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"



На правах рукописи МОХАММАД АХАВАН ГАЛИБАФ

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

МОСКВА 1997

-с 'а/г>:-

С/

Диссертация выполнена на кафедре почвоведения хЧо-сковской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева

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

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 \\осковской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева

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

С диссертации"! можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА

у

Автореферат разослан х декабря 1997 г

доцент Гончарова Н. А. |

Ученый секретарь диссертационного совета — кандидат биологических наук

Говорина В. В.

ОВЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальное» 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 важнш 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 соленаконления, носящего как реликтовый характер, так и обусловленного современны« антропогенным использованием почв.

Дали и задачи шхмашвшятЛ. 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

•Моск.

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА /кзек. ' fiiAWli

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.

- Впе, вые 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 использованию 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.

Аяробапия рабом. 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

Пуб—миин. По материалам диссертации опубликованы 4 работы, 3 сданы в печать.

Структура и объем работ. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов, списка литературы , содержит 62 таблицы, 44 рисунка 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 Кирюшгау 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 9.Ф. и многим другим.

СМЕРМНИЕ РАБОТЫ

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

Глава 1. Обзор литературы во состояние 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; Хавдерсон, робертсон 1963; Хесе

1966). В Центральном Иране, в его аридней части минералогические исследования не проводились. Хонаржу с созет (1994) е солснч<жах 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. Равнинные 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-альных и эоловых отложений. Можно встретить все типичные формы эолового рельефа: пустынно-грядовую, С'.тристую, 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 и 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 1042 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-Каратаев 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.

Глава 3. Объекты и методы исследований

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

В Исфаханской области исследовали почвы с близким залегали^ ем 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 поя 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 Яезд 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(современиые аллювиалюные,.коллювиальные, про-лювиальные отложения, третичные морские осадки, а также эоловые отложения разного возраста, включая современные). Анализировались профили почв в естественных ценозах и их аналога, измененные под

гАЗЕРБАЫроссйя/Ш ItHiiOlAH

; яканл" №ив . »

"ДЕШТЕ-КЕВИР Л и LP А ' Н «Исфахан| ~ (А) .йезл N , . _ I ' (В) ¡/ерман J

Ч nCTrTP-JTVT»-^

Условные Мисатав, ир.1 1:140 обозначения: Мвсятаб. rop.t 1.14000

В1 ESZ

I, It, tit t Надпоймгая» WPOCM. 1. cnpaimmt «нцОоаятшА tmwjo сугжяясты* mml, г. nmni кярОонаяш* пшо eyre-мАСвохм аишзрадикй).

1S78 и а. г*

Условные ..______

обозначения Маотв. гоо.» 1:280000

ЕЗ1 ЕЕ8 Ш8 ®*ВЕв

1. Китпинтадяя осадочные трагичны» онатяв(аааюма), I. мотшяятапвм осадочам» трвлгоыа оитда(пот), Э. эсюм сотрминт» а тмдпгам, 4. щхшааА соармита* . 8. пшвав* *ат»сгтш<.

Рис. 1. Схема расположения объектов исследования, (А)- в долине реки Зайендеруд района Исфахан и (В)- в районе Яезд.

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 (Kittric and Hope, 1963), ' определение гипса по методу, изложенному в руководстве Methods of soil analysis, Раде A.L., Miller R.H., Keeney D.R. (1982), обменные основания установлены по методу Полемио и Родес(Ро1ет1о and Rhodes,1977), разработанному для гипсоносвых аридных почв. Среди инструментальных методов были использованы рентгендифрактометрический метод определения минералов с помощью универсального рентгендифрактометра XZG-4a фирмы Карл Цейс Иена (Германия), ревгентгенофлооресцентный анализ для определения валового химического состава почв.

ПвиЧ. Онопш м щмяитщвяг отлошшмд. и чуигациои-

Проблема засоления почв в аридных регионах весьма актуальна, поскольку именно эти территории имеют все предпосылки активного соленаконления is силу своих природ но- климатических условий.

Исследованные почвы Исфаханского оазиса отнесены к солончакам гидроморфным,■ вторичным сильнозасоленным сульфатно- хлорид-ным, натриевым., Формируются • они на карбонатных пылевато-суглинистых аллювиальных отложениях. Зля морфостроения почв характерны: олабаяокраска гориэовтов.различакщихся в основном по структурному состоянию, высокая плотность, тяжелый суглинисто-глинистый состав с большим количеством легкорастворимых солей,, проявляющихся в виде налета, карбонатное» . Формы карбонатов различны - от псевдомицелия до ярко выраженных конкреций. Тип профиля Apr

- е -

са(сз) (б1) В1са(з1) ВСсаЫ) Б3са(з1).

