Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ПОГЛОЩЕННЫХ КАТИОНОВ НА, ПРОЯВЛЕНИЕ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ СВОЙСТВ , В СОЛОНЦОВЫХ ПОЧВАХ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ПОГЛОЩЕННЫХ КАТИОНОВ НА, ПРОЯВЛЕНИЕ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ СВОЙСТВ , В СОЛОНЦОВЫХ ПОЧВАХ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

N , МОСКОВСКАЯ~ОРДЕНА ЛЕНИНА

И ОРДЕНА трудоваго КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ' имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

•На правах,рукописи

АДДА Лидия Михайловна

ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ПОГЛОЩЕННЫХ КАТИОНОВ НА ПРОЯВЛЕНИЕ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ СВОЙСТВ , В СОЛОНЦОВЫХ ПОЧВАХ

(Спец. № (М>.01.03 — почвоведение) . *

Автореферат о диссертации на соискание ученой степени • кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1973

Работа выполнена на кафедре почвоведения Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева. -

Научный руководитель — кандидат ' сельскохозяйственных наук доцент,Н. П. Панов. ' 4

. Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук К. П1 Пак, кандидат химических наук А. И. Курбатов. - Ведущее предприятие — Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации'(ВНИИГиМ)д

Авторефе^ат.'разослан «

Щ'ФН+Я^ . , ; 1973 г.

. Защита диссертации состоится 28 июня 1973 года в 11 < час. 30 мин. > на заседании Ученого совета факультета агрохимии и.почвоведения ТСХА. , .'.-.V :

, С диссертацией^ можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА (10-й корпус). л. ■■'..- д.- '-'-V;

. Отзывы на автореферат в двух экземплярах,^заверенные печатью, просим присылать по адресу: Москва 125008, Тимирязевская ул., .47, корпус 8, Ученый совет ТСХА.

Ученый секретарь Совета ТСХА /

ВВЕДЕНИЕ

Освоение солонцов н солонцеватых почв, занимающих в СССР более 100 млн. га, является важнейшей задачей сельскохозяйственного производства. Необходимость проведения этих работ определена XXIV съездом КПСС, который принял развернутую программу ускоренного развития сельского хозяйства, как важнейшего условия . создания матерпально-техниче-. ской базы коммунизма. Одним из резервов дальнейшего расширения сельскохозяйственных угодий являются солонцовые почвы. '

Учитывая широкое распространение солонцовых почв, изучению генезиса и мелиорации, их в настоящее время придается большое значение. . ' '■'■;"■•'

Установлено, что в степной зоне наряду с многонатриевыми широко распространены малонатриевые солонцы и солонцеватые почвы. В иллювиальном горизонте этих почв содержится большое количество обменного магния.

Высказывания К. К. Гедройца о том ,что при известном соотношении поглощенных натрия, кальция и магния, последний может служить также пр'ичиной неблагоприятных свойств почв, не нашли достаточного развития.

В некоторых работах отмечается отрицательное действие обменного магния только в определенном соотношении с другими катионами. . >

Однако экспериментальные исследования по данному вопросу оказались противоречивыми.

В связи с этим в программу нашей работы входило изучение влияния обменных катионов — кальция, магния и натрия при различном их соотношении в почвенно-поглощающем комплексе на водно-физические свойства почв, подвижность соединений и качественный состав гумусовых веществ.

Объекты и методика исследований

Экспериментальная, работа состояла из лабораторных исследований. Опыты проводились в течение трех лет (1969-— 1972 гг.) на кафедре почвоведения ТСХА.

азвтроаыя». пзуч&а йзЕ^тяГ) 1

ЕЗожшдаЙ бра. ЙОКСЕЗ ееккая. {ПАдегаз га^. Д. "(^р^ар

В качестве объекта изучения'бы.игвзяты почвы с-разным -минералогическим =и механическим составом, содержащие-неодинаковое количество гумуса;.Разными соотношениям11 нат-..рин, магния? и кальция • насыщалисьгумусовые;горизонты ти-' пичного^ "чернозёма,;каштановой -почвы - и почвообразующая порода—лессовидный суглинок,

- - Образцы'черноземной'почвы были отобраны на территории Центрально-черноземного -заповедника (Курская^область)-. Почвы характеризуются мощным гумусовым /горизонтом; Ор-: гапичёское вещество распространяется на большую" глубину. В верхнем/слое содержание гумуса составляет 6,62%", с глуби--ной содержан'ие^его прсте£ённо.снижается;до'0,34%.'

. лЕмкосга?п6глощеш1^ 100 .г.-почвы."

В составе'поглощенных.катионов-преобла^^ ■лий;7-Механический состав — тяжелосуглинистыйТ^В илистой; фракции . преобладают монтмориллонит, галлоизит, . кварц," мусковит, каолинит {Чйжикова II. П., 1907). Чернозем типич-сный' характеризуется благоприятными водно-физическими" свойствами. . \ . .Г . . . .

- Образцы каштановой почвы -были отобраны над территории Камьшшнскои Государственной селекционной станции (Волго-~ градская область). .. . -

Для этих почв характерно небольшое содержание гумуса— 2,52%. Емкость поглощения составляет 19,2 мэкв на" 100 г почвы.. В "составе-поглощенных катионов преобладают" кальций, магний, натрия содержится 0,2 мэкв (т'абл.Л). - -

В составе- илистой фракции каштановые почвы . содержат гидрослюды, Ч-смешанно-слошшё слюдо-монтмориллонитовые минералы", - каолинит, - хлорит и-с.кварц (Н: - Л. -Гончарова, II. П. Панов, 1970). ~ - . :

Для проведении лабораторных исследований образцы почв искусственно насыщали обменными катионами кальция, маг-ния^гнатрия'гпо следующей методике.

