Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Плодородие красновато-бурых аридных почв

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Ибет Утхман Исса

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ИЗУЧЕННОСТЬ КРАСНОВАТО-БУРЫХ ПОЧВ

АРИДНОЙ СУБТРОПИЧЕСКОЙ ЗОНЫ.

Глава 2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ТРИПОЛИТАНИИ.

2.1. Геоморфологическое строение.

2.2. Геология.

2.3. Почвообразуюгцие породы.

2.4. Климат.

2.5. Растительность.

Глава 3. СОСТАВ И СВОЙСТВА КРАСНОВАТО-БУРЫХ АРИДНЫХ

ПОЧВ ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТРИПОЛИТАЦИИ ЛИВИИ

3.1. Морфологические особенности.

3.2. Гранулометрический и микроагрегатный состав почв.

3.3. Химический состав почв.

3.4. Физико-химические свойства.

Глава 4. ЖЕЛЕЗО В КРАСНОВАТО-БУРЫХ АРИДНЫХ ПОЧВАХ.

4.1. Теория окраски почв.

4.2. Методы исследований железа в почвах.

4.3. Силикатное железо, как причина окраски красновато-бурых аридных почв.

Глава 5. ОЦЕНКА ПЛОДОРОДИЯ КРАСНОВАТО-БУРЫХ

АРИДНЫХ ПОЧВ.

5.1. Качественная группировка почв.

5.2. Карта «Производительной способности земель».

5.3. Перспективное оптимальное использование земель.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Плодородие красновато-бурых аридных почв"

Красновато-бурые аридные почвы имеют широкое распространение в Сахаре (как северной, так и южной). Ими заняты обширные равнинные территории в северной части Африки, в Северо-Африканской области Средиземноморского ксерофитного сектора. Почвенно-географическими работами установлено, что красновато-бурые аридные почвы являются зональным типом зоны опустыненных степей, окаймляя горные системы Северной Африки (занятых коричневыми сиаллитными, красными ферсиаллитными и рендзин-ными почвами). Массивы красновато-бурых аридных почв широкой полосой доходят до побережья Средиземного моря, проникая по равнинным геоморфологическим элементам до границ экстрааридных районов Сахары. Обширные площади красновато-бурых аридных почв составляют основной фонд сельскохозяйственных земель Ливии, Египта, Туниса, Алжира и ряда других стран Южного и Восточного Средиземноморья. Эти почвы используются для выращивания зерновых культур (пшеницы, ячменя), заняты плантациями оливы, продуктивными (для аридных условий) пастбищами. При орошении на красновато-бурых аридных почвах получают хорошие урожаи овощных культур, цитрусовых.

Использование красновато-бурых аридных почв в земледелии связано с некоторыми трудностями. Ряд их свойств - малогумусность, неудовлетворительный водный режим, частое засоление, каменистость, скелетность, необеспеченность фосфором, азотом, рядом микроэлементов, внутрипрофиль-ное развитие коровых горизонтов, а также легкая подверженность эрозии и дефляции - ограничивают использование красновато-бурых почв в интенсивном земледелии, вызывают необходимость детального картографирования массивов их распространения. Обширные исследования рассматриваемых почв проводились в 1979-1982 годах экспедицией экспортно-импортного объединения «Сельхозпромэкспорт» по контракту с Секретариатом по делам сельского хозяйства Ливийской Арабской Джамахирии (под научным и методическим руководством Почвенного института им.В.В.Доку-чаева). Исследования охватывали территорию 3,59 млн.га. Они включали большой комплекс картографических, стационарных, почвенно-агрофизи-ческих и геоботанических работ, почвенно-агрономических изысканий, обширных химико-аналитических и минералогических исследований. При этом, как указано в монографии Л.Л.Шишова, М.П.Аранбаева и В.Д.Ремизова, 1992, наряду с составлением почвенных карт и карт оптимального перспективного использования земель, составлялись специфические тематические сельскохозяйственные карты - эрозии, засоления почв, производительной способности земель. Разработана шкала оценки пригодности аридных почв к возделыванию сельскохозяйственных культур, разработаны рекомендации по оптимальному использованию земель, по повышению плодородия почв.

