего - гидрослюда —> смешаннослойное образование гип|о-слюда-монтмориллонит —> монтмориллонит. При этом монтмориллони-тизация идет в небольших размерах и интенсифицируется с улучшением гидрологического режима, повышением трансформации и оглинива» ния минеральной массы, гидроморфизма почв, а в условиях пустынь -и с повышением глинистости и иелочности, а также ухудшением тренированности почвенного профиля.

Выделение соответствующих фаз преобразований минеральной основы процессов не означает, что № сводим к ним все многообразие элементарных почвенных процессов, формирующих устойчивые поч-- . венные профили. Но отмечаем, что они являются основными, способствующими формированию того геохимического фона, который в поеле-душем определяет специфику почвообразования.

Дифференциация силикатной части тонкодисперсных частиц по генетическим горизонтам почв основных биоклиматических зон южного Узбекистана и более высокая аккумуляция глинистых фракций в средней части почвенного профиля происходят в основном из-за существенной разницы условий и интенсивности трансформаций неустойчивых и умеренноустойчивых крупнообломочных и слоистых силикатов исходных, пород по вертикальному почвенному профилю, преимукественно крупнообломочных слюд и хлоритов с более высоким накоплением в средней геохимически напряженной части профиля тонкодисперсных слюд-гидрослюд, хлоритов, а также трансформации и превращения структуры гидрослюд и хлоритов с формированием лабильных силикатов, главным образом, в форма монтмориллонитов«* пакетов в составе смешаннослойных гидрослида-молтиоуиляотггоеых и хлорит-иотмориляо-нитовых образований как продукт дальнейших трансформационных превращений глинистых минералов исхопннх пород в процессе почв^ооразо-.. вания.

В то же время степень морфологической внраяеннгст*' омнн-чии» профиля почв вертикальных поясов, няибоче« отч»тли?о ср-м»»? «го части, большей степени оЗуеловлчнч сол<?р»чц!ч>м »*« 'пш1.'.

катов или долей участия монтмориллонитовых пакетов в составе сме-шаннослойных гидрослюда-монтмориллонитовых и хлорит-монтмориллони-гоеых образований, как наиболее тонкодисперсных минералов почв. А по профилю серо-бурых почв - значительное участие в этом процесс« принимают и палыгорскиты.

Минералогический состав орошаемых почв. Сопоставление целинных и староорошаемых почв показывает, что они по минералогическому составу крупнообломочных фракций практически не различаются гскду собой. Однако в процессе просмотра и диагностики крупнообломочных минералов под микроскопом наблюдается определенное усиление изменений слюд и полевых шпатов, наиболее отчетливо темноцветных минералов (биотита, амфиболов, пироксенов), что является, иидимо, одной из причин, обусловливающих более высокое накоплении в староорошаемых почвах глинистых фракций не только в верхних, сложенных агроирригационными наносами горизонтах, но и в болев глубоких слоях профиля.

Староорошаемые почвы более обогащены также кварцем. Это, вероятно, связано, на фоне общей слабой выветрелости и эатронутое-1И почвообразующих пород процессами почвообразования, с более высокой его аккумуляцией в процессе ирригационной седиментации.

В процессе длительного орошения и повышения степени гидро-морфизма почв разрушается структура сепиолит-палыгорскитовых минералов, и очень незначительно изменяется в них содержание других групп слоистых минералов.

В частности, в староорошаемых почвах по сравнению с целинными их аналогами снижается содержание хлоритов и минералов группы гидрослюд и увеличивается количество минералов с лабильной структурой.

Более отчетливо эти изменения выявляются при сопоставлении содержания соответствующих групп глинистых минералов между верхними (в пахотном и подпахотном) горизонтами староорошаемых и целинных почв, особенно типичных сероземов, характеризующихся относительно однородным литологическкм строением профиля, чем' такырных почв, развитых на слоистых аллювиальных отложениях.

Увеличение доли минералов монтмориллонитовой группы, характеризующихся более высокой дисперсностью и емкостью катионного обмена, Е1 составе глинистых минералов староорошаемых почв по срав-ноикр с целинными, способствует повышению емкости поглощения,

особенно тонкодисперсных их фракций. В частности, емкость поглощения в илистой фракции староорошаемых типичных сероземов составляет 38-46 мг-зкв/100 г против 35-37 мг-экв/100 г в целинных почвах, а в коллоидной фракции соответственно - 45-50 мг-экв/100 г против 42-45 мг-экв/Г00 г.

Снижение содержания гидрослюд в составе глинистых минералов староорошаемых почв приводит к обеднении их обшими и потенциальными резервами калия. Так, например, содержание калия в валовом составе коллоидной фракции староороиаемых почв, как наиболее чувствительной их части к изменениям условий внешней среды, составляет 4,92-5,39% против 5,22-5,7$ в целинных.

Накопление лабильных силикатов в составе глинистых минералов староороиаемых почв при более низком содержании соответствующих групп глинистых минералов ро взвешенных наносах рек бассейна Кгш-кадарьи, поступающих на орошаемые поля вместе с оросительной водой, обусловлено в основном повышением интенсивности трансформационных превращений гидрослтод и хлоритов с дальнейшим образованием по ним лабильных структур, главным образом в составе скешанно-слойных образований гидрослюда-монтмориллонит и хлорит-монтмориллонит. Зто приводит к определенному ослаблению прочности связи и усилению выноса межслоевого калия гидрослюд и слюдогеннкх набухающих (гидрослюда-монтмориллонит) минералов, а также повышению перехода части магния из кристаллической решетки (изоморфное замещение Мд на Ре в октаэдрическом слое) хлоритов в обменные позиции и жидкую фазу почв, что сопровождается снижением калия и магния, в особенности калия, в валовом химическом составе тонкодисперсных фракций (особенно коллоидных) староорошаемых почв, а также повышением доли участия магния в жидкой фазе и составе обменных катионов староорошаемых почв по сравнению с целинными их аналогами.

Снижение содержания гидрослюд и соответственно калия в валовом составе тонкодисперсных (илистых и коллоидных) фракций староорошаемых почв по сравнению с целинными их аналогами может быть связано такие с определенной задержкой в них процесса иллитиза-ции, следовательно, и снижением интенсивности необменной фиксации калия в межслоевых позициях слюдогенных набухающих минералов в связи с улучшением услозий увлажнения.и повышением напряженности оглини-вакия минеральной массьт почв, в первую очередь, тонкодисперсной их части. Все г>го дает нам основание говорить о том, что в процессе •

орошения повышается подвижность почвенного калия,что способствует усилению интенсивности его выщелачивания и выноса оросительной водой и сельскохозяйственными растениями, что приводит не только к обеднению староорошаемых почв обменным калием, но и необменными формами его соединений.

