Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности минералогического состава пустынных почв Центрального Ирана и его трансформация при их освоении

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Особенности минералогического состава пустынных почв Центрального Ирана и его трансформация при их освоении"

о л

■ - На правах рукописи

МОХАММАД АХАВАН ГАЛИБЛФ

ОСОБЕННОСТИ МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА ПУСТЫННЫХ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ИРАНА И ЕГО ТРАНСФОРМАЦИЯ ПРИ ИХ ОСВОЕНИИ

Специальность 03.00.27 — Почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ЛЮСКВА 1997

Диссертация выполнена на кафедре почвоведения Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных паук Чижикова Н. П.; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Гончарова Н. А.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Соколова Т. А.; доктор сельскохозяйственных наук Панкова Е. И.

Ведущее учреждение — Государственный университет по землеустройству.

Защита состоится 25 декабря 1997 г. в 16 ч на заседании диссертационного совета Д.120.35.02 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва И-550, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан . . декабря 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета— " * ^

кандидат биологических паук Говорина В. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В современный период аридные экосистемы подвергаются интенсивному опустыниванию (Конференция ООН по проблемам опустынивания, 1977 г.). Этот процесс особенно быстротечен в хрупких экосистемах аридных территорий при землепользовании с орошением и пастбищным скотоводством с неконтролируемым поголовьем скота.

Эти проблемы являются наиболее актуальными и для Центрального Ирана - страны древнейшего земледелия. Природные условия этой страны предопределяют развитие сельскохозяйственного производства с применением орошения. Однако, широкое распространение и близкое к поверхности залегание засоленных пород, а также качество оросительной воды из кяризов обусловливает широкое развитие вторичного (антропогенного) засоления почв. Не менее важным остается проблема развития аридных экосистем под влиянием процессов дефляции минеральных и солевых масс. Активизация этих процессов наблюдается при разрушении естественного почвенного покрова под влиянием выпаса скота. На территории Ирана около 24 млн.га земель отнесено к непродуктивным пастбищам (Said Afgam Shoara, М. 1995). Серьезные работы по борьбе с процессами дефляции были начаты в 1964 году путем лесомелиорации с использованием лесополос из саксаула. Изучение свойств почв, развитых на отложениях разных фаз дефляции, а так же их изменения под влиянием лесомелиоративных мероприятий остаются наиболее актуальными в настоящий момент.

Малоизученны вопросы трансформации тонкодисперсной части почв под влиянием процессов соленакопления, носящего как реликтовый характер, так и обусловленного современным антропогенным использованием почв.

Цели и задачи исследований. Основной целью исследований является комплексная оценка почв аридной зоны Центрального Ирана, выявление закономерностей трансформации их минералогического состава с связи с вовлечением почв в сельскохозяйственное производство, а также прогноз изменения минералогического состава территории под влиянием активных эоловых процессов.

Поставленная цель достигалась решением следующих задач:

- получить комплексную характеристику свойств и составов

почв, наиболее широко распространенных на территории Центрального Ирана;

- определить минералогический состав тонкодисперсных фракций (менее 1 и 1-5 мкм) почв, как в естественных ценозах, так и вовлеченных в сельскохозяйственное производство;

- установить реакции тонкодисперсных компонентов на естественные процессы аридного педогенеза, а также тенденции их трансформации под влиянием различных агромелиоративных факторов;

- составить прогноз трансформации минеральной основы аридных почв под влиянием сельскохозяйственного их использования;

- проанализировать специфику минералогического состава почв аридной части Ирана, развитых на отложениях разного генезиса.

Научная новизна.

- Впервые для аридных регионов Центрального Ирана проведены комплексные исследования почв, сформированных на отложениях разного состава и генезиса, подвергнутых антропогенным воздействиям.

- Впервые определен минералогический состав илистой и тон-копылеватой фракций наиболее широко распространенных почв аридной зоны Ирана.

- Впервые установлена тенденция изменения минералогического состава тонкодисперсных фракций эолового материала, переносимого в течении последних пяти наиболее крупных фаз дефляции, включая современную.

- Впервые для аридных регионов Ирана установлена тенденция изменения минералов тонкодисперсной части почв под влиянием агромелиоративных мероприятий.

Практическая значимость исследований определяется крайней необходимостью разработок мероприятий по предотвращению основных процессов по опустыниванию аридных экосистем: вторичного засоления и эолового переноса минеральных и солевых масс. Для предотвращения негативных процессов проведена комплексная оценка свойств и составов почв Ирана.

Эти исследования позволили:

- дать ряд практических рекомендаций по рациональному использовании почв,

- составить прогноз изменения вещественного состава .почв, их солевого состояния под влиянием орошения, а также лесомелиоративных мероприятий, ,

- составить представление об изменении минералогического состава почв под влиянием эолового переноса материала современных отложений.

Апробация работа. Основные положения работы были обсуждены на следующих совещаниях:

1. Международной конференции "Почвенные ресурсы Прикаспийского региона, их рациональное использование в современных социально-экономических условиях", Астрахань, 1994.

2. II съезде почвоведов России, на VII комиссии - минералогия почв Докучаевского общества почвоведов. С-Петербург,1996.

3. Международной конференции " Проблемы антропогенного почвообразования ". Москва,1997

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 4 работы, 3 сданы в печать.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов, списка литературы , содержит 62 таблицы, 44 рисун-• ка в том числе 5 карт и 22 фотографии. Список литературы, включает 118 названий, из них 69 на иностранных языках. Она изложена на 237 страницах машинописного текста.

Благодарности. Автор выражает искренную благодарность своим научным руководителям доктору сельскохозяйственных наук Чижиковой Наталии Петровне, доценту Гончаровой Нелли Александровне, академику Киршину В. И., академику Панову Н.П., сотрудникам кафедры почвоведения Московской сельскохозяйственной Академии, сотрудникам Почвенного института им.В.В.Докучаева, доктору с.-х. наук Хитрову Н.Б., кандидату с.-х. наук Вербе М.П., инженеру Мочаловой Э.Ф. и многим другим.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ _^_

Введение. Во введении отображены наиболее актуальные проблемы аридных регионов Центрального Ирана, научные цели и задачи работы, их практическое значение.