Лля микрострорния солончаков характерно следующее. Практически все изученные почвенные разрезы имеют литологическую неоднородность, связанную с аллювиальным генезисом почвсгаоразующего 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 меэо-микро-порах; палеогидрогенные гипсовые аккумуляции представпены 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 СрН почвенной пасты колеблется от 6,0 до 6,0) с увеличением щелочности к низу профилей, низкое или очень низкое содержание гумуса О,6-2,ОХ; суглинистый-глинистый, гранулометрический состав с увеличением фракций глины к низу профилей. Емкость кати-онного обмена не превышает 37 мг.-зкв/100 г. почвы с максимальными величинами в нижней части профиля. Солончаки*сильно засолены по всему профилю с максимумом в верхнем горизонте (табд.1). Тип засоления хдоридкый, натриевый.

Минералогический состав тонкодисперсных фракций почв преде-

Таблица 1

визико-химическне, химические свойства и солевые профили солончаков и ороиаемой серо-бурой почвы на аллювиальных отложениях Центрального Ирана (показатели вытяжек из водонасыщекных почвенных паст).

Горизонт, глубина взятия образца, см

РН

Гумус по Тюрину СаСОэ CaSO«* 2Н20

Z в почве

Солевой профиль

иамдистш HMCMSiw

Aicasi, o-i3 | A2casl, 13-201 BAcasl, 20-671 Bcasl, 67-77 | Btca, 77-97 | Bca, 97-150 |

6.0

7.0

7.2

7.3

7.1 7.6

Солончак гидроморфиый, вторичный, хлорида* кальцмево-магииево натриевый

~ — "" ----р ча к «чп г№»«я

1.7 1.4 0.6 0.3 0.3 0.2

28.5 25.5 33.5 32.5 37.0 43.0

Солончак гихроморфшй, вторично.

Acasl, 0-15 Blca, 16-39 В2са, 39-113 ВЗса, 113-150

Оолонец-сожжчак

Acacssl.0-26 Acasl, 26-39 Bcasl, 39-51 Btncasl,51-66 Blcasl,65-83 BScasl,89-130

Apea, 0-15 Blca, 15-30 BZca, 30-105 ВЗса, 105-140

пустынная, слабо 1.3 42.0

8.0

7.8 0.9 41.5

8.0 , 0.4 41.0

8.0 0.2 33.0

0.0 0.0 0.0 0.0

cepo-бурая почва

шш

тавлен гидрослюдами (от 41 до 892), папыгсрск.!тсм (ст 2 до 48 %), каолинитом (от 5 до 10 X), вермикулитом (от 1 до 3 %)(табл.2).

Аридные условия и высокое соде^иание 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 ирригационнопреоб-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: I- сохранение палыгорскита в'более щелочных условиях, создавшихся в орошаемой почве; 2-тфивносом его на поверхность почвы с орошаемой водой, как из реки ЗаЙендеруд, так и глубоких кяризов.

Шв 5. Свойства, строение, минералогический состав серо-Оурих 1уШЬнш почв на пролмвиальншс отложениях и нх реакця на оро-шЙЫе.

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

Орошение проводилось в течение 50 лет 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 потенциальным плодородием. 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 Гидрослвда Палыгорскит Вермикулит

фракция < 0.2 мкм

Солончак гидроморфный. вторичный, хлоридный.

кальциево-магниево натриевый

BAcasl, 20-67 5.7 83.3 10.0 1.0

Вса, 97-ISO 9.0 70.0 20.0 1.0

Солончак гидроморфный. вторичный.

хлоридный, натриевый

Acasl, О-IS 8.7 88.9 1.6 о: 8

ВЗса, 113-150 7.2 89.9 0.8 2.1

Солонец-солончак пщюицфпй. вторично»,

хлоридам, мш таию натриевый

Acacssl, 0-26 5.3 88.6 8.0 3.1

B2casl,83-130 7.2 89.7 2.6 0.5

фригацжжио-преобразованная серо-бурая пустынная

• слабо соло« щвватая почва

Apea, 0-15 9.8 40.6 47.6 2.0

B2ca, 30-105 8.2 84.2 - 5.6 2.0

1 фракция 0.2-2 мш

Салонед-салончак гхдроморфный. вторичный.