Поглощенныекатионы из почвенно-поглощающего - комплекса: исходных почв вытесняли 0,02 н HCl до исчезновения"ре-а кцин на кальций. В лессовидном -же. суглинкепредварител ьно разрушали карбонаты.0,2 н HCl, только;по'сле_этого'стали вы-; теснить" поглощенные катионы 0,02гн. HCl, также до "исчезновения реакции на кальций. Затем почвы переносили на бюхне-ровские -воронки . и промывали до полного отсутствия реакции на хлор. *

После просушивания почву, растирали и в отдельной навеске определяли емкость поглощения Н-почвы. Насыщение:производили^, Гн NaOH,'0,03;дг^СШО^и^О.О^шМ^НСОз):.

- Насыщение Н-почвы производили в фарфоропыхчашках на водяной бане. Брали соответствующую навеску и в зависимо-;

Некоторые'свойства исследуемых почв

Та б лица I,

Ё л

о

ев ■

а I Ч- В !

л о : I- в

° у. г)

5 и к -

■оЧ „ э

В я о

' ^ й Я в-

л В 3 °

е ¡1 Й И

и к , о 8 ¿ь

Я § Ы в

а. а)'

•МЭКВ

Са++

иМк++

. "Содержание частиц,' % 1

о 1

' о*. V

о о . о"

V

Чернозем типичный

Лессовидный суглинок, Курская ' ■ область .•..:.. ...

Каштановая .почва' Волгоград-' 1 екая область . .

А,' 0—50

С

210-250

А,

0—(20

0,02

0,34

2,52

39,1

25,0 .

19,2

6,55

'32,4

8,03

7,48

¿М

15,6

4,0

- Н'СТ

48.12

3,8

: нет

32,76

4,5

0,21

; 30,40

30.01

22,89

19,60

Сти от емкости поглощения Н-почв приливали по мере выпаривания определенное количество раствора. / - - •

Схема опыта

1-й вариант исходная почва • ; . , ... ' 7-й вариант С0% Са, 20%.;М£,

2-й » Н-почва - " 20% Ка - --, "

3-й . » . ■ 100%.Са. - " • 8-Й . 20%'-Са,:'60с/о Мк,

4-й . » 70% Са, 20% Мд, ' 20% К а " -

■ 10% Ма 9-м • » 40% Са, 20%- Мй,

• 5-Й-'- » ' 30% Са, 00% Мя. • "40%' Ка г»- ■■""*"

10% \'а 10-Й » 00% Мц, -10% Ка

С-Й ■ »• 100%' Мег 11-й' » 100% Ка

Физические свойства: почв определялись но общепринятым методикам. Легкорастворимые соединения определяли по_методике, описанной в работе В. В. Келлерман и ИГТ.^ Цюрупы' (1907) .Исследования группового состава гумуса, выполнялись по схеме И. В. Тюрина в модификацшгВ. В. Пономаревой и Т. А. Плотниковой (1908). Изучение оптической плотности гу-.матов натрия проводилось на спектрофотометре СФ-4Л. Порог коагуляции гумин'овых кислот'/определяли по методике, описанной*М. М. 'Кононовой", и Н/П.; Бельчиковой (1903) .

Изменение водно-физических свойств почв в зависимости от состава поглощенных катионов -

Исследования . показали, что величина гигроскопической влажности во всех вариантах опыта была ниже, чем у исходных образцов, что, по-видимому, связано с некоторой потерей органического вещества и высокодисперсных минеральных коллоидов в процессе приготовления, Н-почв. Наиболее высокая гигроскопическая влажность;обнаружена в вариантах 6, 8 и 10 (табл. 2). При 10%-ном насыщении натрием, увеличение количества магния до 60% не повысило содержания гигроскопической влажности и осталось на уровне 2,39% и 2,40%, но при 20- и 40%-ном насыщении натрием, гигроскопическая влага увеличивается но! мере увеличения количества магния. -

По влиянию на гигроскопичность катионы располагаются в следующий ряд: х\\^>Са>1\'а. . :'

Максимальная гигроскопичность была наибольшей в образцах при 100%-ном насыщении натрием. Почвы, насыщенные магнием,-.занимают про*чежуточное положение. Так, в черноземе максимальная гигроскопичность при 100%-ном насыщении натрием .составила 10,68%, магнием — 8,47% и кальцием 7,43 %. При. сравнении вариантов с одинаковым содержанием обменного натрия и разным- количеством/обменного магния было выявлено, что с увеличением последнего максимальная гигроскопичность повышалась. По влиянию на величину максимальной гигроскопичности катионы располагаются в следующий ряд: Ыа>М£>Са. --4 • . ■'■'-.'.-/. '

- Различия в;макс11малы10Гггигр0ск0пнч110сти-тссн0,спязаны> •со степенью.дисперсности почв^табл:12)^Образцы;-;насшцен-ные натриемимеют бол ее* высоку^^ ицы, насыщенные магнием -й^кальцием. д./;'

