Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССОВ ЗАСОЛЕНИЯ И ОГЛЕЕНИЯ НА УДЕЛЬНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ ОРОШАЕМЫХ ПОЧВ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССОВ ЗАСОЛЕНИЯ И ОГЛЕЕНИЯ НА УДЕЛЬНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ ОРОШАЕМЫХ ПОЧВ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ нменн К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи Ахмед Мохамед эль-Зухри Абдель Хам ид РАБИЙ-

ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССОВ ЗАСОЛЕНИЯ

И ОГЛЕЕНИЯ НА УДЕЛЬНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ ОРОШАЕМЫХ ПОЧВ

(Специальность 06.01.03. — почвоведение)

V Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА —1979

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

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук профессор И. С. Кауричев.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук'Профессор П. У. Бахтин, кандидат сельскохозяйственных ■ .наук Б. А. Знмовец.

Ведущее предприятие — факультет почвоведения Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.

Защита диссертации состоится 26 июня 1979 г. в 15 час. на заседании Специализированного совета К.120,35.01 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, г. Москва, И-650, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан « . » июня 1979 г.

Ученый секретарь

Специализированного совет

. А. Дорожкина

Актуальность работы* Важнейшим показателем физической характеристики почв является величина ее активной' удельной тговерхмости. Широкие работы, проводимые в СССР к других странах ло мелиорации >в гумидиых и аридных регионах, по внесению -больших доз-минеральных и органических удобрений, изменяют весь ход естественного почвообразовательного процесса. Наряду с 'Положительными процессами, протекающими в почвах и способствующими повышению урожайности возделываемых культур; отмечаются и негативные стороны изменен и я свойств поч'впри'неправильнбй технологии проведения агротехнических и мелиоративных-работ, ведущие К'снижению плодородия поче. 'К последним могут быть отнесены процессы вторичного засоления ир*и выпотном водном режиме,"оглеения ;при заболачи-ваншплочв и др. Все эти процессы-влияют-как-непосредственно на изменение химического состава почв,-так и-на1 величину и-качество ее поверхности. В-настоящее время не имеется специальных работ, где бы исследовалось влияние процессов оглеения, состава поглощенных катионов (изменение -ко-торого зависит от исходного .химического состава ¡почвообразующнх пород л качества-оросительных вод), влияния орошения и сельскохозяйственного использования >почв >на величину и качество удельной 'поверхности. Решение этих вопросов представляет актуальную иауч-•иую проблему -почвоведения.

Цель работы состояла в исследовании влияния процессов оглеения, засоления, а также сельскохозяйственного использования .почв '{освоение целинных почв, орошения и затопления почв под культуру риса) на лзмеаюи-ие величины и качества их удельной поверхности.

Объекты исследований. В качестве объектов исследовании были взяты почвы каштановой зоны, {совхоз «Волго-Дои», Волгоградская область).; черноземыложные {-колхоз «Дружба» Одесской области); черноземно-луговая почва (Почвенный стационар МГУ, Тамбовская область) ; аллювиальная лоч-'Ва (ферма агрономического факультета (Каирского университета, пойма .Нил); серозем светлый ((совхоз.«40 лет Таджикистана»), а также морена (Полевая станция ТСХЛ); покров-

срд.

йкгг^т [::!. ^ Л,

ный.суглинок ('Московская область) и некоторые глинистые минералы.

Методы исследований. Поставленные задачи решались путем сравнительной характеристики удельной. поверхности образцов орошаемых п богарных почв, различного уровня сельскохозяйственного использования, а также постановкой модельных опытов но изучению -влияния оглеения и засоления почв на их -поверхностные свойства. Удельная поверхность-

рассчитывалась по формуле Й- , где влажность

мономолскулярно го (Ш т) слоя находилась по изотерме десорбции паров воды с помощью уравнения БЭТ, а внешняя и внутренняя поверхность определялась по 'методике, изложенной в-работе А. Д. Воронина л ВиГ. Витязева (1971). Полученные данные обрабатывались'методами математической статистики 1('Е- А. Дмитриев, 1972).. .

