Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЫСОКОДИСПЕРСНЫЕ МИНЕРАЛЫ И КАЛИЙНОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕРНОЗЕМОВ И КАШТАНОВЫХ ПОЧВ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ВЫСОКОДИСПЕРСНЫЕ МИНЕРАЛЫ И КАЛИЙНОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕРНОЗЕМОВ И КАШТАНОВЫХ ПОЧВ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ"

МОСКОВСКИЙ ОРДША ЛЕНИНА, СРДЕНА. ОКТЯБРЬСКОЙ РЕЭОЛЩШ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, имени 1Г.В. ЖМСНОССВА

Факультет почвоведения

На оравах рукописи

НИКОЛАЕВА. ТАТЬЯНА ИШЮША

УДК ¿31. 412.2:549/571.&4/

£ысокодишерсные минералы и калийное состояние ЧДОЮЗШШ и КАЛГГАВОШХ псяв восточной сиеии / на примере почв Бурятской асср /

06.01.03 - почвоведение

А-втореферат. диссертации на соискание ученой степени кандкдазд биологических наук

Москва - 1988

Работа выполнена на кафедре химии почв факультета почвоведения Московского государственного университета та. Ы. ¿.Ломоносова.

Научный руководитель - доктор биологических наук, профессор

Т.А. Соколова

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор В. Я, Савяч кандидат биологических наук И.П. Куйбышева

Ведущее учреадение: Почвенный институт ии. В.В. Докучаева.

Защита состоится

198 ¿г. в 15 час. ЭО юш. в аудитории М-2 на заседании Специализированного Совета по почвоведению К 053.05.16, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; II9899, Москва, Ленгоры, МГУ, факультет почвоведение, Ученый Совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведение МГУ.

Автореферат разослан * * IS8 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета

анш.хшетзшсшк^ РАБОТЫ

Д^тталъность проблемы. Черноземы и каштаяоше почвя шаых аохловпн Восточной Сиблрд, в том числе и Бурятской АССР, явг-ются главным фондом пахотных земель этих территорий. Состав глинистого материала в зткх почваг шло изучен, несмотря ка -.то» что-из-за низкого содэрзашзя г/хусэ. именно гллнасзые МИНе-раЛН Б ОСНОВНОМ ОПрвДвЛЯЮТ: СОРСЗСЛОШШЭ И Н6КОТОР10 егрохяаз -

ческде свойства почв. Недостаточно изучены также природа екко-сах жатаонного обмена (ЕКО) и валяйное состояние этих дочэ. По вопросу о делесообразности внесения калийных удсбренгй су -шествуют противоположные точки зрения. Сказанное определяет аатуажьность темы диссертащонвой работы. ■■

Дедь.5 задача Усследоввнпя. " Основная цель'пссяедсваигд состояла.в изучения минералогического состава тонкодзсперсннх

$ра2ДИЙ В ЯХ тмгяотгая на СОрСПИСЕЕНв Характеристика ПОЧВ Я ДХ -

■ п .

кадзйное состояние; Еигя поставлена следутдае задачи: * .1. Выгшленае закономерностей'. профильного распределения отдельно: груш глинистых гдшэралоа по генетике скип горизонтам исследованных почв., 2.. Изучение калийного состояния почв в связи с ыанэра- .

логическим составов тонаодяслерспдх (¿ракщД. Д^^чй^д Впервые получен материал пэ:мипералсги.—

ческсму составу тоЕколясяерсвых фрашззй черноземов л каитзао -бых почв для территории шныг аотдовнн ЗосточыоЙ'Сибира.я на -этоа осиова сделан вевод о процессах изменения глинистого из.-терзала под влиянием почвооОразовевая; в частности установлено что, в отличие от■европейские стесиых почв па суглпззсти-гли -нгстыг породаг," в исследованнкх почвах ведушдми лропесоаа ' пр^гиразгистния глгяксг^ ^^^^^^т^ттася цродвсс-траюдср •

Цсм.альяая Кзу^а^я ивляоте-а

Лечпвв

«1- к. д. 1зд ' „

: - 2 . .