I ^следования показали, что при соотношении в почвенно: иоглощающем'кбмплексе Са : Мд : Ыа = 70 : 20!: 10% по сравпе-, . нию' со 100% -ним насыщением кальцием, дисперсность мало ' изменилась: в черноземе — от .6,51 до .7,83 %г.п каштановой ; почве — от- 9,78 до - I1,81 % и и лессовидном суглинке — от 8,93 до 10,06 %.,,„ " . ' ' _

Величина дисперсности,при одинаковом соотношении.,ио-глощенных катионовзависит отходержания-органйческого ве-. - Н1ества и механического' состава почвы. При соотношении катионов Са : Д\к : N3=20 : 60 :20%, физические свойства почв заметно ухудшились"," в ,-частности,"почти в'три раза увеличилась дисперсность зернозема;"в;два,раза — каштановой почвы;; и в полтора; раза ^\тессов11дного'суглинка. - . :

В тйпичнолГяернозёмё 'дисперсность при этом соотношений катионовЪочти в"три раза больше, чем при 100%-ном насыще-; нии кальцием, в каштановой.почве различия х контролем ме-. нее четко .,выражены.;.;лПри^соотношёнии:'Мб.:.1^а,--.•равном-. 60 : 40%, и" отсутствии "кальция(или при незначительном его содержании) дисперсность;резко возрастает и достигает 50%,-• что отражается: и¡на • физических^свойствах почв:; Высокое содержание магния:;способствует.*.проявлению ^такназываемой -физической солЬнцёватости'почв; .Магний при определённом соотношении- с натрием-и " кальцием 1 ближе стоит:к: кальцию, но при соотношении Са : М{*: N3, равном 20 : 60 : 20%-он приближается к натрию? . " • ■ _ \ ?

По диспергирующей способности рассматриваемые" катиог иы>располагаются в^такрй ряд: Ыа>Мб>Са, что совпадает с Гофмейстеровским^лиотропным-рядомЛС.'увеличёнием\содерт1 жания в почве обменного натрия.общая , дисперсность почвы

увеличивается.1- - - ..... £

Во всех вариантах-исследуемых образцов,-в случае .полного насыщения одним.катионом, магний ближе стоит, к кальцию, чем к натрию.^По мере увеличения магния;(при невысоком содержании натрия —-20 %) дисперсность .также повышается, но это увеличение не так-четко выражено, как в случае с натрием." При высоком содержании обменного натрия (-10%) диспергирующее действие,магния как бы подавляется.?";.-;,>•*• "-л >

Обменный магний-также повышает дисперсность?почв, но ■ в зависимости от содержания натрия диспергирующее дейст-. вне его проявляется по:разному. Дисперсность оказывает существенное влияние на фильтрационную способность и капиллярный подъем ВОДЫ. ..•,-• ... . : , При полном насыщении почвенно-поглощающего комплекса-

. ■ , ■ . Таблица 2

Физические свосйтва почв, насыщенных различными соотношениями' •

• '.■,•'■ кальция, магния и натрия (» %) ■■.'./.■■■■, , ,

.. %—соотношение Черноземная жяпа Каштанозая почв» • , ^ Лессовидный суглинок >

о ч ! , катионов. : 1 гит роек, влага максим, ля-ро- СКСТТ. дкепер-сность пггроск". ■влага ' максим, гигроскоп. дисперсность - ■ гигросх. • влага максим, гиг.ро-скогг. дисперсность ¡

1 .Исходные образцы . 3,31 9,29 3,10 ; 1,79 ' 4,92 6,21 1 2,13 ' 6,61 3,19

2 Н-почвы . . . :•.■■."• 2,83 7,79 3,02 1,55 • 4,30 112, 1,45 ,6,58 5,57

3 юо Са . . . : ; 2,37 ) .7,43 0,51 1,20 4,31 9,78 1,6} ' ■ 6,1С8 8,93

4 70 Са. 20 М{Т, 10 Ыа . 2,40 ■ 7,83 . 7,83 1,35 ,, 4,68 11,81 / 1,09 0,18 10,06:

5' 30 Са, СО Мег, 10№ 2,39 8.42 9,25 1,66 5,00 ' 18,63 1,42 6,61 ' 12,00

б 100 Л1г 2,97 8,47 15,53 1,59: У , 5,10 23,15 1,82 6,93 ,15,97 ,

7 1 60 Са 20 Л1к, 20 Ыа . 2,17 « 8,15 ; '' у 11,47 , / 1,43 ' • 4,03 ,13,05 1,42 ; 6,12 13,52

8 20 Са, 00 М& 20 Ыа . . 2,00 8,70 19,83 1,57. л 4,83 ." 24,29 1,07 > 0,90 17,99,

9 40 Са, 20 Д1к, 40 Ыа . ' 1,81 8,21 30.80 ■ 1,26 4.80 47,02 . 1.58, ' 6J58 41,95

10 ; - .60 Л1к,- 40 N3 . ". 2,СО 9,23 41,77. 1,50 5,41 49,92 1,58 . ОД) 49,54

11 100 Ка . . ' " 1 2,33 40,68: 87,41 - i • • 1,20 5.59 ' 85,12 V.1''* I',5í 9,03 95,50

яРГ*

UOr

Ък2.йш.ержтие супмы почвах. :

■юсышенныг разными соотношениями катуонод

а»

ей н»

V»

О» ' ,

I

I» »•

î . M

M

А.Чернозем ; типичный р

ï-f-Т"—т"—т1—т

Б.Каштанова* лочы .