Научная новизна. Впервые показано, .что интенсивное глее-образоваиие приводит.« заметному уменьшению общей поверхности поте. Установлено, -что процессы .засоления, изменяя. состав.-поглощенных оснований почв, .оказывают.существенное влияние -на.величину их активной поверхности. В результате орошения лоч-в, затопления их под.культуру риса; (в течение 4 лет) величина удельной-поверхности существенно не изменяется; вовлечение черноземо-луговых почв в сельскохозяйственное использование уменьшает- величину их поверхности, а каштановых лочв при-их интенсивном окультуривании увеличивает.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены .«а-конференции молодых ученых ТСХА (июнь, 1978 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы две работы.

Объем работы. Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста, содержит 37 таблиц и 5 -рисунков.

Работа состоит нзвведеиия, пяти глав, выводов и списка использованной литературы, включающего 1'15 названий на русском м 73 на иностранных языках.

I. Влияние оглеения.на удельную поверхность почв и пород

Процессы глееобразовання широко ¿представлены в природных условиях в полупIдроморфных и гидроморфных почвах различных зон. Кроме того, они часто сопутствуют орошаемому-земледелию л возникают в результате подтопления территорий водами искусственных водохранилищ. Имеющиеся ■работы свидетельствуют о значительном изменении а процессе оглеения химического состава минеральной части почв и по*

род (Г. II. Высоцкий, 1905; Я. Сюта, 1962; И. С. Кауричей, 1965; Ф. Р. Зайдельман, 1974 к др.).

Специальные исследования влияния оглеения на величину и качество удельной поверхности -почв ранее не проводились, Можно сослаться лишь на работу Ф. Р. Зайдельмана и Р. П. Нароковой >(1978), в которой авторы на основами» данных модельного опыта высказывают предположение, что в зависимости от генезиса пород и водного режима удельная поверхность почв может возрастать при застойном режиме в суглинистых кислых и карбонатных породах и уменьшаться или увеличиваться соответственно в кислых п карбонатных породах при проточном режиме. В связи с этим нами поставлен специальный эксперимент по моделированию процесса оглес-ння на образцах аллювиальной почвы, серозема, морены п -до-кровного суглинка лутем их компостирования ю течение 1, 3 н 6 месяцев в-условиях избыточного увлажнения. В целях усиления глеео&разования в почвенный раствор вносили сахарозу в концентрации 2 н 10% раствора.

При постановке настоящих исследований мы исходили из предположений, что изменения величины активной удельной поверхности почв при оглеении могут быть обусловлены следующими обстоятельствами. Во-первых, изменением в процессе оглеения дисперсности исследуемых объектов. Во-вторых, глееобразованне может приводить к частичному изменению минералогического состава почв и пород. В-третьих, при глее-обра-зованнн изменяется -качество поверхности почвенных частиц вследствие преобразования и частичного удаления органических компонентов ночвы, выноса железа и других химических элементов.

■В процессе опыта в динамике изучалось изменение рН, ОВП. По окончании сроков'компостирован-ня в фильтрате анализировали содержание ионов. Ре*-4-+, Са+*,

Мц*-*, N3-1- и а также определяли прокаленный остаток. Кроме того, в исходных образцах и -в образцах вариантов 6-месячного компостирования проводился валовой и механический анализ.

Результаты сравнительного сопоставления данных по химическому составу исходных образцов и образцов, подверженных искусственному оглеенню, показывают заметное влияние последнего на минеральный состав почв, что, прежде всего, проявляется в выносе кальция, железа, марганца, фосфора, алюминия й остаточном накоплений кремнезема. Наиболее значительно эти процессы проявляются -при добавлении 10% раствора органического вещества и -при шестимесячном компостировании образцов. Механический анализ почв и пород показал, что в результате* шестимесячного компостирования

существенного изменения содержания ила в образцах не наблюдается.

Результаты: исследований показывают, что удельная поверхность исследуемых объектов колеблется в довольно широких пределах (табл. '!)• Наибольшей поверхностью характеризуется аллювиальная почиа (до (160 мг/г), наименьшей — серозем 1(41—18 мг/|). вследствие большого содержания карбонатов, которые, имен незначительную удельную поверхность, снижают общую поверхность почвы в целом. Морена и л он ровный суглинок занимают промежуточное положение. Величины удельных поверхностей обусловлены, главным образом, различным механическим составом почв и пород, а также содержанием гумуса, емкостью поглощения и другими показателями. Как правило«.-во всех образцах внутренняя поверхность преобладает над внешней.