Глава 1. Обзор литературы по состояннм изученности минералогического состава почв Ирана.

Приведен обзор литературы по исследованиям минералогического состава почв Ирана(Али Абтахи 1977, 1978, 1980, 1991; Рефахи 1975, 1977; Махжури 1975, 1979; Хандерсон, Робертсон 1963; Хесе

1966). В Центральном Иране, в его аридной части минералогические исследования не проводились. Хонаржу с соаЕТ.(1994) в солончаках Исфаханского района установили присутствие гидрослюд, и палыгорс-кита с примесью каолинита, хлорита. Отсутствуют исследования по изменению минералогического состава пустынных почв под влиянием агромелиоративных приемов.

Глава 2. Природные условия Центрального Ирана.

Аридные ландшафты Иранского нагорья, в пределах которого расположены наши объекты, представлены в основном пустынями. Рав- . нинные пространства пустынь, окаймленные горными системами Иранского нагорья, представляют собой плоские бессточные котловины, частью засоленные и заполненными продуктами сноса с окружающих гор..Аккумулятивный тип рельефа обусловлен накоплением рыхлых масс молодых четвертичных и современных речных, озерных, пролюви-алькых и эоловых отложений. Можно встретить все типичные формы эолового рельефа: пустынно-грядовую, бугристую, барханную. В зависимости от характера грунтов и условий дренажа равнинные пространства заняты солончаковыми, песчано-каменистыми и песчаными пустынями. Значительно развиты, особенно во впадинах, такыры.

Климат Центрального Ирана континентальный, сухой, со знойным летом и прохладной ветреной зимой. Характерно ясное небо в течение почти круглого года, сухость воздуха, сильная летняя жара, сухие тума:.ы и пыльные ураганы летом. Положение пустынных котловин, защищенных со всех сторон высокими хребтами от увлажняющих воздушных масс, обуславливает необычайную скудость атмосферных осадков. Так в районе города Исфахан, годовое количество осадков составляет 77 мм в год, в районе города Иезд - 64,9 мм. Температура воздуха колеблется в пределах 27-33°С в июле, и 2-6°С в январе, соответственно.

Гидрография внутренних бессточных бассейнов со впадающими в них бессточными реками, представлена в основном обширными кевира-' ми или солончаковыми болотами. Самой значительной рекой бессточного бассейна является река Зайендеруд, берущая начало с гор Заг-рос и впадающая в заболоченную котловину озера Говехана. В пойме этой реки и расположен наш первый ключевой участок. В работе детально рассмотрена история развития орошения в Центральном Иране х использования сети подземных каналов (кяризов)известных еще в

древности.

Почвы и почвенный покров Центрального Ирана исследованы относительно слабо. Первая почвенная карта Центрального Ирана была составлена в 1942 году В.А.Ковдой и Ю.П.Лебедевым под редакцией Л.И.Прасолова. В 50-60 годах активизируется работа по исследованию почв этой страны в связи с решением проблемы использования аридных территорий с высоким засолением (Ковда В.А., Антипов-Ка-ратаев И.Н., Розанов А.И., Кизилова A.A. и др. 1959). В 60-х годах выходит ряд работ Фамури по почвам Ирана. В 1964 году составлена почвенная карта Центрального Ирана по данным Деван и Фамури. Авторы приводят агропроизводственную характеристику почв и размеры площадей используемых под различные сельскохозяйственные культуры.

Гласа 3. Объекты к методы исследований

Объектами исследований послужили почвы двух областей Центрального Ирана, различающихся по пироморфизму.

В Исфаханской области исследовали почвы с близким залеганием грунтовых вод, расположенных в пойме реки Зайендеруд - главной водной магистрали данной территории. Изучены солончаки гидроморф-ные, вторично сильно засоленные сульфатно-хлоридные магнезиаль-но-натриевые, сформировавшиеся на карбонатных пылевато-суглинистых аллювиальных отложениях.

Соседняя, прилегающая к пойме надпойменая террасса, использовалась под сельскохозяйственные угодья с длительным орошением, как водами реки Зайендеруд, так и водами кяризов. На этом поле детально исследована серо-бурая пустынная ирригационно преобразованная слабо солонцеватая пылевато суглинистая почва. Исследуемая территория Исфаханского оазиса составляет 550 га.(рис.1)

В области Йезд исследована территория(рис.1), составляющая 66.300 га., охватывающая наиболее типичные аридные почвы в авто-морфных позициях. Это - серо-бурые пустынные почвы, разной степени засоленности, загипсованности, каменистости, с различным гранулометрическим составом, сформировавшиеся на отложениях разного генезиса и возраста(совремешше аллювиалюные, коллювиальные, про-лювиалькыэ отлокения, третичные морские осадки, а также эоловые отложения разного возраста, включая современные). Анализировались профили почв в естественных ценозах н их аналоги, измененные под

КАЗЕРБ/Ы РОССИЯ. 1УК.1ЕНИСТАН ¡Ä^fe^c I_L

; ДЖАН Ияяаотз . !•: |КАСПИЙСКОЕ jr

225 km

ИРА

\ • Ис&лхан. " (А) .йезд . М ^ -.. I. (Б) { Керман / <

Ч,Шираз:ДЕШТЕ-ЛУТГ-х'

1В1В м я.у.и.

Условные обозначения:

i1 тг

1, II, III ! Надпойиеюше террасы, 1. современный карбонатный поело суглинистый ашшвнй, в. древний корОсватжий тяжело сутое кястый аыЕВ>й(Оахее однородный).

39-23

Условные обозначения:

iteoRae, мри 1:5600 ItacnaS, rop.t 1:280000

1 ES1 223 SS4®!8

1Z7B м н.у.м.

1. КонтшивтапЕМ» осадочные третичные оптмтщ(шеогея), X. континенталтае осадочные третичные огтхешп(неоген) 3. аоюпи современные к четвертичные, 4. щхшяшй современны* . 8. имияяй четирткчкый.