Очевидно, с этими процессами связано значительное обеднение гидроморфщх почв аридной зоны обоими и обменными формами калия по сравнению с автоморфными, несмотря на более высокое содержание в них тонкодисперсных фракций.

Накопление минералов монтмориллонитовой группы в составе глинистых минералов почв, где резко преобладают относительно гру-бодисперсные слпды-гидрослюды, с давностью орошения и повышением степени гидроморфизма почв, обусловливает не только повышение активности адсорбционной удельной поверхности и закрепление влаги, но и может служить одним из факторов, обеспечивавших улучшение условий формирования в почвах микрокоагуляционной структуры (Ми-нашина, 1954; Исматов, 1982).

Однако при оценке значения монтмориллонитевых минералов для свойств почв, в первую очередь, для водно-физических их свойств, помимо общего содержания соответствующих минералов в них, особое внимание следует обращать на состав поглощающего комплекса и особенно на связь этих глин с органическим веществом, обусловливающую их агрегированность. Так как только пептизированное состояние глинистых веществ и особенно монтмориллонитовых минералов, вызывает ухудшение водно-физических свойств почв. 3 этом легко можно убедиться, если сопоставить между собой такырные почвы равнин и коричневые почвы средневысотных гор, характеризующиеся близкими ' содержаниями минералов монтмориллонитовой группы (43-45% и 35-56$ от суммы глинистых минералов соответственно), но с различными содержаниями гумусовых веществ <1,1-2,4£ и 1,8-6,1%) и агрегированной илистой фракции (5-20% в такырных против 39-69^ в коричневых почвах от общего ила в них).

Нами установлено, что в процессах агрегирования почвенных частиц и формирования микрокоагуляционной структуры большую роль играет не только содержание органического вещества и отдельных групп глинистых минералов в почвах, но и отнопение гумусового вещества к минеральной части в тонкодисперсных фракциях. Наиболее узкие отношения гумусовых веществ к минеральной части илистой

фрагадии и низкое содержание агрегированной тонкццисперсной (<0,001 ш) фракции отмечаются по профилю такырных почв (соответственно 0,06-0,08% и 9,1-19,8 % от обкгго ила), а более широкие их отношения (0,11-1,05) и высокое содержание агрегированной илистой фракции (57,1-81,02) - в горных и высокогорных почвах, особенно в последних (соответственно 0,31-1,05 и 64-8Ю, при примерно равном содержании в них минералов монтмориллонитовой группы.

Этот показатель, указывающий на интенсивность процесса формирования микрокоагуляционной структуры в почвах свидетельствует о том, что причиной неблагоприятных водно-физических свойств почв такырового комплекса является не высокое участие ¡з составе глинистых их минералов монтмориллонитов, а скорее низкое содержание в них гумусовых веществ при более высокой обогагенности их тонкодисперсными минеральными частицами. Другими словами, со слабы:,! участием гумусовых веществ а агрегировании минеральной тонкодисперсной их части.

17. БМОВОЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСШНАИШХ СОВДМЕНИЙ В ПОЧВАХ ОСНОЕШХ ШОШШЛ-ЧЕХЖХ ЗОН ЮЖНОГО УЗБЕКИСТАНА, ИХ ИЛИСТОЙ И КОЛЛОИДНОЙ ФРАКЦИЯ

Характерной особенностью изменения состава почвообразупдих пород и их тонкодисперсных фракций в процессе почвообразования в различных биоклиматических зонах южного Узбекистана является частичное разложение алюмо- и ферросиликатов с накоплением в почвенных горизонтах аморфных веществ, главны?'! образом, в форме закрепленных в почве несиликатных'соединений железа, оглинение и ожелезнение средней части почвенного профиля, сопровождающиеся более высоким накоплением полуторных окислов (алюминия и железа) • и тонкодисперсных (илистых и коллоидных) фракций, обогащенных глинистыми минералами гидрослгодистой и хлоритовой группы и их смешаннослойных образований, при относительной однородности минералогического и валового химического состава почв, почвообраэую-щих пород и их тонкодисперсных фракций.

При этом установлена прямая связь между интенсивностью процессов оглинивания и особенно ферсиаллитизации почв, наиболее отчетливо почв вертикальных поясов, и степенью их увлажнения. Это подтверждается постепенным нарастанием напряженности оглинивания к интенсивности разложения алюмосиликатов с накоплением в г.очвен-

ном профиле глинозема и аморфных веществ, особенно несиликатных соединений железа, с улучшением гидрологического режима от равнин в направлении горных биоклиматических поясов.

Интенсивность этих процессов и степень их выраженности по профилю исследованных почв, как формирующихся в условиях континентального климата сухих субтропиков, значительно низке, чем почв умеренного теплого и особенно жаркого субтропического климата.

Так, например, коэффициент оглинивания с 1,30-1,80 в коричневых почвах жаркого субтропического климата Северной Африки снижается до 1,20-1,50 в коричневых почвах умеренно-теплого Закавказья (Накаидзе, 1984), а в коричневых почвах континентальных сухих субтропиков Узбекистана он составляет 1,10-1,25. Содержание несиликатного железа, являющегося одним из показателей интенсивности процесса фереиаллитизации, снижается соответственно от 40-50$ до 30-4СЙ и 20-30? от количества валового железа.

Процессы выветривания, почвообразования и трансформации исходных пород в пустынной зоне и подгорных равнинах, протекающие в условиях щелочной и слабощелочной реакции среды и высоких концентрациях почвенных растворов, сопровождается некоторой потерей каг.идня и натрия с определенным, но очень слабил накоплением в починном профиле полуторных окислов, а также повышением аккумуляции калия и магния, более значительно магния, главным образом, в структуре глинистых минералов (гидрослюд, хлоритов и сепиолит-палыгорскитоэ).

Более высокое содержание магния в валовом составе тонкодисперсных фракций серо-бурых почв по сравнению с такырными, обусловлено увеличением в них содержания палыгорскитов и хлоритов, а небольшое содержание глинозема - низким содержанием минералов монтмориллоштовой группы.