XI оридный, мах umbo натриевый

Acacssl, 0-26 59.1 39.4 0.0 1.5

B2casl,83-130 » 28.1 71.3 0.0 0.6 •.-■--. i

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 условиях(тип профиля: Acacs Вса ВСса), характерна слабощелочная реакция среды. Щелочность возрастает к нижней части профиля(табл.3). Количество органического вещества невелико(О.б-1,02). Профиль^карбонатный, содержание СаСОэ составляет 20,0-37,52. Наиболее высокое содержание гипса отмечается в верхних горизонтах, где оно достигает 2.75Х. Анализ водной вытяжки позволил установить увеличение водо- . растворимого натрия и магния к низу профиля. Среди анионов доминирует хлорид (табл.3). 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.3).

Минералогический состав фракции, менее 1 мкм пролювиальных отложений представлен парагенетической ассоциацией с домингрова-нием 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 иа состав 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 отмечаются более высо-* кие количества палыгорскита, по сравнению с целинным аналогом.

Глава 6. Свойства, строение н минералогический состав серо-бурых пустынных слабагипсоносных умеренно-засаленных суглинистых почв с погребенными почвами, а также серо-бурой пустынной суглинистой почвы под лесомелиоративными посадками на эоловых отложениях ра-

Таблица 3

Физико-химические , химические свойства и солевые профили почв на пролгавиальных отложениях Центрального ИранаСданные водных вытяжек 1:5).

¡Горизонт и ¡глубина взятия ¡образца, см I

¡Асасэ, 0-5 |Вса, 5-38 |ВСса, 38-65

1-1-г

рН,Н20 IГумус по|СаС03|СаЭ04*| (1:2.5) [Тюрину | 12Н20 1 |->-1-1

I

X в почве

Солевой профиль

! М13 МП ЮП НШ1В С1В 5011

Серо-бурая пустынная поверхностио-слдбогипсонос-

ная почва ( целинная) 7.5 0.6 37.5 7.9 0.6 34.0 0.4^, 8.3 1.0 20.0 и

____ еа^ихвлгпвш

о о ч ш<1»<»ч(;Я1»п»1

г .»

I

|Арса, 0-7 |Вса, 7-37 |ВСса, 37-65

Серо-бурая пустынная почва ( орошаемая )

82 <5й 4ПО Г) Л гтши]юшии«»

«и.и и.4 ^иаЛичили!»»»«»«»

8.0 0.6 40.5 0.3 »

8.1 2.1 42.5 0.3

__

Рис. 2. Характер распределения основных груш минералов фракции менее 1мкм в серо-бурой пустынной почве на пролювиаьных отложениях(Х-хлорит; К-каолинит; Г-гидрослюда; П-палыгорскит;-С-смектит).

йоиа Кезд ЦьнтральногоИрана.

Наиболее типичной формой аридных ландшафтов Центрального Ирана, особенно в его пустынной части являются эоловые отложения - продукты дефляции пород разного генезиса и возраста. Развитию дефляции способствует аккумулятивный тип рельефа, который обусловливает накопление рыхлых масс, климатические условия такие кчк высокая сухость воздуха, летная жара, 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 10см и залегающими глубже четыремя погребенными профилями, каждый из которого имеет мощность от 13 до 30см.

Все почвы карбонатны(20-38Х),(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 2,81г. 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 случат ев 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 4,5Х.

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 же эоло-

-

Таблица 4

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

|рН,Н20 |Гумус по|СаС03|Са304*| I(1:2.5)|Тюрину | 12Н20 I I-'-'-1

¡Горизонт и ¡глубина взятия ¡образца, см

X в .шве

I I

11АсаБ1 ,0-4 |Всаз1 ,4-8 IВСсасэз1, 8-18

I

IПАсасэ, 18-20 ¡ВСсасзз1,20-34 |Сса51, 34-36 1

ППАрса, 36-47 |ВСса, 47-49 I

IIVАса, 49-58 |Вса, 58-60 |ВСса, 60-79 I

|УАса, 79-88 ¡Вса, 88-90 |ВСса, 90-100

Солевой профиль I соокпавашшшясаззчш

Серо-бурая пустынная, хлоридная натриевая умереннозасоленная почва с погребенными почвами