Однако ряд важных вопросов изучения аридных почв, в связи с методическими недоработками на начало 80-х годов, остались неосвещенными.

В настоящей диссертации, используя коллекцию почвенных образцов Ливийской экспедиции, изучены по методике Ю.Н.Водяницкого железосодержащие минералы, в связи с красноцветностью красновато-бурых почв. Существенный прогресс в последнее десятилетие геоинформационных картографических технологий позволил на новой основе дать научно обоснованную оценку плодородия красновато-бурых почв.

Объектами исследований были почвы и картографические материалы центральной части обширной равнины Джеффара (Триполитания) - территории, где наблюдаются самые жаркие на земле погодные условия.

Автор выражает признательность за большую помощь в выполнении диссертационной работы научному руководителю академику РАСХН, профессору, доктору сельскохозяйственных наук Шишову Л.Л., а также докторам сельскохозяйственных наук Водяницкому Ю.Н. и Аранбаеву М.П., кандидату географических наук Савину И.Ю.

Заключение Диссертация по теме "Агропочвоведение и агрофизика", Ибет Утхман Исса

ВЫВ ОДЫ

1. В Средиземноморской зоне Африки широко распространены красновато-бурые аридные почвы. На Триполитанском массиве Ливии они занимают 374263 га, или 92,3% территорий. В настоящее время значительная часть красновато-бурых почв развивается в условиях лесонасаждений и аг-роценозов.

На почвенной карте они отображены контурами как однородными, так и с ассоциациями различных почв. Это, как правило, красновато-бурые аридные слабодифференцированные почвы, сочетающиеся с красновато-бурыми аридными дифференцированными, недифференцированными или с песками, корами, литосолями, а также красновато-бурые аридные полнопрофильные почвы в ассоциации с маломощными, скелетными, каменистыми или коро-выми почвами.

2. Профиль красновато-бурых аридных почв дифференцируется на генетические горизонты, в связи с гумусонакоплением, перераспределением тонких фракций, карбонатностью, гипсированностью,корообразованием.

Тип красновато-бурых почв подразделяется на подтипы - типичные, дифференцированные, слабодифференцированные. При развитии в профиле почв коровых горизонтов выделяются подтипы коровых почв. На уровне родов почвы подразделяются на карбонатные, карбонатные гипсированные, карбонатные засоленные, карбонатные солонцевато-засоленные, выщелоченные, бескарбонатные.

Очень важно для производственной оценки почв их разделение на гранулометрические разновидности, каменистости, скелетности и мощности показателей мелкоземистой толщи. По последнему показателю красновато-бурые почвы подразделяются на разряды слаборазвитых (мощность 30-50 см), среднеразвитого (50-80 см), глубокоразвитого (80-120 см) и мощного (более 120 см) профиля.

3. По гранулометрическому составу преобладают супесчаные, песчаные и легкосуглинистые разновидности. В валовом составе абсолютно преобладают оксиды кремнезема. Содержание валового железа, алюминия, титана, марганца низкое (соответственно 3,51; 8,26; 0,18; 0,09%), магния (2,78%), в ряде разрезов отмечается засоление. В целом почвы отличаются очень низкой гумусированностью (0,07-1,62%»), необеспеченностью доступным фосфором (0,7-3,4 мг/100 г почвы), сильным варьированием содержания доступного калия (5,5-81,3 мг/100 г почвы). Для физико-химических свойств красновато-бурых аридных почв характерна высокая щелочность (рНШо от 8,7 до 9,3), низкая емкость катионного обмена (5,7-12,1 мг-экв./100 г почвы), при преобладании поглощенного кальция (2,8-8,5 мг-экв./100 г почвы).