Увеличение содержания соединений железа в средней части профиля серо-бурых почв при слабощелочной реакции почвенных растворов и относительной однородности минералогического состава, является результатом усиления напряженности трансформации крупнообломочных силикатов, особенно крупнообломочных слюд и хлоритов исходных пород в процессе почвообразования, с более высоким накоплением не только тонкодисперсных фракций, но и более высоким, накоплением в составе глинистых их минералов слюд-гидрослюд и железисто-магнезиальных хлоритов, обогащенных железом.

-27В дальнейшей по мере улучшения условий увлажненности почв и развития сиаллитного выветривания от подгорных равнин в направлении к горным биоклиматическим поясам, а также усилением интенсивности процесса выщелачивания и выноса карбонатов, в составе алюмосиликатной части исходных пород и тонкодисперсных продуктов их выветривания происходят более значительные изменения, а именно, более высокое накопление в почвенном профиле, особенно в средней его части, глинозема и окислов железа за счет выноса не только кальция и натрия, но и более значительного количества магния и кремнезема при определенной задержке аккумуляции калия, обусловленных усилением напряженности оглинивания и снижении содержания хлоритов и гидрослюд исходных пород в процессе горного почвообразования.

■ Наиболее отчетливо соответствующие изменения отмечаются по профилю коричневых почв, особенно в составе тонкодисперсных их фракций, что в основном связано с более глубокими изменениями глинистых минералов исходных пород в условиях пояса средневысот-ных гор. В частности, хлоритов и гидрослюд исходных пород в процессе почвообразования, сопровождающимися■более высоким их огли-ниванием и образованием по ним лабильных силикатов в форме монтмориллонитовых пакетов, главным образом в составе смешаннослойных образований типа хлорит-монтмориллонит и гидрослюда-монтмориллонит, увеличивая долю участия в них набухающих блоков. Это приводит не только к более высокому накоплению минералов монтморилло-тгговой группы и глинозема в валовом составе тонкодисперсных фракций коричневых почв по сравнению с сероземами подгорных равнин и высоких предгорий, но и к заметному обеднению их состава хлоритами и гидрослюдами, следовательно, магнием и калием, особенно магнием, в связи с дальнейшей деградацией и потерей гидрослюдами и набухающими слюдогенными (гидрослюда-монтмориллонит) минералами межслоевого калия, -а также переходом части магния из кристаллической решетки хлоритов в обменные позиции и жидкую фазу почв.

Более высокое содержание глинозема в валовом составе тонкодисперсных фракций такырных почв по сравнению с серо-бурыми и светло-бурых луго-степных высокогорных почв по сравнению с коричневыми, обусловлено наряду с особенностями в них трансформационных превращений глинистых минералов исходных пород более высоким участием в составе высокодисперсных их фракций остаточнопородных минералов монтмориллонитовой группы.

У. СООТНОШЕНИЕ И РАСПРВДЕЙЕНИЕ ФОРМ СОЕЭДШЕШЙ ЖЕЛЕЗА В ПОЧВАХ ОСНОВНЫХ ШОКЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОН ЕШОГО УЗБЕКИСТАНА, ИХ ИЛИСТОЙ И КОЛЛОИДНОЙ ФРАКЦИЯХ

Формы соединений железа, их соотношения и распределение в почвах аридной зоны изучены слабо (Карманова, 1978; Валиев, Бака-нова, 1979; Зонн, 1982).

Изучение групп и форм соединений железа, их соотношений и распределения в почвах основных биоклиматических зон южного Узбекистана и выделенных из них тонкодисперсных (коллоидных и илистых) фракциях по профилю показывает, что различия между отдельными изученными типами почв и их тонкодисперсными фракциями по валовому содержаний железа слабые и они имеют количественный характер. Преобладающая часть железа как в нерасчлененных почвах, так и в выделенных из них тонкодисперсных фракциях представлена силикатными его соединениями (железо минерального скелета).

Содержание свободного (несиликатного) железа в почвах и особенно их тонкодисперсных (коллоидных и илистых) фракциях от равнин в направлении к высокогорным биоклиматическим поясам, в связи с улучшением условий увлажнения почв и усилением интенсивности выщелачивания карбонатов, а также повышением гидратации оксидов железа постепенно увеличивается, а количество силикатного железа, наоборот, уменьшается.

В составе свободного железа в рассматриваемом ряду почв увеличивается содержание окристаллизованных и аморфных, а также желе-зоорганических его соединений.

Наиболее характерным диагностическим признаком исследованных, почв, включая и горные почвы, является преобладание силикатного железа над свободным, а в составе свободного железа окристаллизованных его соединений над аморфными.

• Нижний предел содержания силикатного железа в исследованных почвах 59-61% от валового, и верхний - 70-83^, свободного - соответственно 16-20Й и 34-41%. Содержание окристаллизованных и аморфных форм - 11-15$ и 3-6Й и 25-32Й и 8-1Й.

Установлена прямая зависимость количества окристаллизованных форм соединений железа в почвах и их тонкодисперсных фракциях от содержания в них свободного железа и степени дисперсности почвенных частиц, а силикатного - от интенсивности увлажнения почв и степени их карбонатности.

Более высокое содержание свободного железа отмечается в коллоидной фракции, чем в илистой, а в последних его больше, чем в нерасчлененной почве. При этом, в составе железа илистой и коллоидной фракций, как и самой почвы, превалируют силикатные его соединения, что указывает на преобладание процесса физической дезинтеграции минеральных частиц (вплоть до состояния коллоидных частиц) над химическими (гидролиз, разложение) воздействиями на них.

Свободное железо в тонкодйсперсных фракциях исследованных почв, в отличие от силикатного, как и в нерасчлененных почвах увеличивается, но более значительно, от равнин в направлении к высокогорным биоклиматическим поясам: от 19-27$ (от валового железа) в илистой фракции и 21-ЗСЙ в коллоидной фракции почв пустынь и подгорных равнин до 31-52$ и 26-5?$ в почвах горных и высокогорных поясов.

Сопоставление коричневых почв южного Узбекистана с аналогичными почвами Закавказья (Зонн, 1982) показывает, что коричневые почвы Закавказья характеризуются более высоким содержанием и изменением по профилю валового (6,3-8,5%) и свободного (49-612 от валового) железа, чем коричневые почвы (соответственно: 4,3-4,4? и 30-39!?) Узбекистана. Это, в свою очередь, указывает на более слабое проявление ферсиаллитизации по профилю коричневых почв Уз- ' бекистана, кал почв, развивающихся в условиях климата континентальных сухих субтропиков по сравнению с коричневыми почвами умеренно-теплых субтропиков Закавказья.