Компостирование образцов почв и -пород в течение б месяцев .в условиях избыточного увлажнения существенно-не изменяет величину активной: поверхности твердой фазы. Отмечается лишь некоторая тенденция уменьшения удельной поверхности аллювиальной почвы. Аналогичная картина наблюдается и при добавлении в почвенный.раствор 2%-ного раствора сахарозы.

Заметное уменьшение волтшны активной поверхности почв и пород оказывает добавление !0%-ного раствора органического вещества уже по прошествии одного месяца компостирования образцов, что связано с усилением процесса проявления глее-образовання в результате перехода значительного количества железа и кальция в раствор, увеличения подвижности алюминия, марганца и фосфора. Относительный вынос железа колеблется в интервале 8—'15% от исходного содержания железа гв почвах н достигает '25%' в образце верхнего горизонта серозема. Дальнейшее компостирование образцов в течение 6 месяцев на фоне 10% 'раствора сахарозы не оказывает заметного влняния на изменение величины активной поверхности по сравнению с месячным компостированием.

В аллювиальной почве поверхность уменьшается примерно на 70 ма/г, что составляет 44% от -первоначальной величины удельной поверхности; -в сероземе — на 36% по сравнению с контролем; в покровном суглинке — на •№%■. Во всех исследуе: мых объектах уменьшение общей поверхности происходит за счет доли внутренней поверхности.

Усиление процессов оглеения при внесении 10%-ного раствора сахарозы привод^ к увеличению чистой дифференциальной теплоты десорбции паров воды. 2%-ный раствор сахарозы не оказывает значительного влияния на изменение данного показателя.

Таким образом, можно ожидать, что процессы глееобразо-

Таблица 1

Удельная поверхность почв и пород (м'/г) и чистая дифференциальная теплота десорбции паров воды

Почва, порола Глубина, см НгО (Л) 2%-пая сахароза (В) 10%-ная сахароза '(С) ккал/мо.чь Ц,0

I 2 | 3 1 1 2 3 1 1 2 1 3 •Л 1 11 1 С

Аллювиальная..... 0- 20 70- 90 159 43 48 40 ПС 147 39 108 04 107 87 43 48 41 44 36 54 1,71 1,71 2,58

141 163 144 93 ,123 "105 137 149 137 43 42 37 84 95 ' 1,15 1,71 1^3 1,71 1,87 1.78

ЗУ 100 82 44 38 1,23 1,26 1,53

Серозем........ 0- 27 95-105 41 1С 25 20 31 42 22 19 18 18 20 31 28 3 1,65 1,44 —

42 48 п 17 40 46 42 21 28 33 30 31 23 27 12 3 4 1,48 1.01 1,29 1,45 2.47

45 18 27 24 27 1,31 1.11 2,54

Покровный суглинок . . . 110-120 110 27 89 116 34 38 84 73 40 33 1,10 1,22 1,58

119 35 84 107 69 73 37 30 1,16 152 1,57

Морена . , . , '. . *. . 180-190 66 23 43 68 20 20 48 40 25 •15 1,20 1,11 1,75

76 21 55 74 54 39 24 15 1,71 1,71 2,13

Числитель — ! месяц; знаменатель —6 месяцев. 1 —общая поверкност',; 2 —внешняя; 3 — внутренняя.

вання при длительном та проявлении на фоне 'высокого содержания органического вещества могут приводить к уменьшению удельной поверхности почв. Опыты по компостированию «сходных образцов почв и пород без дополнительного внесения органического вещества (сахарозы) позволяют считать, что кратковременное проявление процесса оглеения в природных условиях, очевидно,, не вызывает существенного-изменения величины, их активной поверхности. I

Другим важным фактором, влияющим на величину актив* ной поверхности почв, яиляется состав обменных оснований и емкость поглощения почв. ¡Как известно, при орошении почв, особенно минерализованными водами, изменяется их первоначальным состав обменных основании. В: связи с этим нами; был поставлен эксперимент по выяснению влияния сосгга-ва обменных оснований на удельную поверхность твердой фазы ПОЧВ И пород;

II. Влияние засоления почв и пород на величину их активной поверхности

Исследования влияния поглощенных катионов и химизма засоления на величину удельной поверхности нами проведены как для чистых глинистых минералов (монтмориллонит, иллит и каодинпт), так и для различных образцов почи и пород. .. . .