Рис. 1. схема расположения объектов исследования, (А)- в долине реки Заиендеруд района Исфахан и (В)- в районе «Гезд.

влиянием различных антропогенных воздействий, таких как орошение и лесопосадки. Всего проанализировано свыше 140 разрезов, из которых детальное комплексное обследование было проведено на 20 репрезентативных разрезах.

Методы исследований

1. Сравнительно - географическим методом установлено разнообразие почв. Использовался метод ключевых участков.

2. Сравнительно - аналитический метод был применен при анализе свойств и составов горизонтов почв, определенных с применением традиционных приемов, а также методов, не имеющих широкого распространения в России, из-за специфики аридного почвообразования.

Выделение тонкодисперсных фракций проведено по методу Китрик и Хоп (Klttric and Hope,1963), определение гипса по методу, изложенному в руководстве Methods of soll analysis, Page A.L., Miller R.H., Keeney D.R. (1982), обменные основания установлены по методу Полемио и Родес(Polemio and Rhodes,1977), разработанному для гипсоносных аридных почв. Среди инструментальных методов были использованы рентгендифрактометрический метод определения минералов с помощью универсального рентгендифрактометра XZG-4a фирмы Карл Цейс Иена (Германия), ренгентгенофлюоресцентный анализ для определения валового химического состава почв.

Глава 4. Солончаки на аллювиальных отложениях, и ирригацион-но-преобразованные серо-бурые почвы в районе Исфахан Центрального Ирана, их свойства и минералогический состав.

Проблема засоления почв в аридных регионах весьма актуальна, поскольку именно эти территории имеют все предпосылки активного соленакопления в силу своих природно-климатических условий.

Исследованные почвы Исфаханского оазиса отнесены к солончакам гидроморфным, вторичным сильнозасоленным сульфатно-хлорид-ным, натриевым. Формируются они на карбонатных пылевато-суглинис-тых аллювиальных отложениях. Для морфостроения почв характерны: слабая окраска горизонтов,различающихся в основном по структурному состоянию, высокая плотность, тяжелый суглинисто-глинистый состав с больсим количеством легкорастворимых солей, проявляющихся в виде налета, карбонатность. Форш карбонатов различны - от псевдомицелкя до ярко выраженных конкреций. Тип профиля Ар-

са(сэ)(б1) В1са(Б1) В2са(Б1) ВЗсаЫ).

Для микростроения солончаков характерно следующее. Практически все изученные почвенные разрезы имеют литологическую неоднородность, связанную с аллювиальным генезисом почвообразующего материала. Повсеместно отмечается микрослоистость почвенного материала, пористость с субпаралельной ориентацией, внутрипрофиль-ные различия по гранулометрическому составу, упаковке частиц, плотности. Сходство минералогического состава грубодисперсной фазы солончаков свидетельствует о едином источнике сноса материала при формировании аллювиальных отложений. Почвенная переработка . исходно неоднородного материала на микроуровне выражена слабо, что связано с аридными условиями почвообразования, а также с большим количеством токсичных солей. Она выражается в микроплитчатой организации верхних горизонтов; слабой биогенной переработкой. Отмечается высокая минерализация и обугленность растительных тканей. Современное гипсонакопление, в основном, происходит в зоне передвижения грунтовых вод. Скопление вторичного гипса удлиненно-округлой формы формируются во внутрипедной массе; мелкие правильные кристаллы гипса представлены в основном в мезо-микро-порах; палеогидрогенные гипсовые аккумуляции представлены крупными сортированными полугидратами - бассанитом. Относительно высокая корродированность кристаллов кальцита, их полости растворения встречаются как в верхних, так и нижних горизонтах. Это указывает на их реликтовое происхождение. Современный солончаковый процесс приводит к растворению реликтовых кальцитов и их перекристализа-ции. Вероятно этот процесс происходит равномерно по всему профилю.

Исследуемые почвы имеют нейтральную или слабо щелочную реакцию среды (рН почвенной пасты колеблется от 6,0 до 8,0) с увеличением щелочности к низу профилей, низкое или очень низкое содержание гумуса 0,6-2,ОХ; суглинистый-глинистый, гранулометрический состав с увеличением фракций глины к низу профилей. Емкость кати- ' онного обмена не превышает 37 мг.-экв/100 г. почвы с максимальными величинами в нижней части профиля. Солончаки сильно засолены по всему профилю с максимумом в верхнем горизонте (табл.1). Тип засоления хлоридный, натриевый. . .

Минералогический.состав тонкодисперсных фракций почв преде-

Таблица 1

Физико-химические, химические свойства и солевые профили солончаков и орошаемой серо-бурой почвы на аллювиальных отложениях Центрального Ирана (показатели вытяжек из водонасыщенных почвенных паст).

Горизонт, глубина взятия образца, см

рН

Гумус по Тюрину СаСОз СаБО** 2Н20

X в почве

Солевой профиль

[аом'шкяп'а 'япаасаапс

А1саз1, 0-13 | |А2са51, 13-20| ]ВАсаз1, 20-67| |Всаз1, 67-77 | |В1са, 77-97 | |Вса, 97-150 |

Солончак псзюморфный,вторичный, хлоридный кальцггево-магниево натриевый

6.0

7.0

7.2

7.3

7.1 7.6

1.7 1.4

0.6 0.3 0.3 0.2

28.5 25.5 33.5 32.5 37.0 43.0

0.0 0.0 0.0 0.1 0.0 0.0

. 49 И" №1ИГП(Г1Ш>ип

Солончак гидромор^ниЯ, вторичный.

Асаз1, 0-15 7.9

|В1са, 16-39 | 7.6

|В2са, 39-113 | 8.0

|ВЗса,113-150 | 7.5

0.8 хлоридный, натриевый

32.5 0.2 '«ауыу-У!1

0.5 38.5 о.о : г?-

0.3 38.5 о-о : щ

0.4 74.5 о.о » Щ

зсгаг

:см

хло

Асасгз1,0-2б 7.2 2.0

|Асаз1, 26-39 | 7.3 0.4

|Всаз1, 39-51 | 7.7 0.4

|В1:псаз1,51-651 7.6 0.3

|В1саз1,65-83 | 7.9 0.8

| В2сгз1,83-1301 7.7 0.4

Солонец-солэичгк гндроморфный, вторичный.