цационтпос изменений. жестких структур в лабильные и процесс кристаллизации £. верхних горизонтах несиликатннхсоединений хеле —

* _ - ' г

за в форие депилокрокита. Установлено, что' изученные почвыпло-

хо ой ее печены л е гкообменнаы, обменным и необменным калием, да -растеризуются ризктьи. значениями отношения ^Уу**

в равновесной растворе и,.соответственно, высокими значениями .калийного потенциала.

Практическое значение. Характеристика минералогаческого

состава товкодисперснш: фракций и процессов, участвупдит в -

' - - - *

трансформации глинистые минералов могут быть использованы при разработке-вовросов генезиса и:классификации.почв.

Результаты изучения калийного состояния почв позволяют ре -коыендовать к широкий исштаноям в полевых'опытах внесения ка -ттттДтгг удобрений,- но с учетом условий увлажнения■ почв.

дт^^р'тргд работе; Материалы и результаты работы докладывались на еяедухщих конференциях: "Вклад молодых биологов в решении вопросов Продовольственной программы и онраны окрртавдей' среда" '(Улая-Гдэ, 1987); "Школе, факультета Почвоведения МГУ по методам и проблемам современного почвоведения" (Пуцино, 1987), на заседаниях кафедры тш почв факультета Почвоведения МГУ.

РуЛлккаттяи. По материалам дшссептадии опубликовано работ, сдано в печать ; . "

■ Объем работе. Диссертация; изложена да' 16 { страницах, со -держит ■ таблиц, рисунков-в основном тексте, состоит из ' введения,. 5 глав, выводов и приложения. Список литературы .втачает,наименований, яз.них ■ иностранных.

!

ГЛАВА I. " ОБЪЕКТУ И ШТОШ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектами исследования дослужилиЗ разреза - черноземов- и 3 разреза каттановьа пота, достаточно типичных для данного ре гиона а развитых на четвертичных породах элквиально-деливиаль -вого происхоздения, в горных депрессиях Селенпшсгого Средне -горья.-Иэ всех разрезов со генетическим горизонтам были взяты образцы* из которых выделялись илистая' я тонкопылеватая фракции . - йшералоигческий состав зтах фраядгЗ исследовала рентген- , дифрактометричесюш, .термическим я хшаческш методами. В илистой фракции определяли валовой химический состаг, ЕКО, содержание гумуса."

В образцах пота, взятых до.генетическим горизонтам, определяли следующие показатели: содержание "гумуса, pH, ЕКО," валовое содержание калия, количество обменного в необменного калгя, величины ЛКр, ARq, РВСК и калийфаксируодую способность лочвь-

Связи между содержанием, составом тошкдасаерсных фракций я показателям калийного состояния почв, содержанием гумуса и ЕКО оценивали на основании корреляционных графиков, коэффициентов парной в множественной корреляция г регрессии.

ГЛАВА 2. ПРИРОДНЫЕ. УСЛОВИЯ И ПОЧВЫ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Горный рельеф исследуемого региона, - большое - разнообразие потаообразудаих пород, засушливый, экстрадонтиневталъный климат и виэяая • биологическая продуктивность степных растительных ассоциаций определяют фэдиальные особенности черноземов я каштано -вых дочв, которые заключается в малой мощности гумусозого гори- ■ зонта, низком содержании, в веы органического ьещества,.дсвысен-вш содержании в составе гумуса фульвокислот, мучнистой фор.« карбонатов.

4 .

глава з. : содер^гние и состав БасокодасгЕгшд. ьйшеражов

В отличие от европейских стедныт почв ► преобладанием? большинству черноземов и каштансвьсх почв Восточной Сибири свойст венны более легкий механический состав и аккумулятивное, реже равномерное распределение в нро$иле илистой фракции. Эту осо -~ Сенность иогао объяснить отсутствием солонцеватости и осолоде-ния и интенсивным оглиниванпем, эаключащёмся в физическом дроблёная песчаных я шлеватых фракций до размера шшстых частиц. . Последнее объясняется как богатством" почвообразувдих по -род легкодробящимися минералами, в основном слщдами и хлорита-ш, так и резкой контгнентальностьо климатических условий, сЕособствущих ^лзическоыу дроблении часткд.