8.0 0.4 24.0 1.1

8.0 2.3 31.3 1.7

7.9 2.1 32.5 2.6

7.9 0.0 26.0 2.8

7.7 1.4 27.6 2.1

7.7 0.0 38.4 1.8

8.1 5.6 20. С 1.1

8.1 1.2 31.3 0.4

8.3 0.0 22.5 0.4

8.4 0.8 32.5 0.8

8.1 1.4 22.5 0.9

8.5 0.0 37.5 0.6

8.1 0.4 30.0 0.3

8.1 0.2 32.5 0.3

иь-гз имшга л 1»в1бу<1г1 П1£"

Серо-бурая пустынная почва I | поя лесомелиоративной посахтй тлишт

Аса, 0-12 . | 9.0 0.4 39.0 0.1 ♦ имщшш'нтн ¡АВса, 12-46 | 9.6 0.0 42.5 0.4 (Вса, 46-70 | 7.9 1.2 32.Б 0.4

■ • <г

вой массиве но под лесомелиоративными насаждениями характеризуется сильно щелочной реакцией среды (табл.4). Щелочность достигает 0,6 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 0,42, ниже органическое вещество отсутствует совсем и только в горизонте В анализ показал возрастание количества гумуса до 1,2Х. 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 ландшафтов: характерно преобладание слабовыветрелых слюд-гидрослюд, наличие магнезиальных силикатов-палыгорскитов-сепиолитов, магнезиаль но-жеде-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(39-55Х), хло-рита(7-15Х),каолинита(5-11Х), палыгорскита(17-41Х), смекти-та(0,2-10,5Х). Отмечается тенденция:снижения содержания палыгорскита 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°26 до 35°26, свидетельствующее о присутствии рентгеноаморфных компонентов.

Отношение интенсивностей. рефлексов слоистых силикатов к кварцу , свидетельствует в пользу более высоких его количеств в верхних частях профилей. Сопоставляя данные валового содержания оксида кремния и поведение кристадличесгарс его форм (кварц), можно предположить более высокое содержание рентгеноаморфных форм кремния в верхних горизонтах. . ..

Доказательством доминирования рентгеноаморфных форм кремния

Погноенные почвы

• Рис. 3. Характер распределения основных групп минеоалов ж^ГгуТ* 1мкм в„сер°-бурых штанных почв на ^ло^ ^ К"Ка°ЛИНИТ; Г-гидрослюда; П-палы£рск££ _

по сравнение 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 имечт 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 (1869) 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 триоктаэдрическая гидрослюда (45-472) и палыгорскит (26-30%). В нижней! части профиля увеличивается количество сепиолита.

Глава 7. Свойства, строение и минералогический состав серо-бурой пустынной солончаковатой слабогипсоносной почвы на колливиалышх отложениях района Йезд Центрального Крана.

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 про- ' фил я, 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 фракции (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 (вершкулитовых) образований, в сторону образования верынку литовых пакетов.

Таблица б

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

1-1-1-1-1-

|рН,Н20 |Гумус по|СаС03|Са304*| 1(1:2.5)|Тюрину I 12Н20 1

I I--1-

| I X в почве

¡Горизонт и Iглубина взятия ¡образца, см

Солевой профиль

саз миншакмшш 5оч»

+

|Серо-бурая пустынная, слабогипсоносная хлорццн-

I 1

I I

¡Аса, 0-4 I Всасэз!, 4-17 I |ВС1са, 17-35 I ¡ВСгсасзэ!,35-651

ая натриевая

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

смлыюзжоленная почва

мю. юкшга »о .ишиештш

X К Г п С

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

Глава в. Свойства, строение и минералогический состав серо-бурой Пустынной сожшчаковахой гипсоносной почвы, развитой на отложениях третичного возраста района Йезд Центрального Крана.

Одной из характерных особенностей почв и почвенного покрова Центрального Ирана является их формирование на отложениях имеющих большую амплитуду как по возрасту, так и по составу. В Центральном 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, в 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 ( 11-172) песка при ничтожных количествах илистой фракции (0,0-1,32) и тонкой пыли (-12).

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 боле!» высоким содержанием илистой фракции(2,5-6,82). •

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 - 492 (табл. 6). В гипсово- соленосном куполе СаСОз всего 122. Здесь же значительно увеличивается количество гипса (20,92). Материал трещины также карбонатен (37-402), количество гипса значительно ниже, чем во вмещающей массе (всего 0,1-0,92) (табл. 6).