В условиях длительного орошения и повышения степени гидро-морфизма почв возрастает процесс трансформации и напряженность оглинивания минеральной массы, что сопровождается более высоким накоплением в почвах и их тонкодисперсных фракциях, включая коллоидные, свободного (несиликатного) железа, а в его составе - ок-ристаллизованных и аморфных форм его соединений.

У1. ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФОРМ СОВДПЕНИЙ КАЛИЯ В ПОЧВАХ ОСНОВНЫХ ШОКШАТИЧЕСКИХ ЗОН ЮЖНОГО УЗБЕКИСТАНА И ИХ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИХ &РАЩИХ

Исследованные почвы юга Узбекистана характеризуются высоким содержанием общего и необменного (кислотнорастворимого)калия, особенно калия минерального скелета (силикатного), что обусловлено богатством почвообразуюших пород полевыми шпатами, слюдами и близ-

киии к ним минералами в связи со слабой выветрелостью и затрону-тостью их процессами почвообразования.

Содержание обменного калия варьирует в зависимости от генезиса почв от высокого до низкого, & воднорастворимый калий и калий органической части почв характеризуются низкими показателями.

Более высоким содержанием обменных и необменных, но гидроли-зуемнх в содяной кислоте, форм соединений калия среди почв вертикальных поясов характеризуются горные коричневые и светло-бурые дуго-степные высокогорные, чем сероземы пОдгорных равнин (светлый серозем, типичный серозем) и высоких предгорий (темный серозем), а среди почв равнин (пустынь) - такырные, чем серо-бурые и пустынные песчаные.

Содержание обменного и особенно кислотнорасгворимого калия в исследованных почвах увеличивается с повышением в них содержания тонкодисперсных фракций, а калия алюмосиликатов, нерастворимых в соляной кислоте (калия минерального скелета), наоборот, больше в легких и скелетно-мелкоземистых почвах, бедных тонко-цисперсными фракциями. Это свидетельствует о том, что степень под-вижноети калия возрастает в почвах с повышением трансформации минеральной массы и накоплением в них тонкодисперсных фракций. Под-вшгость калия возрастает также с усилением в почвах интенсивности деградаций и трансформационных превращений гидрослед и набуха-очих слядогенных (гидрослюда-моитыориллонит) минералов исходных пород в минералы ионтмориллонитовой группы, сопровождающиеся ослаблением прочности связи и выносом часта межслоевого калия, иа-соляиагося в структуре зтих минералов.

Еолеа высокое содержание киелогнорастворимого калия в почтах, развитых на более выветрелых и обогащенных тонкодисперсными {.ракцияда лессовых породах и аллювиальных отложениях, чем в их аналогах,, развитых на скелетно-пролювиальных и песчаных наносах, связано как с более высоким содержанием в них тонкодиспзрсных брпкцнй, так и с относительно более высокой подверженностью их ¡'плюральной массы процессами седиментогенеза и почвообразования.

Об этом свидетельствует гакяв значительное обогащение механл-•1ьеких ф-ракций почв общим, особенно обменным и кислотнораетвори-калием, с повышением степени их дисперсности и концентрации в них слюд и гидрослюд, а также увеличение содержания калия, извлекаемого в 9-кратных солянокислых и углеаммонийных вытяжках из

тонкодисперсных фракций почв о усилением интенсивности трансформации и степени оглинивания их минеральной массы.

Исследованные почвы характеризуются тагоке высоким содержанием общих, потенциальных, ближних и ближайших резервов калия (по Н.И.Горбунову, 1972).

Наиболее высокими ближними и ближайшими резервами калия среди почв пустынной зоны характеризуются такырные, а среди почв вертикальных поясов - горные коричневые.

Это говорит о том, что с усилением интенсивности почвообра-аовательного процесса и трансформации исходных пород, сопровождающихся накоплением в почвах тонкодисперсных фракций, происходит обогащение почв ближними и ближайшими резерзами калия, весьма ценными резервами для пополнения почвенных растворов калием, и наоборот - снижение в них потенциальных резервов этого элемента.

В процессе орошения и интенсивного земледелия происходят значительные изменения не только в содержании обменных форм калия в почвах, связанных с интенсивным его выносом сельскохозяйственными культурами, но и в содержании необменных форм соединений калия в них, связанных с усилением напряженности трансформации и оглинивания минеральной их массы.

В частности, снижается содержание общего калия в валовом составе тонкодисперсных фракций староорошаемых почв, наиболее отчетливо по профилю староорошаемых типичных сероземов, по сравнению с целинными их аналогами (4,9-5,<5£ против 5,2-5,7? во фракции ^.0,0002 мм), что обусловлено усилением напряженности оглинивания минеральной массы и трансформационных превращений гидрослюд и набухающих слюдогенных (гидрослюда-монтмориллонит) минералов исходных пород в процессе орошения и повышения степени гидроморфиз- ■ ма почв в минералы монтмориллонитовой группы. Это сопровождается снижением содержания гидрослюд и накоплением в них лабильных силикатов, главным образом в форме монтмориллонитовых пакетов в составе смешаннослойных гидрослюда-монтмориллонитовых образований.

Это способствует снижению не только общих, но и потенциальных резервов калия в староорошаемых почвах по сравнению с целинными их аналогами.

Сопоставление гидроморфных и автоморфных почв региона и их тонкодисперсньгх фракций по содержанию и распределению в них основных минеральных форм соединений калия показывает, что автоморф-

ные почвы и их тонкодисперсные фракции более обогащены обшей, необменной (кислотнорастворкмой) и обменной формами калия, чем гидроыорфные Это, при относительной однородности их минералогического состава, обусловлено более глубокими изменениями глинистых минералов исходных пород в процессе гидроморфного почвообразования, чем автоморфного.

В частности, усилением интенсивности трансформационных превращений гидр о слюд и набухающих слюдогенньтх минералов исходных пород в минералы монтмориллонитовой группы, что сопровождается более интенсивным выносом межслоевого калия из структуры этих минералов. Это подтверждается также более высоким содержанием минералов монтмориллонитовой группы и более низким - гидрослюд в составе глинистых минералов гидроморфных почв по сравнению с авто-морфиыми.