4. Специальными исследованиями с использованием электронной микроскопии и дискретного термомагнитного анализа, установлено, что красновато-бурый цвет аридных почв Сахары обусловлен влиянием не частиц оксидов и гидроксидов железа, а Бе - кластеров на поверхности ожелезненных смектитов, доминирующих среди минералов илистой фракции. Смектиты, слюды и другие глинистые минералы, покрывают пленкой песчано-пылеватые частицы кварца и придают им красноватую и бурую окраску. Оптические и термомагнитные характеристики Бе - кластеров близки характеристикам частиц гетита.

5. Количество оксалаторастворимого железа, характеризующего содержание аморфных - слабоокристаллизованных соединений, очень низкое (от 0,014 до 0,034%). Количество дитиониторастворимых свободных соединений железа также низкое и колеблется от 0,33 до 0,78%, составляя в среднем 0,47%.

6. Степень пригодности красновато-бурых аридных почв для сельскохозяйственного использования варьирует в зависимости от их отдельных свойств (мощность мелкозема, каменистость, дефлированность, засоленность, химические свойства и т.д.).

135

7. Обобщение исследований по современному использованию земель западной Триполитании, показанное на карте «Производительной способности земель», дает наглядное представление об уровне использования земельного фонда и земельных ресурсов для расширения продуктивных сельскохозяйственных угодий. Коэффициент использования земель в целом на обследованном объекте низкий - приблизительно равен 0,4. Имеются значительные резервы расширения обрабатываемых земель, как за счет освоения земель высоких подклассов, так и за счет мелиорации земель низких классов. 8. На основании проведенных исследований компьютерного моделирования (геоинформационных систем) можно сделать вывод, что красновато-бурые аридные почвы региона являются одними из наиболее пригодных почв для сельского хозяйства. Результаты, полученные для территории тестового участка дают представление о потенциале земель всего рассматриваемого региона, позволяют соотнести потенциальные возможные доли рассмотрения тех или иных угодий в регионе исследований, выбрать оптимальные из них при организации системы землепользования конкретных регионов и определении их наилучшей сельскохозяйственной специализации.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Ибет Утхман Исса, Москва

1. Абу - Дальбух М. - Почвы сухих субтропиков северо-западной части Иордании. Автореф. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. с.-х. н., М.: ПИ РАСХН, 1995. 23с.

2. Бабанин В.Ф., Трухин В.И., Карпачевский JT.O., Иванов A.B., Морозов В.В. Магнетизм почв. М.-Ярославль. Изд.ЯГТУ. 1995. 222 с.

3. Боул С., Хоул Ф., Мак-Крекен Р. Генезис и класификация почв. М., Прогресс. 1977. 415 с.

4. Ван Лиир В.Ю. Аридные почвы Ближнего Востока. // География и классификация почв Азии. М.: Наука, 1965, с. 74-78.

5. Водяницкий Ю.Н., Добровольский В.В. Железистые минералы и тяжелые металлы в почвах. М.: ПИ РАСХН, 1998. 216 с.

6. Водяницкий Ю.Н. Изучение оксидов железа в почвах при помощи дискретного термомагнитного анализа. // Почвоведение. 1996. № 7. С.857-867.

7. Герасимов И.П. Географические наблюдения в Северной и Западной Африке. Известия АН СССР, сер. геогр., 1953, № 4.

8. Герасимов И.П. Почвы африканского Средиземноморья (Телля). Доклады VI Международного конгресса почвоведов, V Комиссия, М. Изд-во АН СССР, 1956.

9. Глазовская М.А. Почвы зарубежных стран. М., Изд-во «Мысль», 1975,348 с.

10. Глазовская М. А. Почвы зарубежных стран. М.: Высшая школа, 1983.312с.

11. Глазовская М. А. Почвы Мира, т. 1 и 2. М.: Изд-во МГУ, 19721973.231 и 428 с.

12. Глинка Н.Л. Общая химия. Л-д. Химия. 1974. 728 с.