Общая удельная поверхность кальннйнасыщенного монтмориллонита составляет 490 мг/г, а ^-монтмориллонита — 350 мг/г. Внешняя поверхность монтмориллонита, насыщенного натрием, составляет 74% от полной поверхности, • в то время как для кальций-формы лишь 26%. Для нллнта максимальные вменения поверхности, -вызванные видом катиона, колеблются -в пределах 23 мг/г. Иллит, насыщенный различными катионами, характеризуется лишь внешней удельной'Поверхностью, максимальной при насыщении кальций-ионом — 96 мг/г и наименьшей в случае калин-формы — 73 мг/г. Каолинит характеризуется небольшой и только внешней поверхностью (в пределах 23—30 м5/г)> и полученные данные не позволяют судить о влиянии тех или иных катионов на дифференциацию величины активной поверхности данного минерала.

Для исследования влияния различных легкорастворнмых солей и гипса на величину и качество активной поверхности были взяты образны аллювиальной почвы (0—20 н 70— 90 см), чернозема южного (0-—'30 и 90—100 см) и покровного суглинка.

При взаимодействии растворов легкорастворимых солей и насыщенного раствора гипса с исследуемыми образцами существенно изменяется состав обменных оснований: заметно 6

I. Удельная поверхность почв -каштановой зона " каатаноаая целинная; ■—- солонец

-- каштановая окультуренная (орошаеыая);."

каштановая окультуренная (н&ороаавшя)

70 80 90 100 НО и2/г О «—*>—'-

Рис, 2, Удельная поверхность черноземов тош

—г чериозец затопляемый -■ черюзец аэтоморфшй ;

увеличивается содержание того катиона, который входит в состав раствора. Вместе с тем доля данного катиона в ППК зависит от того, с каким анионом этот катион входит в состав солен, т. е. от химического состава исходного раствора. Для ■всех образцов относительная доля кальция в ППК меньше при насыщении хлористым кальцием по сравнению с сульфатом кальция. По сравнению с контролем емкость поглощения исследуемых образцов выше при обработке их хлористым кальцием,.нежели другими солями.

■ Анализ изменения величин удельных поверхностен при обработке образцов почв -растворами солей свидетельствует о следующем >(табл. 2, 3): в тех почвах, где емкость поглоще-

Т а С л к из 2

Удельная поверхность (Э, м'/г) почв и покровного суглинка,:, обработанных хлоридами

Почва Разница удельных поверхностей СаС!) КаС1 СаС|*

Аллювиальная (0-20 с«) 118,0 98,9 1)6,1 118,0

5-113,2 средних 19,1' '** 2,5* ■ 21,6"*

с контролем 4,8" 14,3*** 16,8***

(70-90 см) 136,8- 108.4 106,4 136.8

5 = 128,1 средних 28,4' '** 2,0* 30.4***

с контролем 8.7*** 19,7*" 21.7***

Чернозем южный. (0—10 см) 87,3 78,6 . ^ 78,9 87.3

5=87,6 средин* 8,7*** 0.3 8,4*"

с контролем 0,3 9.0*** 8,7**

(90—100 см) 64.3 53.5 55,9 64.3

5=01,3 средник 10,8*** 2 .4* 8,4*** .

с контролем 3.0* 7.8*** 5,4***

Покровный суглинок (110—120 см) 5-94,8 средних 104,8 84,3 90,8 101,8 20,3*** 6,5" , 14,0***

с контролем 10,0** * 10,3"* 4,0** .

Примечание: ..."*; ..."*; ...' — разница достоверна с вероятностью >0,999; >0,99 и >0,95 соответственно.

иия выше, отмечаются' и более высокие величины удельных поверхностей, т. е. чем больше обменных катионов, приходнт-

ся на единицу массы почвы, тем выше значения общей повер: »ости. Для аллювиальной почвы коэффициент корреляци между емкостью поглощения и поверхностью состав л яе

+0,75; для чернозема--|-0,76, т. е. связь.между данными лр!