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

Таблица 6

Физико-химические , химические свойства и солевой профиль почвы на отложениях третичного периода Центрального ИранаСданные водных вытяжек 1:5),

-1

IГоризонт и ¡глубина взятия ¡образца, см I

рН,Н20 |Гумус П01СаС0Э|Са304*| (1:2.5)|Тюрину | |2Н20

Н

I

X в почве

Солевой профиль ' №я«|Ч| кпжош •от

Серо-бурая пустынная, скльногипсоносная хлори-

засоленная почва

см"

1 дная натриевая очень сильно

|АВ1сасз, 0-7 7.5 0.4 49.0 7.2

|ВПсасз, 7-40 7.7 0.0 27.5 3.8

|ВШсасзз1т,7-40 7.4 1.3 12.5 20.9

|В1Усасгг1, 7-40 7.8 0.4 35.0 5.3

|ВСса, 40-60 7.9 0.2 41.0 0.3

1 |АВИса, 0-7 Материал трещины

7.7 0.4 40.0 0.9

¡В1са, 7-40 8.0 0.4 \S7.5 0.1

: Г

«молп1 Почва на третичных

1 отложвниях "лв****™] Почва на трешияе

Ик:. 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).

таэдрического типа, палыгорскитом, хлоритом, каолинитом, смекти-том, цеолитом, сепиолитом. В илистую фракцию переходит также тонкодисперсный гипс и больное количество водорастворимых солей.

Почвы, сформировавшиеся на отложениях третичного периода, содержат парагенетическую ассоциацию минералов с высоким содержанием палыгорскитов с примесью сепиояитов. 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 Форш гипса «ли продукты его физического дробления. Щелочная реакция среды приводит к относительной стабилизации условий существования таких силикатов как палыгорс кит, 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, меныве или совсем отсутствуют смектитовая фаза, цеолиты, у

Вмппдн

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 Исфахансного оазиса, * обусловленное поднятием уровня грунтовых засоленных вод при орошении пркде-

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 профчля почв, однако здесь увеличилась щелочность. 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 каменистостью 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 особенность» 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 легковыветриваюцихся минералов палыгорс-кит-сепиолитового типа и триоктаэдрических гидрослюд. Аридный педогенез не оказывает существенного влияния на структуру минералов, основнш механизмом их изменения является механическая дезинтеграция. Причем наиболее существенные изменения происходят в верхних горизонтах почв, где повсеместно отмечается больнее количество рентгеноаморфного материала.

Список опубликованных работ по геме диссертации

1 I равнитет^ная оценка передвижения сотеи и воды в почвах iHaplargids» и «.LamborthuKs Ирана с применением свидетеля бромида / Астрахань Тешсы и доклады «Международном конференции почвове дов по (венные ресурсы Прикаспийского региона и их рациональное использование в современных соцнльно -»кономических усювиях» Поч венный Инг им В В Докучаева, РЛ1АН Р\Н, Рощинское Об во почвоведов 1994 С 229 231

2 Петогене! и^отешмх решых а тлювиа тьных почв Центрального Ирана // \^трахань Тезнсы и доклады «Международной конференции почвове iOB почвенные ресурсы Прикаспииского региона и их рациопаль ное испо!ыование в современных социально экономических \^ловиях> Почвенный Ин т им В В Докучаева, Р\СЧН Р\Н, Российское Об во почвоведов, 1994 С 284 285

3 Особенности чинералогиче-кого состава засоленных почв Центрального Ирана / Санкт Петербург Теэисы докладов II съезда общест ва почвоведов, 199Ь Книга 2, С 370

4 Особенности накопления гяжетых металлов и микроэлементов в пустынных почвах Центрального Ирана '/ Тезисы докладов междуна родной конференции «Проблемы антропогенного почвообразования» J 497 Т 3 L I ¡3 135

5 Солончаки Центрального Ирана '/ Сб тр Почвенного ин та нм 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 paHgtrskite in alluvial salt affected soils of Central Iran /VII ~S<i! rri i ralo^y in the lbth worid congress of soil science, 1998

Объем 11 п 1

Заказ 751

Типография Издательства Mi ХЛ 127550 Москва И 550 Тимирязевская ул, 44

Тираж 100