ТГ-Ж

I« ТГ ;

нодигм

m

Мессоъмдиый. с^глинбк ;

»-л -jT-—■ V ■ "л --jr-ТГ-

tenta ; Mit «С». t«OXI^ №«. »iA." «ви " ^

5*5, {пЭ1 îôt& ««гак

i г

.14*. t. ■•{

ttrt»».

í

et

M

y

u a ut V

HL-

lu__

P :

7

I

ИСХ.П. . W-ЛОЧвЛ tootfa TOB¿2<»4 5iîC«SWV 1WZK« MZUgV iOIV4llfc IMl».

(Kb йг* mu. шм* 1 *

er. ut

1«

(»

uc

Б. К*ЫТ*Н0в* ЛвЧМ

3,

iL

dt

i

Рис.3. Са&ШтК 1Гцдогяиых *cm езлбмсммосги «г сктм пожвчмим» мш«м» '

L—Í А*»« гм«»*иих£г*4*мв»е#» к*м«Г ШШ .С'лмм*»*» гу«чинм»к кислот

¿магнием фильтрация и капиллярньиЪподъем- воды;происходят слабее, .чем в почвах,-насьш1енных:,кальцием.;При;;насыщении почв:нат*рием фильтрация и ^капиллярный ^подъем :воды" резкр падают. «При:п6лном:;наси1ценшг^П

полностью;.прекращается.| Уже'нри - содержании' ■ 10 % ; натрия от~емкости. поглощения -капиллярный.„подъем, воды в почвах

^По мере увеличения"натрияг(до^200/о)-капилляр]1ыи подъем •водыГснизйлся?в^каштановой почве больше,.чем -в сорок раз. Прй одинаковом ^количестве/натрия, увеличение магния обусловливает'.'снижение ,:'ско^ капиллярного • подъём^вода//Прй'30% гном? насыщении п оч в е н н о- п огл о щ а ющего комплекса-натрием,"передвижение воды в; почве, практически прекращается. 'Аналогичное,явление наблюдается-, и в случае насыщения: почвы магнием," что* указывает. на более высокую гидратацию-этого катиона ,гю .сравнению Гс кальцием?

■ п . Набухание почв/ насыщенньГх различными катионами

..-. •Набухание исследовалось;во всех образцах,. насыщенных кальцием, магнием -и натрием^в различных-соотношениях. По влиянию-! катионов",на степень набухания получается.,тот.же ряд,~чтои в случае!:днсперсности:;: ^а>Л1д>Са.^Прёдельная набухаемость; (Р^) ;и?кон^ста11ты{скороста^ следуемых: ;почв-прй'разном^^соотноЪе11ииГ*кальш1я^ магния - и натрия 'существенно различаются.- Наиболее- высокую -способ:" ность к набуханию имели -почвы, 'насыщенные • обменным нат}/ рием (рис. 1..). - -

- ; ¿Максимальное набухание - почвы при-100 % -ном. ее насыще-' нйигкальцнем:ниже,^чем-,уисходных ; образцов, что^связано* :как;0тмечал0сь\вышё,7с^некот ве-

щества й высокодиспёрсных^минеральных^:коллш1дЬвл1ри-на-сыщснин ионами водорода.;При -максймальной: насыщенности почвы-магнием;'величина предельной,набухаемостй й констаи-! тьгскорости набухання^по'шы,"горазд^

.ствующём. насыщеншгёе ионами кальция",-Полспо^у"деист; вию'наТэти показатели ■■'магнии'"занимает 'как"бьгЪромёжуточ-ноеТположенйе 'между;катнонам)'г натрия ;и'. кал ние набухания почв,Iнасыщенных- кальцием:, и;магнием!в раз?! личных соотношениях при ^одинаковом количестве^ обменного натрия-(10%,"

ше, чем больше вводится магния в почву. " __; -- Набухание почввозрастаёт,по .мере увеличения содержа^ ния обменных: натрия^и: магния. При сравнении величины на^ бухания чернозе'мных," каштановых почв- лессовидного^су-2 глинка выявляется .большая ■ роль органическоготвещества и механического состава, ~

. Значительное увеличение набухания черноземной"почвы по сравнению с каштановой при тех же соотношениях кальция; магния и-натрия можно объяснить; более тяжелым механическим составом, а также: более высоким содержанием гумусовых веществ. .'„.' ■ '

- Данные механического и микроагрегатного состава почв показали, что ¿" образцах, насыщенных различными соотношениями -катинов, произошло некоторое иерераспределение.'эле-ментов по сравнению с исходной почвой. Мри сравнении вариантов" со '100% -ным Насыщением кальцием, магнием и нат-.рпем в каштановой и черноземной почвах, выход илистой фракции .механического состава был„более высоким в варианте со100%.-ным насыщением натрием. В, лессовидном же суглинке наибольший вы^од илистой" фракций;.обнаруживается в: варианте со 100%-ным насыщением, магнием. -; Наибольшее количество илистой фракции микроагрегатного состава обнаруживается во всех трех почвах в вариантах при полном насыщении натрием. Так,,в черноземной почве в этом варианте содержание ила составило 25,50%, в. каштановой— 16,20°;о и В:лессовидном" суглинке — 24,88 %/Пр и .полном -насыщении магнием соответственно 4,28% в черноземе, 4,42% в каштановой и 4,17.% в лессовидном суглинке и при полном насыщении кальцием — 1,87% , 1^82% и 2,28%'. ; . ; : • ; _