Глинистые минералы тонкодасперснш: фракций исследованных почв представлены более богатым набором минералов, чей это прел: слагалось ранее (Волковжнцер и др., 1975), вюшчащеы каолинит, хлорит, разбухающие лабкльные силикаты, шик ты, сыеиано-слойдае минералу. Б елистых фракциях верхних горизонтов боль -шщства исследованных разрезов идентифицирован лепадокрокит.

В профилях, развитых на исходно однородных породах, выявляется профильная дифференциация отдельных груш глинистое минералов по генетическим горизонтам, связанная с влиянием про -не с сов почвообразование. В отличие от черноземов Е каштазошх почв европейской территории СССР и ЗападаоЗ Сабирв, с^оркяро -ванных на сугдишсто-глйнистых отложениях, для которых харак -; терно обогащение вергней части профилей ызшералаьа! группы ил-литов г обеднение лабилыарш сЕлихатакз, обусловленное процессом слдитизадпи (Корнблш и др., 1972), в исследованных почвах отмечается аккумуляция в верхних горизонтах лабилъньт: высоко —

зарядных структур Е понижение количества хлоратов (табл.1).

Лри.утствае в составе глистой £ракцаи упорядэчеадщх Е.не усорядочешнг смешано слоёных хлсрит-сыектзтовнх структур, & таете обратная лилейная корреляция мезду содержанием хлоритов к лабильных силикатов позволяли сделать вывод об основной роли трансфармпцгонннг изыененгй хлоритов через стзядс смеаано-слойных образовать в лабшгьше структуры, в профагьвой деф -• ферендгадаз глгшстого материала жлестых фракций.

Генетическое родство лабильных схликатов верхнЕХ горазоа -тов со слздами, заюгочащевся в высоком заряде и локалжзаддг его, большей частью г, тетраэдрах лабильных силикатов, дает основание заключить, что в верхних горизонтах происходит также -трансформация иллитов в лабильные сЕлаката. Режим увлажнения, . а Егенко, "концентрированное вьшаденне осадков во второй поло — 'ВЕне лета, когда осуществляется интенсивное потребление, (гяд7в -растктельЕость®, способствует гядрагадия илдитов, швосу калия из шгпакетнкх гронежутков, z в конечном итоге - образованию хабильних силикатов.- Процесс трансформации,: шкатов в лабильные _ силикаты происходит также через стадию неупорядоченных олеоано-слойв*'X лдаит-суектитошх- ыизерадов с преобладанием дабдльдшг . пакетов в их составе.

. Интенсивность эткх.трансформационных изменений цаксеънльна

в верхних ■ горизонтах. Об этом свидетельствуют наибольшие вода —

чины сриращений интеасявности 10 Я рецдекса при црокаливгнии "

образцов, при этом в верхних горизонтах не наблюдается увелгчь,-

о

бия интенсивности янг&ракциояннх уаксинуков в облесит 18-19 А на рентгенограммах образцов, насыщенных глицерином. Это проти -Еоречве кегле объяснить теы,~ что лабгсдыше силзглты накашква -моя в вержпейсчасти нра£елей;не в ¿оде шуизздускьпух разбу^а-

е <

щхх минералов,. а в вядб неупорядцчеянш: емшзноадойиых струе — тур'^ преобладанием лабильных пакетов.

' Независимо"от путей образования лабильннх минералов в исследованных почвах, ни в оддом' из разрезов га обнаружено признаков их супердиссорсяостн — на дифрактограммах исходных пре -

Саратов лабильные структуры дают острые симметричные отрагвния-о

в области 14,5 д, Таксе дадракцпоЕные характеристики .езидетель-огвувт о том, что исследованные почвы в процессе своего станов-ления-и развитая не проходила стадии солондеватости в не под -ввргагдсь воздействии почвеяно-грунтовшс вод, содержащих заметное количество натри.