Этот процесс, усиливающийся с давностью использования почв в орошаемом земледелии, а также с переходом от автоморфных условий почвообразования к гкдроморфнъм, а в последних о повышением степени гидроморфизма, требует особого внимания в связи с необходимостью использования калийных удобрений и их дифференцировано-го применения в зависимости от давности орошения и степени гидроморфизма почв.

УИ, ОССШШЯИ ИЖО-ЖШЕСШ И СГРУШРНО-СОРБЦйШННХ СВОЙСТВ ПОЧВ ОСНОВНЫХ Ш0ШМА1ИЧЕСКЙХ зон шного УЗБЕКИСТАН И ИХ ТОНКОДОСПЕРСШХ ЗРАКЦнй

Современное исследование и более глубокая оценка адсорбционных свойств твердых тел, в том числе и почв, немыслимо без знания особенностей структуры и качества адсорбционной удельной поверхности их твердой фазы. Эти показатели с точки зрения физической п физико-химической адсорбции являются наиболее важными характеристиками адсорбентов (Талон, 1937; Антипов-Каратаев, 1943; Воронин, 1975 и др.). Однако, несмотря на важность такого исследования, этот вопрос изучен слабо, особенно в почвах аридной зоны. По последним почвам в специальной литературе имеются единичные публикаций (БаЯгельдина, Исматов, Смолина, 19В0; Арипов, Смолина, 1960; Ходжаев, Арипов, Агзамходааев, Исматов, 1961).

Исследование структурно-сорбциондах свойств основных типов почв южного Узбекистана и их тонкодисперсных (<0,001 мм) фракций с определением структуры и качества адсорбционной удельной по-

зерхности их твердой фазы показывает, что они довольно различны в зависимости от условий почвообразования, содержания в них гумусовых веществ и отдельных групп глинистых минералов.

Установлено, что с повышением интенсивности почвообразовательного процесса и трансформации крупнообломочных и, особенно, слоистых силикатов от равнин в направлении к горным биоклиматическим поясам, сопровождающегося увеличением аккумуляции в почвах гумусовых веществ и глинистых фракций, а в составе последних -лабильных силикатов, значительно изменяются структура и свойства адсорбционной удельной поверхности твердой фазы почв, активных в адсорбционных и физико-химических обменных процессах.

В частности, повышается общая, и особенно внутренняя удельная поверхность, связанная с поверхностью межслоезкх позиций глинистых минералов с лабильной структурой. Наиболее сильно это происходит в средних геохимически напряженных горизонтах горных почв по сравнению с почвами подгорных разнин, повышается гидрофиль-ность и количество прочносвязанной воды, физико-химическая обменная способность и емкость поглонения катионов, набухание и теплота смачивания почв, особенно, их тонкодислерсных фракций.

Более высо ое значение, теплоты смачивания и гидрофильностя, а также структурно-сорбционных свойств по профилю почв вертикальных поясов отмечается в верхних гумусированных и средних оглинен-ных горизонтах. Более сильно проявляется в горных почвах, чем в подгорных; в почвах пустынь, бедных органическим веществом, не в верхних, а нижележащих горизонтах. Так, например, теплота смачивания в средних горизонтах серо-бурых почв по сравнению с верхними увеличивается более чем в 2 раза. Это, как дополнительный источник тепла, образующийся при непосредственном взаимодействии глинистых фракций с атмосферными осадками, интенсифицирует процесс дальнейшей метаморфизации и оглинивания.минеральной массы • в средних горизонтах этих почв, что подтверждается не только более высоким обиим содержанием тонкодисперсных фракций, но и более высоким участием коллоидных частиц в составе их илистой фракции (46,-й от общего ила) по сравнения с верхними горизонтами (23,8"5).

Значительно изменяется также геометрическая и энергетическая неоднородность адсорбционной удельной поверхности твердой фазы почв и эффект ее ультрапористости.

Э5*ек?итныЯ рпдиус пор, установленный по изотермам адсорбции паров веди и тепловой десорбции азота, показывает, что по хзрак-

■геру микропористости адсорбционной поверхности изученные почвы также различны. В горных почвах по сравнению с предгорными и почвами равнин (пустынь) в связи с усилением напряженности оглинивания минеральной массы и более высоким накоплением в них минералов монтмориллонитовой группы сформировалась относительно однородная и более микропористая структура адсорбционной удельной поверхности.

Вместо крупных микропор ( Z ■ 20-25 X), характерных для структуры удельной поверхности почв равнин и предгорий, в горных и EHcoKorogffflx почвах возросла роль переходных и мелких пор (2 = 8-16 А), что, видимо, послужило одной из причин, обусловливающих снижение предельной адсорбции паров воды (максимальную гигроскопическую) тонкодисперсныыи (илистой и коллоидной) их фракциями, несмотря на более высокую удельную поверхность и обогатен-ность их гумусовыми веществами и минералами монтмориллонитовой группы, чем аналогичных фралсций почв равнин и предгорий. Адсорбция паров воды в горных почвах, вероятно, происходит в основном на внешней части удельной поверхности при значительном ослаблении участия в этом процессе, в связи с микропористостью структуры адсорбционной поверхности высокодисперсных их фракций полости или поверхности стнкя ультрапор, недоступных по размеру не только более крупным молекулам азота, но и воды.

Это свидетельствует о том, что величина удельной поверхнос- . ти еде не определяет предельной адсорбции паров воды. В этом процессе не менее важную роль играет и структура адсорбционной поверхности твердой фазы почв.

Отсюда вытекает важный вывод, что чем напряженнее процесс оглинивания минеральной массы и тоньше размер частиц, тем больше общая и, особенно, внутренняя удельная поверхность и более однородна и микропориста структура адсорбционной поверхности, ниже предельная адсорбция паров воды, особенно азота, и выше емкость катионного обмена.

Отношение емкости поглощения катионов (Е, мг-акв/ЮО г) к обшей удельной поверхности твердой фазы почв (S , м^/г), указывающее на величину плотности отрицательного заряда адсорбционной удельной поверхности, в исследованных почвах и их тонкодисперсных фракциях близкое^ что свидетельствует о том, что физико-химическая обменная способность и плотность поверхностного заряда

почв в основном определяются содержанием и качественным составом тонкодисперсных их фракций. Плотность поверхностного заряда изученных почв и их тонкодисперсной части невысокая, что обусловлено, при слабой обогашеннссти их гумусовыми вепествами, гкдросля-дистой природой глинистых минералов. Она увеличивается с усилением интенсивности почвообразования и напряженности оглнниганпя минеральной массы с накоплением в почвах минералов монтморкллони-товой группы. Поэтому плотность отрицательного поверхностного заряда больше з такырных почвах (0,20-0,26 мг-экв/м^), чем в серо-бурых (0,19-0,20 мг-экв/м*"), в горных и особенно высокогорных (0,20-0,33 мг-экв/м^, чем в почвах подгорных равнин (0,21-0,23 мг-экв/м*").