; Таким , образом, несомненна огромная диспергирующая роль натрия по сравнению с другими катионами. Магний, занимая промежуточное положение между натрием и кальцием, стоит намного ближе к кальцию, хотя его диспергирующее влияние также очевидно. '

. Варианты с одинаковым содержанием, натрия (10, 20 и 40%),лю различным содержанием магния показывают, что с увелйчеинем.количества магния,"увеличивается выход илистой фракции. Разное соотношение обменных* кальция, магния и натрия'сказалось и на содержании фракции <0,01 мм.-Причем, выявляются те же закономерности, что и в содержании илистой фракции по вариантам, опыта. ' .

Влияние поглощенных катионов на подвижность, соединений в почвах.

- В настоящее время усилился интерес к изучению подвижных соединении в связи с^выявлением природы солонцов, содержащих небольшое количество обменного натрия, а также солонцов, , характеризующихся незначительным; содержанием обменного натрия и'магния. Опыты, проведенные в последние • годы,-/;показали, что в этих солонцах содержится . больше подвижных минеральных соединений, чем в несолонцеватых зональных почвах того же природного района (К. П. Пак с сотр., 1967,1968; Н.*П. Панов с сотр., 1969, 1971). V-.:■

- В целях дальнейшего выяснения генетических особенностей солонцовых ночи нами изучались состав водорастворимых, :(легконодвижных) соединений и.реакция* почв, насыщенных

» различными соотношениями ка.тьция; магния и;натрия.; . ' ■

В зависимости от соотношения в ППК обменных катионов "происходит изменение реакции в сторону подщелачивания. Так, в исходной черноземной почве рН равен 6,6, в варианте при полном насыщении магнием — 7,7 и при;полном насыщении натрием — 8,0. В каштановой почве (исходном образце) рН составлял 7,4, при 1 СО %-ном, насыщении' магнием — 7,6 и при, 100%-ном насыщении..натрием — 7,8. В лессовидном су-^ глинке /(исходном образце) рН — 8,0," при 100%-ном насыще-" нии магнием — 8,2 и при 100%-ном насыщении натрием — 8,6.. Исследуемые черноземные, каштановые почвы и лессовидный суглинок, характеризуются невысоким содержанием легкоподвижных соединений.. (рис,"2).: В зависимости, от поглощенного катиона меняется" их состав и количественное содержание.. " ' * - . • .

Во всех вариантах нашего опыта обнаружены значительные, количества кальция, магния и кремния, меньше алюминия и

- железа. Количество железа во всех образцах оказалось незначительным. Большая часть водорастворимых соединений, экстрагируемых водой из почв, насыщенных разными катионами,■ находится, в виде комплексных соединений. -Это касается осо-

, бенно железа, которое характеризуется наибольшей комплек-, сообразовательной способностью и находится в почве только в комплексной форме. ^ . 1 V ' ; ' '.'■'■'.,•

Другие элементы находятся также в виде достаточно ус-..,

- ойчнвых органо-минеральных соединений. При этом в зависи- • -ости от соотношения обменных катионов содержание прочно лязанных в комплексы соединений, отличается заметно. Так,

', аязанного с органическим веществом кремния в исходной чер-I 'оземной почве составляло . 57%, а ^в варианте со 100%-ным (асыщением натрием,—49°/о- Соответственно, в каштановой /■'.почве 80 и 73%, и в лессовидном суглинке 60 и 44%.

Четко отмечается определенная тенденция к возрастанию ■' подвижности органического вещества по'мере увеличения¿ко-j 'Личества натрия и магния. В черноземной исходной почве водорастворимый гумус составляет 0,088%, в варианте со 100%-ным" насыщением магнием — 0,390% и при 100%-ном насыщении натрием содержание его увеличилось до 0,518%. В кашта-; новой"почве в этих же вариантах идет увеличение воднорас-творимого гумуса^от 0,041 до 0,295 и 0,548%./- •

- Интересными представляются данные по воднорастворимым-" формам кремния и полуторных окислов. Наибольшее их количество образуется по мере повышения содержания натрия и. магния в/иочвах. При.одинаковом содержании натрия (10, 20.

. • "'• о"

•и -40%)-с"увеличением; количества, магния .(с 20 до 60%) со-, держание кремния; и полуторных окислов возрастает, достигая своего наибольшего^значения в почвах.при¿полном.насыщении •-их: натрием-Вариант,"'насыщ мает промежуточное" положение. "Если сравнивать содержание кремния и.полуторных окнслов;в вариантехо 100%-ньТм насыщением .-магнием и промежуточными:.вариантами (60%- Са,*' 20%20%.N3) и (20% Са, 60% Мв, 20% Ыр), то можно, заметить некоторое разрушение минералов под -воздействием: солей магния." „ " * - ^ 1

Содержание. водорастворимых 'соединений калия- сравнительно-небольшое. Наибольшее'количество калия-обнаружено в каштановой и черноземной почвах в вариантах.9,:10 н -11,' то-' ■ еспГнрн очень высоком содержании.в почвах.обменных натрия«; н магния. „г • " ,, -

Значительное количество кальция в водных вытяжках исг ходных.образцовможно объяснить его'Гнакоплением из легко выщелачиваемых^карбонатов^^

натрия,-Зкёлеза и калия'-^'нахождением'.этих'элементов, глав^ иым образом,' в составе, устойчивых против, выветривания полевых'шпатов.. - г"-^ '' - ' . - "Довольно высокие количестла^одорастворимых-.форм'крем-' т1я,\алюминия;;нТмагния!поз'вЬл^

зацию;из;срав!и1тел'ьно малоустойчивых образований.. "Л

ПрОюсшда и магни-.