знаками тесная- (Е. А. Дмитриев, 1972)-. При обработке поч хлоридами общая поверхность везде выше при обработн кальциевыми солями. Поверхность становится достоверно вь ше по сравнению с контролем в аллювиальной почве на 4,88,7 мг/г; в покровном суглинке—на 10 м2/г. Хлориды магния натрия уменьшают активную поверхность почв, по сравнен» с контролем, с высокой достоверностью Ч^'0,999). Изменени удельной поверхности; обусловленные аилом катионов,, дост) гают в аллювиальной почве 30,4 м2/г при обработке СаСЬ ЫаС1; '10,8 м2/г щ черноземе; 20,5 м2/г в покровном суглини

Т а 0 л я ц а

Удельная поверхность (,Ч, мг/г) почв и покровного суглинка, обработанных сульфатами .

Почва Разинца удельных поверхностен Са50, МрБО, СаЭО!

Аллювиальная (0—20 см) 114,0 98,4 100,3 114.0

5-113,2 средних 15,6*** 1.9* 13,7***

с контролем 0,8 14.8***

(70—90 см) 132.6 109,4 116.4 132,6

& =128,1 средиих 23 2*** 7,0* 16.1***

с контролем 4,5" 18.7*** 11,7**

Чернозем южный (0—10 см) 85,4 78,5 83,6 85.4

5=87,6 средних 6,9*** 3 ,1*** 1,8**

с контролем 2 <>* 9,1*** 4,0**

(90—100 см) 66,5 54,1 56.6 66,5

5=61,3 средних 12 4*** 4.5** 7.9**

с контролем 5.2" 7,2*" 2 7**

Покровный суглинок (110—120 см) 5-94,8 средних 102,5 84,4 18,1*** 76,6 7,8** 102,5 25.0***

с контролем 7,7** 10,4*** 18 2***

»рн обработке их СаС12 и М^СЬ- Причем эта разница такж достоверна. Следует отметить, что-изменения / удельной лс 8

верхности, обусловленные 'катионами магния н натрия, в почвах весьма незначительны— 0,2—2,5 м!/г. В покровном суглинке эта разница составляет 6,5 м2/г.

Сульфаты кальция, так же как И'хлористый кальций, вызывают возрастание величины удельной- поверхности по сравнению с контролем. Наибольшее значение это увеличение составляет в покровном суглинке (7,7 м2/г). Засоление, почв сернокислыми солями магния и натрия уменьшает активную поверхность почв, причем М^ЗО^ оказываег большее действие, чем >ГагЗС>4 (кроме покровного суглинка), т. е. наблюдается обратная картина по сравнению с хлористыми солями* Различия величин удельных поверхностей, обусловленные катионами сернокислых солей, достоверны, и достигают 23,2 м2/г в аллювиальной: почве; '12,4 м2/г в черноземе » 26,0 м2/г в покровном суглинке. Иной характер влияния магния и натрия хлоридных и сульфатных соединений от общего фона отмечается в покровном суглинке, что, по нашему мнению, связано с- отсутствием органического вещества почв, оказывающего определенное влияние на специфику обменных реакций катионов почвенного раствора и ПГТК почв.

Анионный состав солей оказывает меньшее влияние на изменения величины поверхности "почв и глин по сравнению с катионным. Хлориды кальция, увеличивают удельную поверхность г(— на 4м2/г),по сравнению с сульфатами кальция. Соли магния (в в-иде хлоридных и сернокислых соединений) не влияют на дифференциацию величин удельных- поверхностей.. КаС1 и ЫагСОз уменьшают - удельную поверхность по сравнению с ЫазЭО! (до 10 м2/г). Постепени влияния на изменение удельной поверхности анионы располагаются в следующем порядке: соли кальция С1->504~; соли магния С1-™501" и соли натрия С1~ = С0з~>50<~.

•Кальциевые и магниевые соли не оказывали 'существенного влияния на. изменение соотношения внешней н внутренней 'Поверхностей. Соли натрия увеличивают внешнюю поверхность почв и пород на 2—13 м2/г по сравнению'с контролем н располагаются по степени увеличения доли внешней поверхности в следующий ряд:

КагБО^МаСККагСОз.

Сульфаты кальция н магния, хлориды магния и натрия увеличивают чистую дифференциальную теплоту десорбции паров воды, а-хлориды кальция, сульфаты и карбонаты натрия — уменьшают.