13. Горбунов Н.И. Минералогия и коллоидная химия почв. М. Наука. 1974.314 с.

14. Горшков А.И. Применение микродифракции электронов для получения базальных рефлексов от пластинчатых слоистых силикатов // Изв. АН СССР. Сер.Геол. 1970. № 3. С.133-138.

15. Деван M.J1. Почвы Ирана. // География и классификация почв Азии. М.: Наука, 1965, с. 62 -68.

16. Зонн C.B. Почвообразование и почвы субтропиков и тропиков. М., УДН, 1974, с.439.

17. Иванова E.H., Розов H.H. Классификация почв СССР. // Доклады советских почвоведов к 7 международному конгрессу в США. М. Изд-во АН СССР, 1960, с.280-293.

18. Карманов И.И. Спектральная отражательная способность и цвет почв, как показатели их свойств. М., Колос, 1974, 351 с.

19. Ковда В.А., Лобова Е. В. Проект почвенной карты Азии в масштабе 1 : 6000000. // Доклады советских почвоведов к 7 международному конгрессу в США. М.: Изд-во АН СССР, 1960, с. 294 - 306.

20. Ларешин В.Г., Зволинский В.П., Мукбиль A.A. Почвы оазисов Южной Аравии. М.,Изд-во РУДН, 1996, с.365.

21. Лобова Е.В. Почвы пустынной зоны СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1960,364 с.

22. Лобова Е.В. Классификация пустынных почв суббореального пояса. // География и классификация почв Азии. М.: Наука, 1965, с. 11 - 38.

23. Лобова Е.В. Хабаров A.B. Почвы, М., «Мысль», 1983, с.ЗОЗ.

24. Минералогическая экспедиция / Под ред. К.Фрея. Л-д.Недра,1985.512 с.

25. Неуструев С.С. Перовский уезд Сыр - Дарьинской области. // Предварительный отчет об организации и исполнении работ по исследованию почв Азиатской России в 1910 г. СПб., Изд. Переселенческого управления ГУЗ, 1911, с.

26. Почвоведение (Ред. В.А.Ковда и Б.Г.Розанов), ч. 1 и 2. М.: Высшая школа, 1988. 400 и 368 с.

27. Почвенная карта Ливии (масштаб 1:200000), 1988.

28. Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Сравнительный анализ круговорота зольных элементов и азота в некоторых пустынных почвах Азии. // География и классификация почв Азии. М.: Наука, 1965, с. 79 - 104.

29. Рожков В.А., В.С.Столбовой, А.З.Швиденко, Г.Фишер. ГИС модели прогнозов в землепользовании и оценка состояния почвенного покрова. Тезисы докл. II съезда РОП, 1996, С.-Петербург, с.62-63.

30. Савин И.Ю., Федорова Е.Г. Геоинформационный анализ земельных ресурсов для сельскохозяйственных целей. в сб.: Современные проблемы почвоведения, М., Почвенный ин-т им.В.В.Докучаева, 2000.

31. Сидоренко А. В. Основные черты минералообразования в пустыне (на примере Кара-Кум). // Вопросы минералогии осадочных образований, кн. 3-4. Львов, Изд-во ЛГУ, 1956, с.

32. Субраманиан В., М. Зариф Салом, Насыров Я, Я. - Некоторые данные по почвам Афганистана. // География и классификация почв Азии. М.: Наука, 1965, с. 59-73.

33. Цехомский A.M. о строении и составе пленки на зернах кварцевых песков// Кора выветривания. М.: изд-во АН СССР. 1960. Вып. 3. С. 293-312.

34. Шишов Л.Л. Классификация и диагностика главнейших типов почв Ливии. Ж. Проблемы освоения пустынь, 1981, № 2.

35. Шишов Jl. Л., Аранбаев М.П., Ремизов В.Д. Генезис, классификация и сельскохозяйственное использование почв аридных субтропиков и горного их обрамления, т.1, кн.1. Ашхабад: Ылым, 1992. 326 с.