уадшй. 25.0

34.0

40.0

41.0

47.0

39.0

иглиово натриевый

6.9 Р|Р «ар

0.6 0.1 I о.о X

0.0 см'

Арса, 0-15 8.0

|В1са, 15-Ю | 7.8

|В2са, 30-105 | 8.0

|ВЗса, 105-1101 8.0

Ирркггциошю-преобразованная серо-бурая пустшш&ч, слабо солонцеватая почзза

" " " " " " мшэь

1.3 42.0 0.0

0.9 41.5 0.0

0.1 41.0 0.0

0.2 33.0 0.0

чЗД1

тавлен гидрослюдами (от 41 до 89%), палыгорскитом (от 2 до 48 X), каолинитом (от 5 до 10 %), вермикулитом (от 1 до 3 %)(табл.2).

Аридные условия и высокое содержание водорастворимого натрия приводят в первую очередь к пептизации почвенной массы и механической дезинтеграции кристаллов. Палыгорскит как типоморфный компонент аридного литогенеза, в первую очередь реагирует на изменение условий почвообразования. Вторичное засоление почв приводит к его диспергации.

Макро, микростроение серо-бурой пустынной ирригацшннопреоб-разованной почвы в значительной мере отличается от такового со- * лончаков. Отсутствие токсичного количества легкорастворимых солей активизиривало процесс биогенной переработки почвенной массы, способствовало увеличению биогенной пористости в верхним горизонте, созданию сложных агрегатов. Основным процессом агроиррига-ционной почвы становится гумусонакопление и агрегация ' почвенной массы, процессы растворения и перекристализования карбонатов, вынос легкорастворимых солей.

Минералогический состав орошаемой почвы отличается от солончаков высоким содержанием палыгорскита в верхнем горизонте. Последнее' можно объяснить с двух позиций: 1- сохранение палыгорскита в более, щелочных условиях, создавшихся в орошаемой почве; 2-тгривносом его на поверхность почвы с орошаемой водой, как из реки 'За&'ендеруд, так и глубоких кяризов.

1 ГлаЗа 5. Свойства, строение, иинералогьчесюш состав серо-бурых пус!ЁКных почв на пролпвиальных отложениях и их реаяця иа оро-иШе.

Изучены серо-бурые пустынные почвы под естественными ценоза-тли, на которых произрастает эфемерная пустынная растительность, а также почвы на орошаемых участках.

Орошение проводилось в течение 50 дет при выращивании овощных культур. Воды пресные, иногда слабо соленые, подводились из кяризов.

Несмотря на ряд лимитирующих факторов, в первую очередь каменистость и поверхностную гипсоносность, эти почвы считаются продуктивными, поскольку обладают высоким потенщшльным плодородие«. Последнее обусловлено большими запасами элементов питания растений, так как содержат слабо выветренные минеральные компонен-

Таблица 2

Соотношение основных минеральных фаз тонкодисперсных фракций (менее 0.2 и 0.2-2 мкм) солончаков и орошаемой серо-бурой почвы на аллювиальных отложениях Центрального Ирана.

горизонт, глубина взятия образца, см Основные компоненты фракций

Каолинит Гидрослюда Палыгорскит Вермикулит

фракция < 0.2 мкм

Солончак гвдроиорфный,вторичный. хлоридный.

1 кальциево-магниево натриевый |

IBAcasl, 20-67 5.7 83.3 10.0 1.0 |

|Вса, 97-150 I 9.0 70.0 20.0 1.0 |

1 1 Солончак гидронорфнкй, вторичный, |

1 хлоридннй, натриевый

(Acasl, 0-15 8.7 88.9 1.6 о;8 |

|ВЗса, 113-150 i 7.2 89.9 0.8 2.1 |

1 1 Солонец-солончак гидроморфный, вторичный, |

1 хлорида«Я, магниево натриевой |

lAcacssl, 0-26 5.3 88.6 8.0 3.1 |

|B2casl,83-130 7.2 89.7 2.6 0.5 |

1 1 Нрригационно-прообразованная серо-бурая пустынная|

1 слдбо солонцеватая почва

|Apea, 0-15 9.8 40.6 47.6 2.0 |

|В2са,-30-105 8.2 84.2 5.6 2.0 |

i-------- i ' | | фракция 0.2-2 мкм 1

1 1 Солонец-солончак гндрокор$кнЯ, вторичшй, |

1 глорэдкый, иагш:спо натриевой |

lAcacssl, 0-25 59.1 39.4 0.0 1.5 |

B2cas 1,83-120 < 28.1 71.3 0.0 0.6 |

ты, характерные.для почв, развитых на пролювиальных отложениях.

Опыт сельскохозяйственного использования этих почв при орошении свидетельствует о позитивных изменениях их свойств.

Для почв, сформировавшихся в естественных услоеиях(тип профиля: Ас ас б Вса ВСса), характерна слабощелочная реакция среды. Щелочность возрастает к нижней части профиля(табл.3). Количество органического вещества невелико(0,6-1,0%). Профиль карбонатный, содержание СаСОз составляет 20,0-37,5%. Наиболее высокое содержание гипса отмечается в верхних горизонтах, где оно достигает 2,75%. Анализ водной вытяжки позволил установить увеличение водо- , растворимого натрия и магния к низу профиля. Среди анионов доминирует хлорид (табл.З). Согласно данным гранулометрического анализа исследованные почвы сформированы на пролювиальных отложениях, для которых характерен легкосуглинистый состав.

Под влиянием орошения сформировалась мелкоплитчатая структура, несколько изменилась окраска профиля почв(тип профиля Арса' Вса ВСса), произошло подщелачивание среды (рН изменилось от 7,5 до 8,2), увеличилось количество карбонатов, снизилось содержание гипса. Орошение способствовало снижению содержания водорастворимых солей. Почва отнесена к категории незасоленных (табл.З).