ВЫВОДЫ

На основании комплексных и дифференцированных исследований минералогического состава, химических и структурно-сорбционных свойств основных генетических типов почв южного Узбекистана и их тонкодисперсных ( <0,001 и 0,0002 мм) фракций, обобщения и анализа опубликованных материалов обосновываются характерные особенности основных почвообразовательных процессов, обдие закономерности трансформаций исходных пород и высокодксперсных продуктов их выветривания в связи со сменой почвенно-климатическкх и физико-химических условий среды от равнин Турана к предгорьям и ямше - в направлении к горным и высокогорным биоклиматическим поясам Западного Гиссара.

I. Общая и наиболее характерная особенность почвообразовательных процессов в различных биоклиматических зонах ючного Узбекистана, относящихся к континентальному (сухому) субтропическому типу почвообразования, - частичное разложение алюмо- и ?ерроси-ликатов, сопровождавшееся более высоким накоплением в почвенных горизонтах аморфных веществ и несиликатных соединений, главным образом в ¿орме закрепленных в почве соединений железа, оглине-ние и ожелезнениа средней части почзенного профиля с заметной концентрацией полуторных окислов и тонкодисперсных (илистых и коллоидных) фракций, обогащенных слюдистыми и хлоритов«™ компонентами и их смеианнослойными образованиями при относительно одно-ссдном минералогическом и залогом химическом составе профиля почз.

-362, Минералогический состав крупнообломочных (0,1-0,05 мм и 0,05-0,01 мм) фракций почв и почвообразуших пород основных био-кли,»;атических зон южного Узбекистана характеризуется относительной однородностью и богатством полевыми шпатами, слюдами, кальцитом, роговой обманкой, минералами группы эпидота и гидроокислоа железа и марганца, что обусловлено генезисом и особенностью минералогического состава коренных пород на. водосборах и продуктов их выветривания и переотложения. Это свидетельствует о слабой выветре-лости исходных пород процессами почвообразования и богатстве их основаниями, определяющими высокое потенциальное плодородие развитых на них почв.

3. Б исследованных почвах преобладают унаследованные от поч-вообраэуюяих пород глинистые минералы, в том числе смешаннослойные образования. Минералогический состав илистой и коллоидной фракций сходен и представлен диоктаэдрическими слюдами-гидрослюдами, три-октаэдрическими хлоритами, смешаннослойными слюда-монтмориллони-товыми и хлорит-монтмориллонитовыми образованиями, каолинитом, а

в отдельных случаях - и индивидуальным монтмориллонитом, которым сопутствуют в небольшом количестве высокодисперскый кварц, полевой шпат, минералы полуторных окислов железа и аморфные вещества. В почвах пустынь и сероземах подгорных равнин, кроме того, обнару жены сепиолит-палыгорскиты с наибольшей концентрацией по профилю серо-бурых скелетных почв пустынь.

4. Неустойчивые и умеренноустойчивые в зоне гипергенеза обломочные ювенильные (пироксены, амфиболы, полевые шпаты) и глинистые слоистые (хлориты, смешаннослойные минералы, гидрослюды) силикаты подвержены значительному изменению. Интенсивность их изменений возрастает с улучшением гидрологического режима выветривания и почвообразования от подгорных равнин в направлении к горным биоклиматическим поясам, максимум проявления наблюдается в поясе средневысотных гор, а по почвенному профилю - в средних геохимически напряженных горизонтах, что сопровождается более высоким накоплением глинистых минералов, несиликатных соединений оксидов

и аморфных веществ, усиливается интенсивность процесса разрушения палыгорскитов, деградаций и трансформационных превращений хлоритов и гидрослюд в минералы монтмориллонитовой группы и накопление в почвах лабильных силикатов главным образом в форме монтморилло-нитовых пакетов в составе смешаннослойных слюда-монтмориллонито-

мориллонитовых образований.

5. Процессы выветривания и почвообразования в пустынной зоне, протекающие в условиях щелочной и слабощелочной реакции среды и высоких концентраций почвенных растворов, сопровождаются небольшим изменением почвообразуюаих пород с некоторой потерей кальция и натрия и очень слабым накоплением в'почвенном профиле полуторных окислов, а также повышением аккумуляциии калия и, особенно, магния, главным образом в структуре глинистых минералов (гидро-' слюд, хлоритов и палыгорскитов).

По мере улучшения гидрологического режима и развития сиал-литного выветривания от подгорных равнин к горным биоклиматическим поясам постепенно повышается интенсивность изменения алгамосиликатной части исходных пород и тонкодисперсных продуктов их выветривания, что сопровождается более высоким накоплением в почвенном профиле, особенно в средней его части, гдинозема и окислов железа за счет выноса не только кальция и натрия, но и более значительного количества кремнезема при определенной задержке аккумуляции калия и частичном выносе магния, обусловленными усилением напряженности оглинивания и снижением содержания хлоритов и гидрослюд исходных пород в процессе горного почвообразования.

6. Различия между генетическими типами почв и их тонкодисперсными фракциями по содержанию валового железа слабые. Преобладающая часть железа в исследованных почвах равнин Турана и вертикальных поясов и их тонкодисперсных фракциях представлена силикатными его соединениями.

Свободное (несиликатное) железо в почвах и более интенсивно в илистой, и особенно, коллоидной их фракциях от равнин к высокогорным биоклиматическим поясам увеличивается, содержание же силикатного железа уменьшается.

В составе свободного железа в таком же ряду увеличивается содержание окристаллизовашшх и аморфных форм железа, железоорга-ничееких его соединений.

Наиболее характерным диагностическим показателем исследованных почв, включая и горные почвы, является преобладание силикатного железа над свободным, а в составе свободного железа окри-сталлизованных его соединений над аморфными.

7. Трансформация обломочных и слоистых силикатов исходных пород и оглинение профиля почв осуществляются, главным образом,

-38в двух основных фазах, генетически тесно связанных между собой, но проявляющихся, при единстве их направления, в различной степени выраженности в зависимости от биоклиматических и физико-химических условий почвообразования.