36. Burrough P.A. Principal of Geographical Information Systems for Land Resources Assessment. Oxford: Clarendon press, 1988. -194 pp.

37. Buringh P. Soils and soil conditions in lrag. Baghdad: Ministry of Ag-ricflture (N. Veenman and Zonen N.V. Wageningen, Netherlands), 1960, 324 p+2 maps.

38. Cardil C.M., Childs C.M., Whitton J.S. The effect of citrate / bicarbonate57ditionite treatment on standart and soil smectites by Mossbauer spectroscopy // Austral. J.Soil Res. 1987.V.25. N 2.P.145-154.

39. Chidly T.R.E., J.Egly. Computerized systems of land resources appraisal for agricultural development. FAG: 1993. -247 pp.

40. Cooke R.U. and A.Warren Geomorphology in Deserts. Berkeley and Los Angeles: University of California Press, 1973. 393 p.

41. Dan J., D.H. Yaalon, H.Koyumdjsky and Z.Raz The soils of Israel. Bet Dagan, Volcani Center: ARO, Pamphlet No. 199 , 1976. 30 p.+ map.

42. Dewan M.L. and J.Famori The Soils of Iran. Rome: FAO of UN, 1964, 319 p+2maps.

43. Digital Terrain Elevation Data Base (DTED), USA, 1996 (www.nimamuse.com).

44. Dickson D.P.E., Cardile C.M. Magnetic ordering in a montmorillonite observed by 57Fe Mossbauer spectroscopy at 1.3 K // Clays Clay Miner. 1986. V.34. N 1. P.103-104.

45. Engel C.G., and R.P.Sharp Chemical data on desert varnish. Geol. Soc. Am. Bull., 1958, vol. 69, pp. 487-518.

46. Fysh S.A., Cashion J.D., Clark P.E. Mossbauer effect studies of iron in kaolin. 11. Surfase iron//Clays Clay Miner. 1983. V.31. N4. P.293-297.

47. GIS awareness in agricultural research. Environment Information and Assessment Tecn.Rep, UNEP, 1997, 9, -46 pp.

48. Guidelines: Land Evaluation for rainfed agriculture, bul.52, FAO, Rome, 1983,- 115pp.

49. Glennie K. W. Desert Sedimentary Environments -1// Developments in Sedimentology, Vol. 14. Amsterdam: Elsevier, 1970. 222 p.

50. Hooke R. LIB, H-Y. Yang and P.W.Weiblen Desert varnish: an electron probe study. J.Geology, 1969, vol. 77, pp. 275 - 288.

51. Hurst V.J. Visual estimation of iron in saprolite // Geol. Soc. Am. Bull. 1977. V88.P.174-176.

52. Le Bas C., Jamagne M. Soil databases to support sustainable development. INRA- JRC.1996.-150p.56. llaiwi M. Contribution to the Knowledge of the soils of Syria. Gent: State University of Gent, 1983, 259 p + 62p append: + map.

53. Macedo J., Bryant R.B. Preferential microbial reduction of hematite over goethite in Brazilian oxisol // Soil Sci. Soc. Am. J. 1989. V.53. P. 1114-1118.

54. Muir A. Notes on the soils of Syria. - J. Soil Science, 1951, v. 2, no. 2 pp. 163-187.

55. Reifenberg A. The soils of Syria and the Lebanon - J. Soil science, 1952, v.3, no.I, pp. 68 - 89.153

56. Soils of China. China, Beijing: Science Press, 1990, 873 p.+43 Photo +map.

57. Schwertmann U., Murad E., Schulze D.G. Is there Holocene reddening (hematite formation) in soils of axeric temperate areas? // Geoderma. 1982.V.27. P.209-223.

58. Torrent J., Schwetmann U., Schulze D.G. Iron oxide mineralogy of some soils of two river sequences in Spain // Geoderma. 1980. V.23. P.191-208.