Минералогический состав фракции менее 1 мкм пролювиальных отложений представлен парагенетической ассоциацией с доминированием триоктаэдрических гидрослюд и палыгорскитов. В качестве небольшой пр..меси отмечается смектит, каолинит, хлорит, цеолит кли-ноптиллолитовой природы (рис. 2). Присутствует небольшое количество гипса, а также тонкодисперсного кварца.

Аридное почвообразование мало повлияло на состаэ основных компонентов фракции менее 1 мкм.. Сравнительный анализ профилей глинистого материала целинной почвы и орошаемой позволяет отметить следующие особенности: более резкое уменьшение от породы к верхним горизонтам смектитовой фазы с одновременным увеличением здесь каолинита. В профиле орошаемой почвы отмечаотся более высо-' кие количества палыгорскита, по сравнению с целинным аналогом.

Глава 6. Свойства, строониэ и минералогический состав серо-бурых пустынных слабогкпсоиосиьа умеренно-засоленных сугякшягцз почв с погребошнсаз г.счааки, & также серо-бурой пуспсшой суг;зпп:стоЛ сочви под ¿осозелиоратасшши посадкагш па ззло^ыз ра-

Таблица 3

Физико-химические , химические свойства и солевые профили почв на пролювиальных отложениях Центрального Ирана(данные водных выт-ягек 1:5).

¡Горизонт и ¡глубина взятия ¡образца, см

I-Н

¡Acacs, 0-5 ¡Вса, 5-38 IВСса, 38-65

¡Арса, 0-7 ¡Вса, 7-37 |ВСса, 37-65

рН,Н20 (1:2.5)

т

I Гумус no|CaC03|CaS04*| I Тюрину | I2H20 |

X в почве

Солевой профиль

сад мчи пзш «шп cia 501B

Серо-бурая пустынная поверхностно-слабогипсонос-

ная почва ( целинная) гагигвт™*!

7.5 0.6 37.5 2.8 ""

7.9 0.6 34.0 0.4«.

8.3 1.0 20.0 0.3 . ____см

Серо-бурая пустшшая почва ( орошаемая ) 8.2 6.6 40.0 0.4 -«1-аь«™'™-?-8.0 0.6 40.5 0.3 42.5

Рис. 2. Характер распределения основных групп минералов Фракции менее 1мкм в серо-бурой пустынной почве на пролювиаьных отложениях(Х-хлорит; К-каолинит; Г-гидрослюда; П-пaлыropcкит;• С-сыектит).

ßotia Йезд Utriтрального Ирана.

Наиболее типичной формой аридных ландшафтов Центрального Ирана, особенно в его пустынной части являются эоловые отложении - продукты дефляции пород разного генезиса и возраста. Развит™ дефляции способствует аккумулятивный тип рельефа, который обусловливает накопление рыхлых масс, климатические условия такие kik высокая сухость воздуха, летная кара, постоянные ветра, переходящие в ураганы, а также отсутствие растительного покрова. Сочетание подобных условий привело к широкому распространению различных форм эоловых аккумулятивных отложений на исследуемой нами территории в районе Иезд. Исследованы почвы, сформировавшиеся на дюнном массиве, протяженностью 30 км с северо-запада на юго-восток, занимающем около 1/3 исследуемой территории в районе Йезд. Разрез 15-23(табл. 4) представлен современной почвой, мощностью 18см и залегающими глубже четыремя погребенными профилями, каждый из которого имеет мощность от 13 до 30см.

Все почвы карбонатны(20-38%),(табл. 4). Характер распределения карбонатов в профилях верхних трех почв элювиальный. В нижней погребенной почве - аккумулятивный. Важным показателем этих почв является содержание гипса (табл. 4), количество которого колеблется в пределах от 0,251 до 2,81%. В погребенной почве (II), где была более низкая реакция среды, формируется наибольшее количество гипса. В трех погребенных профилях наибольшее количество этого компонента отмечается в верхних горизонтах; в современной почве и почве IV фиксируется постепенное увеличение гипса к низу.

Емкость катионного обмена очень низкая(от 0,4 до 7 мг.экв на 100 г почвы). Некоторое увеличение этого показателя в ряде случаев соответствует увеличению содержания смектитовой фазы, однако четкой закономерности не наблюдается. Почва засолена, тип засоления хлоридно-натриевый. Наибольшее количество солей отмечается в профиле современной почвы и нижележащей погребенной (II), где сумма токсичных солей достигает 4,5%.

Характер распределения водорастворимых форм кальция по профилю не одинаков: так в профиле IV - отмечено его наибольшее ко- . личество в нижней части профиля до 10 мг.экв на 100 г, в профиле III - максимум приходится на горизонт А, а в профиле V в средней его части.

Серо-бурая пустынная почва, сформированная на этом ке эоло-

Таблица 4

Физико-химические , химические свойства и солевые профили почв на эоловых отложениях Центрального Ирана (данные водных вытяжек 1:5).

т

Горизонт и глубина взятия образца, см

т-1-1-г

pll,H20 |Гумус no|CaC03|CaS04*| (1:2.5)1 Тюрину | I2H20 |

|-,-.-1

I % в ,:очве |

Солевой профиль

ВЮмгагшПнсШЯ03 S04B

Серо-бурая пустынная, хлорндная натриевая уморсннозасоленная почва с погребенными почвами

IAcasl ,0-4 i 8.0 0.4 24.0 1.1

Bcasl ,4-8 | 8.0 2.3 31.3 1.7

BCcacssl, 8-18| i 7.9 2.1 32.5 2.6

1 IIAcacs, 18-20| 7.9 0.0 26.0 2.8

BCcacssl,20-341 7.7 1.4 27.5 2.1

Ccasl, ai-36 j 7.7 0.0 38.4 1.8

IIIApca, 36-471 8.1 5.6 20.С 1.1

BCca, 47-49 \ 8.1 1.2 31.3 0.4

IVAca, 49-58 | 8.3 0.0 22.5 0.4

Bca, 58-60 | 8.4 0.8 32.5 0.8

BCca, 60-79 | ¡ 8.1 1.4 22.5 0.9

VAca, 79-88 | 8.5 0.0 37.5 0.6

Bca, 88-90 j 8.1 0.4 30.0 0.3

BCca, 90-100 | ■ 8.1 0.2 32.5 0.3

PI5-2) UWCarMJ 'Ti I.B76S41PI птчн;