' Таким образом, качественный состав обменных катионов оказывает большое влияние на изменение удельной поверхности: почв и пород, и поэтому естественно допустить, что орошение почв-м-инерал'нзовашшмн водами, влияя на состав

обменных катионов, может изменить И величину их удельной поверхности.

ПК-Влияние орошения черноземных и каштановых почв на величину удельной поверхности их твердой фазы

Изменение величины; удельной поверхности каштановых и черноземных почв при их орошении и сельскохозяйственном использовании может быть связано с -динамикой изменения карбонатов, гумуса и состава поглощенных оснований.

Нами изучалось изменение величины удельной поверхности чернозем но-луговых поч.в при их ¡вовлечении в сельскохозяйственное использование, почв каштановой зоны гари их освоении и орошении и черноземов южных при.затоплении их под культуру риса.

В результате длительного сельскохозяйственного использования черноземно-луговой почвы в последней уменьшилось' содержание гумуса с -13,7% в гу м усо во - акку м ул я тивн о м г ор и -зонте целинной почвы до в 'пахотном горизонте, что

обусловлено уменьшением количества растительных остатков, поступающих в лочву, ухудшением его качественного состава; а также увеличением скорости минерализации органического вещества прн распашке. ¡При одном и том же содержании ила в этих горизонтах выявлено достоверное уменьшение общей поверхности на 20,8 м2/г, что можно объяснить уменьшением количества и, видимо,'также изменением качественного состава органического вещества почвы. Отмечается и некоторое изменение соотношения внешней и внутренней поверхности. В; отличие, от целинной почвы, доля внешней поверхности в пахотном горизонте преобладает над внутренней.

Из почв каштановой зоны для сравнительного исследования изучались каштановая окультуренная '(орошаемая и неорошаемая); каштановая целинная , и солонец- каштановый степной мелкостолбчатый. Данные по величине удельной поверхности этнх.почв представлены 1на рис. '1.-В солонце и каштановой целинной почвах отмечается довольно четкая закономерность изменения величин удельных поверхностей, как. и других свойств, по профилю почв. Максимальные значения поверхности, как и следовало ожидать, в иллювиальных горизонтах. В солонце общая "поверхность солонцового горизонта достигает МО ма/г. Наименьшей поверхностью характеризуются надсолонцовые горизонты—35—40 м2/г, что вполне соответствует закономерности профильного изменения содержания ила в солонце.

•Во всем 'профиле'Каштановой почвы и солонца преобладает доля внутренней 'Поверхности: над „внешней (в 1,5—2,0-раза)..

Ю

Основные различия в удельной поверхности рассматриваемых почв отмечаются лишь для-верхних слоев почв (0—10 см). Глубже абсолютные значения удельной поверхности н соотношение в ней внешней н внутренней поверхности в каштановой почве и солонце одного порядка, что -свидетельствует о формировании дзяных почв на одной и той же материнской породе.

Различия в общей поверхности солонцового и надсолонцо-вого горизонта, обусловлены за счет внутренней поверхности. Поскольку внутренней поверхностью характеризуются минералы с подвижной кристаллической решеткой, можно на основании анализа удельной поверхности исследуемых почв судить о том, что в солонцовом горизонте содержится больше минералов монтмориллонитовой группы, чем в -подсолонцо-вом.

Удельная поверхность ^каштановых ■ночи, используемых и сельском хозяйстве, характеризуется более равномерным ее изменением по профилю почв. 'Как -в орошаемой, так и в неорошаемой почвах удельная поверхность пахогных горизонтов составляет около 110 мгД\ что примерно на 30 мг/г больше, чем в целинной почве. Следовательно, при вовлечении 'Исследуемых каштановых почв в пахотные угодья, на фоне систематического внесения высоких доз органических удобрений отмечается некоторое утяжеление их механического состава и соответственно возрастание их общей поверхности. Причем в-пахогных горизонтах доля внешней'поверхности выше, чем в целинной, что обусловлено, видимо, наличием большего количества органических коллоидов в этих горизонтах. Систематическое орошение способствует более интенсивному вмы* вашио тонкодисперсной части почвы вниз по профилю, миграции водорастворимых органических веществ и коллоидов. Ниже 40 см удельная поверхность как в орошаемой, так и неорошаемой каштановых почвах уменьшается на 20—23 мг/г с достоверной значимостью. В более глубоких слоях (60— 90 см) отмечается разница в величинах поверхности орошаемой и неорошамой почвы. Последняя характеризуется на 20 мг/г меньшей величиной. На глубине 100 см и глубже эта разница сглаживается.