ем,, превышающим! в "сумме;50% . от емкости; поглощения, .по-^ двнжнсйстьсоединений^(кремния :и полуторных окислов) при-"; ближаетсяз/ варианту'Гсо 400.%",насыщением -почвенно-погло- " :щаю^егакомплекса:-однйм;натрисм. " ' -

, - - . - . . Ч —- .. -. —.. - -- Г'. .- V- ■ —' - — —

ЭтохвИдетельствует.'о£томгчто:високое.содержание обмен-" ного:магния может. играть'существеиную роль-в; образовании подвижных'соединений в"почвах'и-таким образомТвЪроявлении неблагоприятных свойств г, почв при. солонцовом процессе почвообразования. " . Г - . ч ■ .¿Наиболее- высокое- содержание кремния -в'каштановой и черноземной ."почвах-отмечается■ в"вариантах!:-при-100%-ной насыщенности"-ППК-'натрнем,''60%""^магния-".и."40%"- натрия, - и; при.-100%-пом насыщении магнием.. ^- .. ~ -_ .^Относительно слабая; подвижность, кремния/натрия, калия игалюминия объясняется .тем,-что эти..четыре элемента нахо-; дятся преимущественно в кристаллической решеткепервичных алюмосиликатов, в том ^исле и в полевых шпатах, - которые весьма устойчивы-против действия различных - растворяющих реагентов.--;

10 • . .-V-.

- - Влияние поглощенных катионов на качественный

состав гумуса

Из работ II. В. Тюрина- (1965) и И. Н. Лнтипова-Каратае-иа (1953) известно, что высокое содержание в солонцах обменного .магния служит причиной образования высокодисперсных растворов" (гуматов магния), способствующих пептизации коллоидных частиц почвы.- . ; . .' •.; • . .

В настоящее врем51 установлено, .что для ТИП11ЧНЫХ- мало-; ^1атрдевЫх (магниевых) солонцов, как и типичных многонатри-евых7характерна повышенная" подвижность органического ве-' ществаХ.Приче'м^.с'"увелнчеш1ем магния в солонцёватых поч-вах^количество; гумнновых кислот убывает, а фульвокислот— возрастает (Н. П. Панов, Г1. К. Квачи, 1971). Выявлена большая роль водорастворимых гумусовых веществ в образовании; комплексных соединений и их участие в формировании иллювиальных.горизонтов. •• - - - . , . „'Г;''- ^^Качественный- состав "гумуса чернозема и каштановой почв, насыщенных, кальцием, магнием и натрием в различных соотношениях, существенно различается. ; -В исходных, каштановой и черноземной почвах, основная часть гуминовых кислот связана с кальцием.; При насыщении почв различными соотношениями обменных катионов произошли существенные изменения в содержании различных групп и-фракцийпо вариантам опыта (рис. 3). В вариантах при 100%-но.и насыщении натрием подвижность гуминовых. кислот по сравнению с исходными образцами увеличилась почти в два раза: в каштановой :—с 14,18 до 34,74%", в черноземной поч-ис—с 21,01 до 41,64% от общего их содержания.

Увеличение подвижности гуминовых кислот отмечается и "в вариантах со: 100%;-ным насыщением магнием.; Сравнивая варианты с одинаковым; содержанием натрия, но с различным содержанием магния (от 20 до 60%) ; также убеждаемся в том„ что подвижность гуминовых кислот (1-я фракция)чс увеличением магния — увеличивается. Увеличение количества подвижных гуминовых кислот при насыщении почв натрием и магнием происходит за счет прочно связанных форм гумусовых веществ (углерода'остатка). - . • ;.; Г; '

По содержанию второй фракции (гуминовые кислоты, связанные с кальцием), исследуемые почвы также отличаются друг от друга, по вариантам. В каштановой (исходной) по.чве' эта фракция составляет 14;18%, в варианте, со 100%-ным насыщением магнием произошло снижение до 11,66%, а в варианте со 100%-ным натрием — до 9,93%- . " .

- В черноземной почве наблюдается та же закономерность — -соответственно —22,17 до 13,23 и 5,71%, то есть с усилением солонцеватости содержание 2-й фракции снижается. !