Аса, 0-12 , ЛВса, 12-46 Вса, 46-70

Сзро-бурая пустынная почва под лесомелиоративной посадкой егыитшшш 9.0 0.4 39.0 0.1 - mfir.mwrwn 9.6 0.0 42.5 0.4 7.9 1.2 32.5 0.4

вом массиве но под лесомелиоративными насаждениями характеризуется сильно щелочной реакцией среды (табл.4). Щелочность достигает 9,6 мг-экв на 100 г. почвы в горизонте АВ с глубины 12-46 см. Количество органических веществ в верхней части профиля не увеличилось по сравнению с проанализированным ранее профилем почвы и составляет всего 0.4Х, ниже органическое вещество отсутствует совсем и только в горизонте В анализ показал возрастание количества гумуса до 1,22. Как отмечалось при полевых описаниях профиль почвы карбонатен. Количество СаСОз достигает 42,5% в средней части профиля. Отмечаются также следы гипса (табл. 4).

По данным анализа водной вытяжки почва под лесонасаждениями, особенно ее верхняя часть, не засолена. Электропроводность составляет всего 0,6-2,0 дСм/м. Нижний горизонт по электропроводности можно отнести к очень слабозасоленным: электропроводность составляет здесь 4,6 дСм/м.

Минералогический состав тонкодисперсных фракций представлен парагенетической ассоциацией минералов аридных гандиафтов: характерно преобладание слабовыветрелых слюд-гидрослюд, наличие магнезиальных силикатов-палыгорскитов-сепиолитов, магнезиально-желе-зистых хлоритов, небольшая примесь каолинита, в ряде погребенных почв цеолитов, смектитов, тонкодисперсного кварца.

Илистая фракция современной почвы, а также погребенных почв, в различные фазы дефляции состоят из слюд гидрослюд(39-55%), хло-рита(7-152), каолинита(5-11Х), палыгорскита(17-41Х), смекти-та(0,2-10,5%). Отмечается тенденция снижения содержания палыгорс-кита от нижних погребенных горизонтов почв к современным поч-вам(рис. 3). Все органогенные горизонты, как современной почвы так и погребенных, выделяются по специфике спектра илистого вещества, обусловлено наличием широкого голо в области от 15°28 до 35°28, свидетельствующее о присутствии рентгеноаморфных компонентов.

Отношение интенсивностей рефлексов слоистых силикатов к кварцу , свидетельствует в пользу более высоких его количеств в верхнж частях профилей. Сопоставляя данные валового содержания оксида кремния и поведение кристаглических его форм (кварц), можно предполагать более высокое содержание рентгеноаморфных форм [фемния в ^ерхних горизонтах. .

Доказательством доминирования рентгеноаморфных форм кремния

СсяЦ М-Э9СГЛ АсасМв-20ст ВСса»* 8-1 всп 'ЛСЯ51, С ЯП

Погебенные почвы

Асл, 0-13С7П

| Почва под лесомелиора-] тивной посадкой

Рис. 3. Характер распределения основных групп минералов

фракции' менее 1мкм в серо-бурых пустынных почв на эоловых отло-

гения* (Х-хлорит; К-каолинит; Г-гидрослюда; П-палыгорскит; С-смектит).

по сравненю. с таковыми железа и алюминия является одинаковость характера отношения интенсивностей рефлексов слоистых силикатов к общему рефлексу (0,448 нм). Оно свидетельствует о невысокой роли структуров (железа, органического вещество) для формирования текстурной разупорядоченности илистого вещества. В отличие от профилей почв на других типах отложений, современная почва имеет профиль, отличающийся наибольшей интенсивностью рефлексов слоистых силикатов именно в верхнем горизонте, что вполне объяснимо с позиции формирования отложений подобного типа. Можно присоединиться к мнению М.П.Аранбаева (1989) об особом педо-литосинхрон-ном процессе образования подобных профилей почв.

Фракция тонкой пыли серо-бурой пустынной почвы под лесомелиоративной просадкой состоит из той же ассоциации минералов, что и почва с погребенными горизонтами: доминирует триоктаздрическая гидрослюда (45-47%) и палыгорскит (26-30%). В нижней части профиля увеличивается количество сепиолита.

Глава 7. Свойства, строение и минералогический состав серо-буроЯ пустынной солончаковатой слабогипсоносной почвы на колляшиальныг отложениях района Йезд Центрального Ирана.

На территории Центрального Ирана широко распространены кол-лювиальные отложения. Процессы почвообразования на отложениях подобного типа не изучены. Вовлечение этих почв, в сельскохозяйственное использование не рентабельно.

Почвы, сформировавшиеся на коллювиальных отложениях, имеют ряд отличительных черт, таких как значительная каменистость профиля, увеличивающаяся книзу; легкий гранулометрический состав; очень низкое содержание органического вещества с минимальным количеством в верхней части профиля; сильную засоленность профиля с наибольшим скоплением солей в нижней его части; высокое содержание карбонатов; наличие гипса с максимальным содержанием в средней части(табл. 5). Минералогический состав тонкодисперсной фрак-ции(рис. 4) представлен парагенетической ассоциацией с преобладанием неустойчивых к выветриванию минералов в основном биотитов и палыгорскитов. Некоторые трансформационные

преобразования касаются в основном смешаннослойных хлорит-смекти-товых (вермикулитовых) образований, в сторону образования верми-кулитовых пакетов.

Таблица 5

Физико-химические , химические свойства и солевой профиль почвы на коллегиальных отложениях Центрального Ирана(данные водньЛ вытяжек 1:5).