а) Первая и основная фаза - выветривание, гидролиз и физическая дезинтеграция гдрупнообломочных силикатов исходных пород и продуктов их выветривания, постоянно обогащающие профили почвы глинистым материалом, преимущественно слюдистого и хлоритового состава, что указывает в основном на количественную характеристику процесса огяинения почвенного профиля. Вторая - деградация и преобразование структуры силикатов - характеризуют качественную природу процесса оглинения, т.е. изменения и превращения структуры глинистых минералов пород в процессе почвообразования и их значение в дифференциации конкретных групп глинистых минералов

по почвенному профилю.

б) Основной рдд стадийных трансформационных превращений слоистых силикатов исходных пород в основных почвенно-климатических зонах южного Узбекистана схематично можно представить в следующем виде: монтмориллонит —> смешаннослойное образование типа гидрослюда-монтмориллонит —> гидрослюда,• хлорит —смешанно-слоЯное образование хлорит-монтмориллонит —> монтмориллонит. В качестве сопутствуюдсго - гидрослюда —сыешаннослойное образование гидрослюда-монтмориллонит ■—>>• монтмориллонит. При этом монт-мориллонитизация идет в небольших размерах и интенсифицируется с улучшением гидрологического режима и повышением гидроморфизма почв, а в условиях пустынь - и с повышением глинистости и щелочности, ухудшением дренированное™ почвенного профиля.

Выделение соответствующих фаз преобразований минеральной основы процессов на означает, что мы сводим к ним все многообразие .элементарных почвенных процессов, формирующих устойчивые почвенные профили. Но отмечаем, что они являются основными. ,

8. Дифференциация силикатной части тонкодисперсных частиц по генетическим горизонтам почв основных биоклиматических зон южного Узбекистана и более высокая аккумуляция глинистых фракций в средней части почвенного профиля происходят в основном из-за существенной разницы условий и интенсивности трансформация, неустойчивых и умеренноустойчивых крупнообломочных и слоистых силикатов исходных пород по вертикальному почвенному профилю, преимущественно

крупнообломочных слюд и хлоритов с более высоки», накоплением в средней геохимически напряженной части профиля тонкодисперсных слод-гидрослгад, хлоритов, а также лабильных силикатов, главным образом, в форме монгмориллонитовых пакетов в составе смешанно-слойнкх образований, как продукт дальнейших стадийных трансформационных преврацений глинистых минералов исходных пород в процессе почвообразования. 3 то же время степень морфологической выраженности оглинения почвенного профиля и особенно средней его части, в большей степени обусловлена содержанием лабильных силикатов или долей участия монтмориллонитояых пакетов в составе смеаанно-слойных гидрослюда-монтмориллонитовых и хлорит-монтмориллонитовых образований как наиболее тонходисперсных минералов почв, А по профилю серо-бурых почв значительное участие в этом процессе принимают ипалыгорскиты.

9. В староорошаемых почвах по сравнению с целинными увеличивается емкость поглощения, содержание кремнезема, оксидоз алюминия и железа, особенно несиликатных форм соединений железа и уменьшается содержание калия, что наиболее отчетливо происходит

в составе тонкодисперсных их фракций, обусловленное развитием напряженности оглинивания минеральной массы и трансформационных превращений хлоритов и гидрослюд исходных пород в процессе орошения и повышения степени гидроморфизма почв. Это сопровождается более высоким накоплением лабильных силикатов, снижением хлоритов и гидрослюд, особенно гидрослюд, в составе токкодисперсных (илистой и коллоидной) фракций староорошаемых почв по сразкенип с целинными их аналогами. • •

Об усилении напряженности оглинивания минеральной массы почв в процессе орошения свидетельствует также более высокое содержание коллоидных частиц в составе илистой фракции староорошаемых почв (30-4о°5 от общего ила) по сравнению с целинными (29-40«).

10. Исследованные почвы характеризуются высоким содержанием обиего и необменного (кислотнорастворимого) калия, особенно калия минерального скелета (силикатного), что обусловлено богатством почвообразуюших пород полевыми шпатами, слюдами и близкими к ним минералами в связи со слабой выветрелостью и затронутостью их процессами почвообразования.

Более высоким содержанием обменных и необменных форм соединения калия среди почв вертикальных поясов характеризуются горные

коричневне средневысотных и светло-бурые луго-степные почвы высокогорий, чем сероземы подгорных равнин и высоких предгорий, а среди почв равнин (пустынь) - такырные, чем серо-бурые и пустынные песчаные. Содержание же калия минерального скелета, нерастворимого в соляной кислоте, -наоборот. Следовательно, более высокими содержаниями ближних резервов калия (по Горбунову) характеризуются горше почеы по сравнена с почвами подгорных равнин и высоких предгорий, а также такырные почвы по сравнению с серо-бурыми и пустынными песчаными. В последних почвах больше потенциальных резервов калия.

■ Установлено, что подвижность калия в поччвах возрастает с улучшением условий увлажнения и повышением степени гидроморфизма почв, накоплением в них тонкодисперсных фракций и усилением интенсивности трансформации и степени их оглинивания. В частности, с усилением интенсивности трансформации гидрослюд и набухавших слюдогенных (гидрослюда-монтмориллонит) минералов исходных пород в минералы монтмориллонитовой группы, что сопровождается ослаблением прочности связи и переходом части межслоевого калия из структур этих минералов в обменные позиции и жидкую фазу поив. Это приводит, в свою очередь, к снижению в почвах как общих, raie и потенциальных резервов калия.

II. С повышением аккумуляции в почвах гумусовых веществ и тонкодисперсных фракций, а в составе глинистых минералов лабильных силикатов от равнин в направлении к горным биоклиматическиы поясам значительно изменяются структура и свойства адсорбционной удельной поверхности твердой фазы почв и, особенно тонкодисперсных их фракций.

В частности, увеличивается физико-химическая обменная способность и емкость поглощения катионов, повышается гидрофильность и количество прочносвязанной воды, набухание и теплота смачивания почв и, особенно их тонкодисперсных фракций.

Более высокое значение теплоты смачивания и гидрофильности, а также структурно-сорбционных свойств по профилю почв вертикальных поясов отмечается в верхних гумусированных и средних геохимически напряженных горизонтах. Более сильно проявляется в горных почвах, чем в предгорьях; в почвах пустынь, бедных гумусовыми веществами не в верхних, а в нижележащих горизонтах, обогащенных глинистыми фракциями. Так, теплота смачивания в средних гориэон-

тах серо-бурых почв по сравнению с верхними увеличивается более чем в 2 раза.