• Содержание углерода III фракции.гуминовых кислот,, наиболее прочно связанных с минеральной частью.^! в каштано-;-вон и черноземной почвах по всем вариантам более или менеё1^ одинаковое,;кроме9и 10 вариантов, вкоторых почвы насыща--лись полностью натрием и магнием или в сумме.последние составляли более 60%.' ;■ . - , - ... - _> -■-■ Таким образом, высказанное И."ВгТюриным"предположение о .диспергирующем влиянии обменного магния: подтверждается. • ' 1 ' s. - - . " • Суммарное количество гуминовых кислот в почвах по всем вариантам опыта превышало сумму: фульвокислот. Содержание фульвокислот* фракции Л а; наиболее подвижных и активных в процессах почвообразования,~и в^каштановой, и в черноземной почвах, с увеличением количества-магния, и натрия ПО-; пытается.. - , " . ~ I- ,

В - каштановой -.почве" со-; 100% насыщением, натрием: содержание фульвокислот.по сравнению с исходной почвой увеличи-: лось почти в два:;раза- (от 4,86 до 7,34%). -Четко проявляется" увеличение фракции 1а с увеличением содержания суммы.магния и.натрия. В черноземной почве содержание этой фракции: ¿¿варианте со* 100%-ным насыщением натрием,также увели-'" чилось.: почти в два раза по- сравнению с исходной почвой.; В промежуточных-.вариантах наблюдаются тс л<е;закономерности, что и в каштановой почве." . , 4 " ' .л -Содержание фульвокислот I фракции, связанных с подвижными формами полуторных окислов, по вариантам опыта раз- , личаютсн. При.сравнении исходного образца черноземной почвы с вариантами при 100% -пом насыщений :магнием и натри-; ем произошло значительное - увеличение этой фракции—от; 3,68% до 8,50% н 8,07%: В промежуточных'вариантах, кроме: . вариантов", 9 и 10, наблюдаем увеличение этой фракции фульвокислот по. мере увеличения количества магния (при одинаковом количестве натрия). . •. ч - ~ : г.; „В каштановой почве распределение первой фракции фульвокислот по вариантам опыта выражено не четко. Однако наблюдается некоторое .увеличение этой фракции в.варианте со 100%-ным насыщением натрием по сравнению с исходной поч-- вой (с 8,15 до 10,07%). -.- Содержание II и III фракций, связанных с гумнновыми кислотами соответствующих фракций, более или менее.одинаковое. Значительных изменений .в зависимости, от различного состава поглощенных катионов.в этих фракциях не наблюдается. ^-Отношение Сг.к : Сф.к в каштановой почве в зависимости от соотношения поглощенных катионов колеблется по вариант" там опыта от. 1,08 до 1,56, в черноземнойпочве от,1,44 до 2,04. При 100%-ном насыщении' почвенно-поглощающего комплекса кальцием отношение "Сг.к: Сф.к в черноземной н:каштановой

почвах выше, чем в исходных'(соответственно 2,04 и 1,56 против 1,87 и 1,19): . '

При одинаковом содержании.натрия (10, 20 и 40%), но разном количестве магния (20 и 60%) отношение Сг.к : Сф.к но мере увеличения магния уменьшается. Это подтверждает тот факт,-что наличие в солонцах большого количества обменного магния даже при незначительном содержании натрия может служить причиной: образования высокодиснерсных гуматов' магния и натрия, способствующих пептизации .коллоидных частиц, а следовательно, обусловить увеличение солонцеватости почв; Более высокое отношение Сг.к : Сф.'к при полном насыщении • почвенно-иоглощаюшего комплекса обменными натрием,магнием и кальцием-, по-видимому, связано с переходом в подвижное состояние гумнновых кислот, прочно связанных с минеральной частью почвы, особенно при 100%-ном насыщении натрием. Об этом, свидетельствует резкое снижение углерода остатка.,в этом варианте," л также в почвах, где■ обменный натрий в сумме с магнием составляли 60 и более процентов, с преобладанием при таком соотношении в составе катионов обменного натрия.

Оптические свойства и порог коагуляции гуминовых кислот каштановой и черноземной почв, насыщенных разными соотношениями катионов кальция, магния и натрия

- С целью выяснения особенностей гуминовых кислот, выделенных из почв, насыщенных разными катионами*нами проведено определение их оптической плотности. На основании этих-данных составлены кривые ослабления света гуматами натрия I и Шфракций гуминовых кислот при длине волн 465—665 мц.

Полученные спектры характеризуются одинаковым характером кривых ослабления света с максимумами показателей в синей части спектра при длине волн 465 мц и минимумами показателей в красной части спектра при длине волн 726 мц. Сходство кривых гуматов свидетельствует о едином принципе, их строения.

В каштановой почве наименьшую оптическую плотность имели гуминовые кислоты почв при 100%-ном насыщении их магнием. Варианты с одинаковым количеством обменного натрия, но различном содержании обменного магния показывают, • что оптическая плотность гуминовых кислот снижается по мере увеличения магния. .; .

Пониженное ослабление света-гуминовых кислот, выделенных из почв,, насыщенных магнием, дает основание предполагать!, что высокое содержание обменного магния в малонатриевых солонцах может служить причиной дисперсности гуминовых кислот. / -

\ • . . 13

~," Отношение Е*: Ее постепенно увеличивается с увеличением обменных » натрия и магния в почвенно-поглощающем комплексе.

' , Гуминовые кислоты черноземной почвы ПОЧТ1ГПО всем ва-_ риантам опыта характеризуются низким-порогом коагуляции. Исключение составляет вариант;со ,-100%-ным; насыщением ППК натрием, в котором устойчивость" ггуминовых кислот к коагулирующему действию: СаСЬ оказалась наибольшей. -

В каштановой почве"коагуляция гум11Новых; кислот в-вариантах 9, 10 и 11: отсутствовала полностью. Отсутствие явно выражеиого-порога коагуляции гуматов, выделенных из.каштановых "почв этих вариантов, характеризует . более; высокую степень их дисперсности, что свидетельствует,о меньшей слож-. ности или конденсированное™ ароматУщескоготядра- молекулы гуминов'ых кислот этих почв по сравнению с черноземами, с .