I-1-1-1-1-

|рН,Н20 |Гумус по|СаС03|Са£Ю4* |(1:2.5)|Тюрину | |2Н20

I Горизонт и ¡глубина взятия ¡образца, см

% в почве

I-

I I

|Аса, 0-4 |

¡Всас5з1, 4-17 ( ¡ВС1са, 17-35 I |ВС2сас5з1,35-65(

Солевой профиль

сга мзиишна нгшвтга гочв

¡Серо-бурая пустшшая, слабогклссносная хлориди-

| ая натриевая сильпозасолемиая почва

р л-гз юккшв) *ю

7.6 0.0 38.8 0.3

7.5 0.4 45.0 4.7

7.5 0.8 50.0 0.1

7.2 2.0 33.8 2.4

'СЗсасаН 3849сгл СМШ1

X к

Рис. 4. Характер распределения основных групп минералов фракции менее 1мкм в серо-бурой пустынной почве на коллювиальных отложениях (Х-хлорит; К-каолинит; х'-гид рос люда; П-палыгорскит; С-смектит).

Глава О. Свойства, строеш¡а и минералогический состав серо-бурой пустш(Е<ой солончаковатой гипсоносной почвы, развитой на отложениях третнчного возраста района Йезд Центрального Ирана.

Одной из характерных особенностей поче и почвенного покрова Центрального Ирана является их формирование на отложениях имеющих большую амплитуду как по возрасту, так и по составу. В Центрагъ-ном Иране, так же как и в большинстве регионов Азии, на поверхность часто выходят отложения, третичного возраста, которые сильно загипсованы, сильно засолены и карбонатны. Эти отложения и формирующаяся на них почва представляют несомненный интерес с трех позиций: 1) эволюции преобразования таких отложений за период почвообразования; 2) источника солевых аккумуляций, е первую очередь при эоловой транспортировке материала на окружающие территории; 3) источника солей при вовлечении почв подобного типа в сельскохозяйственное производство с применением орошения.

Серо-бурая пустынная почва имеет песчаный гранулометрический состав с большим количеством гравия. Доминирующей фракцией является фракция среднего (14,7-19,9%) и тонкого ( 11-17%) песка при ничтожных количествах илистой фракции (0,0-1,3%) и тонкой пыли (.1%).

В пределах профиля почвы, развитой на третичных отложениях, отпрепарирован материал трещины, содержащий материал, отличающийся от вмещающей массы. Этот материал интересен с позиции анализа передвижения массы современных отложений.

Гранулометрический состав силикатного материала трещины резко отличен от такового основной массы более высоким содержанием илистой фракции(2,5-6,8%).

Для профиля почвы характерна слабощелочная реакция среды. рН колеблется от 7,5 до 7,9. Количество органического вещества ничтожно мало (табл.6), также низка емкость катионного обмена, составляющая всего от 0,1 до 5,1 мг экв/100 г почвы.

Количество карбонатов наибольшее в верхнем 0-7 см горизонте - 49% (табл. 6). В гипсово-соленосном куполе СаСОз всего 12%. Здесь же значительно увеличивается количество гипса (20,9%). Материал трещины также карбонатен (37-40%), количество гипса значительно ниже, чем во вмещающей массе (всего 0,1-С,9%) (табл. 6).

Минералогический состав фракции менее 1 мкм серо-бурой супесчаной почвы(рис. 5) представлен гидрослюдами в основном триок-

Таблица б

Физико-химические , химические свойства и солевой профиль почву на отложениях третичного периода Центрального Ирана(данные водных вытяжек 1:5).

г

IГоризонт и ¡глубина взятия ¡образца, см

т

Т

рН,Н20 1Гумус по|СаСОЗ|СаБОЛ* I (1:2.5)1 Тюрину | |2Н20 |

"I

I

% в почве

Солевой профиль

(запиши! няяпая?«

I I

|АВ1сасз, 0-7 | 7.5

|ВПсасз, 7-40 | 7.7

¡ВШсасзз1т,7-40| 7.4

|В1Усасзз1, 7-40 | 7.8

|ВСса, 40-60 | 7.9

I

|АВПса, 0-7 | 7.7

|В1са, 7-40 | 8.0

Серо-бурая пустынная, смльногипсоносная хлори-дная натриевая очень сильно засоленная почва

0.4 49.0

0.0 27.5

1.3 12.5

0.4 35.0

0.2 41.0 Материал трещины

0.4 40.0 0.9

0.4 37.5 0.1

риЭИМПЮТ! КИ1 Ч»9еп5ч]г1}1г]чз""

1Ы1 I

ЗЦШ

Почва на третичных Ъс»т.40ал] ' ОТЛОЖеНИЯХ г*вк*»теш j почва на трещине

Нис. 5. Характер распределения основных групп минералов фракции менее 1мкм в серо-бурой пустынной почве на отложениях третичного периода(Х-хлорит; К-каолинит; Г-гидрослюда; П-палы-горскит; С-смектит).

таэдрическсл о типа, палыгорскитом, хлоритом, каолинитом, смекти-том, цеолитом, сепиолитом. В илистую фракцию переходит также тонкодисперсный гипс и большое количество водорастворимых содей.

Почвы, сформировавшиеся на отложениях третичного периода, содержат парагенетическую ассоциацию минералов с высоким содержанием палыгорскитов с примесью сепиолитов. Присутствие этих минералов, а также гидрослюд, в основном триоктаэдрического типа, смектита, цеолита, т.е. минералов довольно нестойких к изменению реакции среды при каких-либо воздействиях, подтверждает концепцию Л.И.Перельмана (1979) о преобладании (сохранении) в аридных регионах минералов, нестойких к выветриванию. Функционирование профилей почв, развитых на отложениях третичного периода, широко распространенных в Центральном Иране в основном свелось к перераспределению легкорастворимых солей, а также гипса. Наличие последнего в илистой фракции в верхней части профиля свидетельствует об изменении степени его дисперсности. В верхнем горизонте находятся новообразованные формы гипса или продукты его физического дробления. Щелочная реакция среды приводит к относительной стабилизации условий существования таких силикатов как палыгорскит, сепиолит б°з каких-либо значительных преобразований их.