Для пахотных горизонтов орошаемой и неорошамой каштановых почв отмечается один и тот же характер соотношения внешней и внутренней поверхностей. Последняя преобладает в среднем на 1 ó мг/г '(с колебаниями ib отдельных горизонтах от 9 до 20 ма/г). Глубже 40 см отметается иное соотношение внешней и внутренней поверхностей как в орошамой, так и неорошаемой почвах-(в слое 40—60 см орошаемой почвы и н слое 44—54 — 62—72 см неорошаемой почвы внешняя поверхность незначительно превосходит внутреннюю). В целом по абсолютным показателям как внешняя, так и внутренняя noli

верхность выше в нижних слоях ¡в орошаемой почве, что связано, как было показано выше, с некоторым утяжелением механического -состава нижних слоев орошаемой кашта-новой почвы по сравнению с неорошаемой.

В целинных, каштановой почве и солонце -по всему профилю внутренняя поверхность преобладает над внешней. Следует отметить, что для целинных почв дифференциация удельных поверхностей отдельных генетических горизонтов достоверно отличается для каждого горизонта ог соседних верхних и нижнего горизонтов. Поэтому морфологическое расчленение почв каштановой зоны четко отражается в -показателях удельных -поверхностей. <В пахотных каштановых почвах достоверные -различия отмечаются лишь.для ¡подпахотных горизонтов, глубже 40 см.

Связь между полной удельной поверхностью и содержанием ила очень тесная, характеризуется высоким коэффициентом корреляции +0,97+ + . Орошение почв не вызывает изменений общей поверхности верхних пахотных горизонтов, но •вследствие вмывання механических элементов в нижние слои поверхность последних выше,, чем неорошаемой почвы.

Чистая дифференциальная теплота десорбции паров воды во всех иследуемых каштановых почвах п солонце изменяется незначительно 1(от 0,90 до >1,30 ккал/моль воды) и составляет в среднем 1,20 ккал/моль воды.

Удельная поверхность черноземов южных в верхнем полуметровом слое составляет около 100 мг/г. Ниже 50 см общая поверхность уменьшается до 70 мг/г '(рис. 2)- Как показывают экспериментальные данные, существенных различий по удельной (Поверхности в: зигоморфной и затапливаемой почвах пресными водами Дуная не наблюдается. Следовательно, периодическое затопление почвы под культуру риса в -течение четырех лет не оказало какого-либо существенного влияния на изменение величины 'поверхности почвенных частиц, что отражает устойчивость механического, химического состава и физико-химических показателей- почв, которые также не претерпевают заметных отклонений.

Изменения величин удельных поверхностей можно было ожидать за счет трансформации мни ер алогического состава почв. Однако вряд ли 4-летний период затопления может привести к серьезным минералогическим изменениям твердой фазы почв. Исследования химико-минералогического состава илистых фракций на примере лугово-черноземных почв рисовых полей и нераспаханных участков также показывают отсутствие каких-либо изменений глинистых минералов почв при культуре риса, -при затоплении -почв пресными водами Кубани (3. А. Корнблюм, Т, Г. Дементьева,'1975).

В верхних горизонтах обеих почв внутренняя поверхность • 12-

несколько преобладает над внешней, и нижних—наоборот. Такой характер соотношения внешней и внутренней поверхностей обусловлен, видимо, наличием в нижних горизонтах карбонатов.

Проведенный корреляционный анализ зависимости величины полной удельной поверхности черноземов от таких показателей почв, как содержание ила, гумуса и емкости поглощения, свидетельствует о весьма тесной евши данных, признаков. Коэффициент корреляции между поверхностью, содержанием ила, гумуса и емкости поглощения составляет соответственно 4-0,96**; +0,94** и н-0,91**. Позтому любая динамика изменения этих свойств сразу отразилась бы и на величине удельной поверхности, что хорошо и наглядно видно в профильном изменении всех этих показателей и удельной поверхности в том числе. Причем удельная поверхность верхних горизонтов черноземов (до глубины 40 см) орошаемого и неорошаемого вариантов почти не изменяется, в то время как глубже эти различия более заметны и достоверны.