■ Выводы

. 1. Почвы, насыщенные кальцием,-магнием н натрнем различаются"по дисперсности; набуханию, .фильтрационной способности- и капиллярному подъемунводы. По 'степени- влияния эти катионы -располагаются в.ряд,;аналогичный Гофмейсте-ровскому- литропному' ряду: Na>Mg> Са. * При 'полном насыщении почвенно-поглощающего" комплекса одним катионом,' магний," по своему; влшшию на свойства почв ,стоит ближе к кальцию, чем к натрию. " . ' ..-..*-

: 2. При: различном соотношении кальция, магния и натрия в поглощающем комплексе, роль каждого-иона по влиянию на физические свойства почв определяется содержанием и соотношением с другими нонами. . .

" 3. Изменение соотношения поглощенных, катионов в почвенно-поглощающем комплексе лессовидного суглинка, каш-, тановой и черноземной почв приводит к изменению микроагрегатного состава почв. -' - " -

" 4. Увеличение обменного магния при постоянном количестве '.натрия, приводит к возрастанию -набухания, максимальной гигроскопичности," снижению фильтрационной способности, капиллярного подъема воды и увеличению выхода илистой фракции в почвах. - ■.

5. Наибольшее количество подвижных (воднорастворимых) соединений по. сравнению с' исходной и; Н-почвой, : образуется по мере повышения содержания обменных натрия и магния. При одинаковом количестве натрия (20. и 40%) с увеличением магния (с 20 до 60%) содержание подвижных соединений возрастает. При насыщении образцов почв и породы натрием и магнием; превышающем в сумме 50% от емкости поглощения, подвижность соединений-(кремния и полуторных окислов) при-

ближаетсн к, варианту со : 100%-ным". насыщением почвенно-• поглощающего комплекса одним натрием.. "-г-,., ¿-г:>•*<, : ' 6 С увеличением количества обменного натрия и магния по-"двнжностьгорганйческого вещества "увеличивается. Подвижные нонные'формы: железа в водныхвытяжках необнаружены,всо егськоличество связано" с;0рганическим веществом.. Значительная часть"/алюмйния'Ги^других/ элементовС/такжеЛ1аходятся в виде прочных соединении с органическим веществомд.^ ^

7. Подвижность-соединений зависит от-минералогического состава^ В^образцахТ почв й породы -.с-преобладанием минералов" м о н т м"о рил л о н и то вон группы - (чернозем-и .лессовидный суглинок)*-прнгнасыйденйй/и^ и натрием или только нат-рие"мгбез.кальция; заметно'увелйчиваётся содержание подвижных алюминия; железа и кремния, т. е. элементы- которые являются основными компонентами коагелен и гидрофильных вторичных образований, .определяющие неблагоприятные "вод-но-физические.свойствашочв. .. , г В/исходных "образцах каштановой и черноземной почв основнм.;часть:гумйновых' кислот связана с кальцием. В почвах, насыщенных разным соотношением кальция, магния и натрия содержание этой фракции но вариантам опыта заметно различалось.: " "- " 9. Подвижность гуминовых кнслот увеличивается срувелн-чением^в; почвенно-иоглощающем;комплексе натрия и. магния." При одинаковомколичестве обменного -натрия, но различном содержаний'магния: (20 Й:60%),' подвижность гуминовых "кислот с увеличением магния — увеличивается. Образование"более подвижных".гумусовых соединений по. мере увеличения со-лонцеватости почв связано с повышенной / диспергирующей способностью по отношению к органическому .веществу не только .'катиона,-натрия, но и магния"." ;■■•-■'*--■■■■-., 10. Оптическая плотность гуминовых кнслот по мере увеличения обменного магния (при одинаковом содержании натрия) -, снижается, что," видимо,. связано с! частичным - изменением' свойств-гуминовых кислот при изменении:состав«! катионов в' почвённо-поглощающем комплексе., , ;

11. Проведенные-экспериментальные. исследования;, позволяют прийти к выводу, что при. разработка системы мероприятий по повышению плодородия солонцовых"почв необходимо учитывать не только содержание обменного натрия, но также и содержание обменного магния. . • . ' ..

- ~ Список опубликованных работ

-- 1.- Сравнительная характеристика методов* определения поглощенного натрия в солонцовых почвах. «Доклады ТСХЛ», вып. 169, 1971-(в соавторстве с Н. П. Пановым)., ^ ' ••*''- ~ " 15

2. Набухание черноземов и каштановых почв в зависимости от состава поглощенных катионов. «Доклады ТСХА», вып. 176,1971 (в соавторстве с Н. П. Пановым).

3. О. роли поглощенного магния в развитии солонцового процесса почвообразования. «Известия ТСХА», 2, 1972 (в соавторстве с Н. П. Пановым).

4. Влияние-поглощенных оснований на качественный состав гумуса черноземной и каштановой почв. «Доклады ТСХА», вып. 183, 1972 (в'соавторстве с Н П. Пановым).

Заказ 1132.

Объем 1.п. л.

Тираж 150

"Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева Москва 125008, Тимирязевская ул., 44 ■