Минералогический состав фракции менее 1 мкм и 1-5 мкм материала трещины свидетельствует о его ином происхождении, чем материал вмещающей массы. Это отличие сводится к резкому снижению содержания смектитовой фазы, уменьшению количества цеолитов. Подобное заключение дает основание сделать предположение о том, что эоловому переносу подвергается материал, отличный от таковых отложений третичного периода. Для него характерны более высокие количества гидрослюд, каолинита, меньше или совсем отсутствуют смектитовая фаза, цеолиты.

Выводы

1.Аридные экосистемы Центрального Ирана подвержены.воздействию процессов вторичного засоления и эолового перераспределения минеральных и солевых масс, активизирующихся под влиянием антропогенных факторов.

2.Вторичное засоление почв Исфаханского оазиса, обусловленное поднятием уровня грунтовых засоленных вод при орошении приле-

гающих территорий привело к формированию солончаков гидроморфных, вторичных,сильно-засоленных, сульфатно-хлоридных,натриевых. Почвы характеризуются нейтральной реакцией среды, высоким содержанием карбонатов, суглинисто-глинистым гранулометрическим составом, с максимальным заселением поверхностных горизонтов. Минералогический состав представлен гидрослюдами,палыгорскитом, каолинитом, вермикулитом. Солонцово-солочаковый процесс способствует максимальной пептизации почвенной массы и механической дезинтеграции кристаллов минералов, в первую очередь палыгорскитов. Орошаемые пустынные почвы существенным образом отличается от солончаков за счет активизации процессов биогенной переработки почвенного материала приведшей к гумусонакоплению почвенной массы. Привнос палы-горскита с ирригационными водами, и стабильностью его в щелочных условиях, образовавшихся при орошении определимо его высокое количество во фракции менее 1 мкм верхних горизонтов почв.

3.Влияние орошения на свойства и состав почв, развитых на пролювиальных отложениях, считающихся наиболее плодородными и пригодными для овощного земледелия сказалось на подщелачивании среды, увеличении карбонатов, снижении содержания гипса, рассо-леннии почв. В минералогическом составе тонкодисперсных фракций верхних горизонтов почв снизилось содержание смектитовой фазы, и цеолитов.

4.Эоловое перераспределение материала и формирование профилей с серией погребенных почв в различные фазы дефляции позволило установить наиболее активное соленакопление в современный период. Минералогический анализ тонкодисперсного материала свидетельствует о передвижении материала в ранных фазах дефляции более палы-горскитового состава, чем в современных отложениях и почвах,развитых на них.

Мелиоративное воздействие посадок саксаула оказало позитивное влияние на солевой состав почв. Отмечается отсутствие водорастворимых солей натрия в верхней части профиля почв, однако здесь увеличилась щьлочность. Все исследованные почвы, как современные, так и погребенные в верхних горизонтах содержат повышенное количество рентгеноаморфной фазы.

5. Почвы, развитые на коллювиальных отложениях, широко распространенных на территории Центрального Ирана характеризуются значительной каменистости« профиля, возрастающей книзу,легким

гранулометрическим составом, низким содержанием органического вещества, сильным засолением с наибольшим содержанием солей в нижней части профиля. Минералогический состав нижней части профиля представлен гидрослюдами триоктаэдрического типа и палыгорскитом, в верхних горизонтах отмечается высокое содержание рентгеноаморф-ных компонентов почв. Использование в сельском хозяйстве таких почв требует больших затрат.

6.Анализ свойств и составов почв, сформировавшихся на третичных отложениях, характерной особенностью которых является сильная засоленность и загипсованность, наличие соленосных куполов позволила сделать заключение о нецелесообразности вовлечения подобных почв в сельскохозяйственное производство, особенно с применением орошения.

7.Для аридных территорий Центрального Ирана характерна пара-генетическая ассоциация легковыветривающихся минералов палыгорс-кит-сепиолитового типа и триоктаэдрических гидрослюд. Аридный педогенез не оказывает существенного влияния на структуру минералов, основным механизмом их изменения является механическая дезинтеграция. Причем наиболее существенные изменения происходят в верхних горизонтах почв, где повсеместно отмечается большее количество рентгеноаморфного материала.

Список опубликовамиых работ по теме диссертации

1. Сравнительная оценка передвижения солей и воды в почвах «Haplargids» и «Camborthids» Ирана с применением свидетеля бромида II Астрахань: Тезисы и доклады «Международной конференции почвоведов, почвенные ресурсы Прикаспийского региона и их рациональнее использование в современных социально-экономических условиях». Почвенный Ин-т им. В. В. Докучаева, РАСХН, РАН, Российское Об-во почвоведов, 1994. С. 229—231.

2. Педогенез засоленных речных аллювиальных почв Центрального Ирана // Астрахань: Тезисы и доклады «Международной конференции почвоведов, почвенные ресурсы Прикаспийского региона и их рациональное использование в современных социально-экономических условиях». Почвенный Ин-т им. В. В. Докучаева, РАСХН, РАН, Российское Об-во почвоведов, 1994. С. 284—285.

3. Особенности минералогического состава засоленных почв Центрального Ирана //Санкт-Петербург: Тезисы докладов II съезда общества почвоведов, 1996. Книга 2, С. 370.

4. Особенности накопления тяжелых металлов и микроэлементов в пустынных почвах Центрального Ирана.//Тезисы докладов международной конференции «Проблемы антропогенного почвообразования».

1997. Т. 3. С. 133—135.

5. Солончаки Центрального Ирана // Сб. тр. Почвенного нп-та им. В. В. Докучаева, 1997 (в печати).

6. Ирригационно преобразованные пустынной почвы и солончаки Центрального Ирана//Аридые экосистемы. Изд-во РАН, 1997 (в печати).

7. Occurence of pa'ygcrskite in alluvial salt affected soils of Central Iran //VII—Soil miiurjiogy in the 16th world congress of soil science,

1998.

Заказ 751.

Объем 1 '/г ч. л.

Типография Издательства МСХА 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44

Тираж 100