а) Значительно изменяется геометрическая и энергетическая неоднородность адсорбционной удельной поверхности твердой фазы почв и эффект ее ультрапористости.

Установлено, что чем напрлженннее процесс оглинивания минеральной массы и тоньше размер частиц, тем больше обшая, и особенно внутренняя удельная поверхность твердой фазы почв, связанная ' с поверхностью межслоевых позиций глинистых минералов с лабильной структурой, и более однородна и мигооприста структура адсорбционной поверхности, ниже предельная адсорбция паров воды (максимальную гигроскопичность), особенно азота, и выгзе емкость катион-ного обмена тонкодисперсных фракций почв, активных в адсорбционных процессах.

б) Отношение емкости поглощения (Е, мг-экв/100 г) к обпей удельной поверхности твердой фазы почв (S, м^/г), указывавшее на величину плотности отрицательного поверхностного заряда, тесно связано с содержанием и качественным составом тонкодисперсных фракций, активных к адсорбционным процессам.

Плотность поверхностного заряда больше в такырных почвах, чем в серо-бурых,sгорных и, особенно, высокогорных почвах, чем в ' почвах подгорных равнин в связи с более высокой оглиненностью их минеральной массы, обогашенностью гумусовыми веаествами и минералами монтмориллонитовой группы.

12. Установлено, что процессы агрегации и формирования водопрочной микроструктуры (<0,001 мм) связаны не только с содержанием органического вещества, но и во многом контролируются отношением гумусовых веществ к минеральной массе в тонкодисперсных фракциях почв.

Результаты проведенных исследований и итоги, вытекакпие из них, позволяют более глубоко и всесторонне вскрывать значение минералогического состава и состояния высокодисперсних фракций для почвообразования и плодородия почв. Это имеет важное значение для более глубокого и комплексного решения вопросов генезиса, диагностики и классификации почв с учетом их минералогического состава и особенностей его изменений в различных биоклиматических зонах южного Узбекистана, а также в процессе орошения, что в зна-тительной месс определяет их основное свойство - плодородие.

■ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

Результаты исследований используются при оценке потенциального плодородия и усовершенствовании диагностики и классификации почв основных биоклиматических зон южного Узбекистана, дифференциации применения калийных удобрений в зависимости от механического состава и характера почвообразуюпих пород, давности орошения и степени гидроморфизма почв, а также в учебном процессе на кафедрах почвоведения и агрохимии университетов и сельскохозяйст-. венных вузов.

По теме диссертации опубликованы 40 работ, наиболее важные из них:

1. Почвы Узбекской ССР (монография). Ташкент: ФАН, 1975 (в соав-

торстве).

2. Минералогический состав и физико-химические свойства почв юж-

ного Узбекистана (монография). Ташкент: ФАН, 1989.

3. Микроморфологическая диагностика карбонатов и их роль в арид-

ном почвообразовании. Тр. ИЛА АН УзССР. Ташкент, 1976, вып. 12 (в соавторстве)..

4. Особенности микростроения почв вертикальной зональности южного

Узбекистана и природа глинообразования в них. - Труды ИПА АН УзССР. Ташкент, 1977, вып. 13 (в соавторстве).

5. Физико-химическая природа структурно-сорбционных свойств основ-

ных типов почв юга Узбекистана. - Труды ИПА АН УзССР. Ташкент, 1978, вып. 15 (в соавторстве),

6. Минералогический состав, формы и резервы калия в почвах Кар-

шинской степи в зависимости от характера почвообразуюших пород. - Груды ИПА АН УзССР. Ташкент, 1978, вып. 16 (в со- ' авторстве).

7. Физико-химические особенности почв Каршинской степи в связи . с характером почвообразуюших пород. - Труды ИПА.АН УзССР.

Таикент, 1979, вып. 17 (в соавторстве).

8. Содержание и формы карбонатов в механических фракциях почв

Каршинской степи. - Труды ИПА АН УзССР. Ташкент, 1979, вып. 18 (в соавторстве).

9. Минералогический состав, как показатель резерва и мобильности

почвенного калия. - Труды ИПА АН УзССР. Ташкент, 1979, вып. 19 (в соавторстве).

-4310. Структурно-сорбционные свойства почв юго-западного Гиссара. -Почвоведение, 1981, .V II (в соавторстве).

11. Формы калия в высокодисперсной фракции орошаемых почв юга

Узбекистана и его резервы. - Груды ИЛА АН УзССР. Ташкент, 1931, вып. 20 (в соавторстве).

12. Физические свойства механических фракций основных типов почв

Карпинской степи. - Почвоведение, 1982, № 7 (в соавторстве).

13. Формы и резервы калия в орошаемых почвах юга Узбекистана.

- Агрохимия, 1982, № 12 Св соавторстве).

14. Особенности почвообразования и резервы калия в горных и высо-

когорных почвах Узбекистана. - Мат. Всес. симп. Алма-Ата, 1982 (в соавторстве).

15. Минералогический состав, химические и физико-химические свой' ства и плодородие орошаемых почв Узбекистана. Мат. респуб.

совеп. Изд-во МСХ УзССР, 1982.

16. Физико-химические свойства и минералогический состав твердых

стоков р. Кашкадарьи и ее основных притоков. - Труды ИПА АН УЬССР, Ташкент, 1982, вып. 22 (в соавторстве).

17. Структурно-сорбционные свойства и поверхностные явления в

высокодисперсной части основных типов почв юга Узбекистана. -Труды ИПА АН УзССР. Ташкент, 1983, вып. 23 (в соавторстве).

18.Химические и физико-химические свойства высокодисперсных фракций и плодородие орошаемых почв юга Узбекистана. - Труды ИПА АН УзССР. Ташкент, 1984, вып. 26 (в соавторстве).

19. Современное состояние и перспективы развития исследований ми-

нералогического состава и физико-химических свойств почв-Узбекистана. - В сб.: Почвы Узбекистана и пути повышения их плодородия. Ташкент: Мехнаг, 1935.

20. Минералогический состав почв пустынной зоны юго-западного Уз-

бекистана. - Мат. Всес. конф. Ашхабад: ЫЛЫМ, 1986 (в соавторстве) .

21 Минералогический состав почв равнин и предгорий южного Узбекистана и особенности его трансформации в процессе орошения. Новосибирск, 1939, кн. I (в соавторстве).