Чистая дифференциальная теплота десорбции паров воды в исследованных вариантах почв составляет 1,07— 1,27 ккал/моль воды. Отмечается тенденция уменьшения чистой дифферент!ацильнон теплоты десорбции в нижних горизонтах затапливаемой почвы по сравнению с автоморфной.

Выводы

1. Кратковременное оглееиие почв в естественных условиях .не изменяет величину активной поверхности. При добавлении органического вещества в виде 2- и 10%-ного раствора сахарозы усиливаются процессы оглеення, что ведет к уменьшению величины активной поверхности почв. Существенные изменения удельной поверхности отмечаются уже после месячной экспозиции моделирования глеевого процесса. При этом большее знач-енне на изменение поверхности имеет концентрации органического вещества, а не-время протекания глеевого процесса.

'2. При взаимодействии покровного суглинка, черноземной к аллювиальной почв с растворами легкорастворнмых солей существенно изменяется их состав поглощенных катионов, что влечет изменение величины и качества активной поверхности почвенных частиц, С увеличением емкости поглощения возрастает и величина общей поверхности; коэффициент корреляции составляет +0,7о.

3. Хлориды кальция увеличивают, а магния и натрия уменьшают -величину поверхности шочв по сравнению с исходной поверхностью. Различия в удельных поверхностях, обус-

ловленные видом катиона, достигают 30,4" м2/г в аллювиальной почве, что составляет 23%' относительно контроля.

Сульфаты кальция также увеличивают, а магния и натрия уменьшают величину активной поверхности. Соли магния (сульфаты и хлориды) не влияют на дифференциацию величины поверхности.

4. Наибольшее влияние состава поглощенных катионоз проявляется на глинистых минералах (монтмориллоните и нллите). Обшая поверхность кал ьшш-монтмориллонита вышо но сравнению.с натрий-монтмориллонитом на 140 м2/г. Состав обменных катяоиов обусловливает изменение величины поверхности нллнта и пределах 23 мг/г. Состав катионов на величину активной поверхности каолинита не оказывает влияния.

Состав обменных катионов изменяет соотношение внешней и внутренней поверхности почв и глин. Натрий-ион увеличивает долю внешней поверхности.

6. При обработке почв растворзмн солей изменяется качество поверхности почвенных частиц, характеризуемое чистой днфференцнальной теплотой десорбции паров воды. Сульфаты и карбонаты натрия, хлористый кальций уменьшают величину -(Е1—Е£ ), а хлориды магния н натрия, сульфат магния достоверно увеличивают чистую дифференциальную теплоту1 десорбции паров воды по сравнению с контрольными образцами.

Орошение ■«■следуемых черноземов и каштановых почв преснымн-водами в течение 4—'10 лет не оказало существенного влияния на величину удельной поверхности. При ороше-* нии несколько увеличивается удельная поверхность нижних слоев почв '(глубже 50 см), что, очевидно* связано с некоторым утяжелением механического состава вследствие вмыва-ння органических и минеральных, коллоидов в нижние горн-зонты сполквным'И водами.

8.. При вовлечении целинных чернозем но-луговых почв п сельскохозяйственное использование величина их удельных поверхностей уменьшается на 14,6—20,8 мг/г зд счет снижения содержания гумуса при систематической обработке пахотных горизонтов почв.

Рекомендации к использованию материалов диссертации

Полученные данные могут быть использованы в научных, научно-производственных организациях при прогнозировании изменений свойств почв при орошении, оглеении, затоплении под культуру риса и сельскохозяйственном освоении целинных почв, а также-в учетных целях.

Список опубликованных работ ло теме диссертации ^

1. Влияние обменных катионов на общую и внешнюю активную поверхность некоторых глинистых минералов.. В сб. «Особенности почвенных процессов дерново-подзолистых почв». М., ТСХА, 1977, с. 129—138 (а соавторстве).

2, Удельная поверхность луговых .почв Тамбовской области. Почвоведение, 1978, .Чу 4, с, 63—69 (в соавторстве).

Объем 1 п. л.

Заказ 948.

Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44