В большинстве профилей исследованных почв (кроме1}разрезов 3 я 5) нет отчетливой закономерности-в распределении шыштов. -В взучешшх почвах процесс фиксации калия:не является дошшж --ругЕда процессом провальной дифференциации глинистого материала. Это мокео объасяать отсутствием благопреятвнх условий. дня десилщсаетя 'лабильных структур, ввиду отсутствия ида малой мощности свехаого покрова, засушшвости климата я легкого механи- -ческого состава.и низким содержанием калия ж крайне малой его активность!) в почвезшп растворах. Активность калия в С<хС£* - . вытяжках из исследованЕых почв на 2-3 порядка ниже, чей актиь- . ность этого иона в растворах, вахсдщлхся, по данным Китргка ШШск , 1934) в равновесия с илжтами, Верзаше горизонты. я сследсваканх почв имеит более высокие отношения интенсивное -тей рефлексов I ж П порядка гидроедэд илистоа фракции. Этот ' факт свидетельствует о том, чти ч^дрп^.ттгття-^тна г-труктури ядис-• так. фракций вершит, горизонтов содержат больше в онтазд -рзческхс позшдаз; ж пополняйся глалшо* образом за счёт физа -.чэезого дробления, тркоктаэдасчесгих холезисто-ыагнезгальных

7 ; : / ... -- сдгд более 1фупнкг фракций, наиболее Подверженных хшшче скоцу-выветрдвдЯЕГ я физическому дроблении.

Дянттнй рентгендифрактометрического, термического.'и зяки чесеого анализов свидетельствуют о накоплении каолинита б илистых фракциях верхних горизонтов большинства исследовании почв (табл. Г). Лишь в разрезе 3, при повышенном содержании двухслойного минерала во всем профиле почва - максимальное его количество отмечается в шчвообразувдей породе. Этот факт, а

также присутствие в этом разрезе среди езарядного индивидушсь—

- - "о

ного минерала группы монтмориллонита, дающего отражение 17,7 А 'на препаратах, насыщенных глицерином, является, вероятно, следствием примеси материала древних кор выветривания каолинктово — -го и монтмораллонитового"состава.

Хлорит в большинстве исследованных разрезов дкагностжрует-ся в нижней части црофолей,. Нарастание интенсивности трансфср-кадиснЕых изменений вверх по црофилио хлорита в .табкгьныа струж-туры, а тапге более щелочная реакция-нижних горизонтов и дли -теяьшй период низких орацателышг температур способствуют сохранению хлорита в.нижних горизонтах..

Интересной -особенностью исследованиях почв, не свойствен -ней европейским степным почвам, является наличие илистых фракциях верхних горизонтов депидокрокнта - минерала, образо -вакие которого большинство исследователей связывает с условиями длительного анаэробиозиса. Основным источником железа в зс-сгедованных почвам, являются тргоктаэдричеекпе железкето-глаг -пезиалъЕые хлориты и кдлиты. Б результате интенсивного швет - , рзванед этпх1 минералов в течение вдзгаой а' гаркой второй пело' лета происходит освобождение железа из кристаллических решеток, а ;оследукцпй дерзаод пезют отрдцатгльпнх..тз№ератур

з соответствующая реакция среды обеспечивает условия, благо - " вриятствуащге зрвстадстэавди лейидокрокита.. Лесидокрокит от -сутетвует в профиле'разреза 3, поскольку в этом разрезе нет хлорита, а содержание илдита невелико.

Факт дадкчия лепздзкрокдта в стеднзх почвах Бурятской ХСР, не испытнвавдих переувлазснзние и ааходщихся круглаЗ ' год з условиях окислительного режима, дает основание пересмотреть существу щле представления о факторах, контролирующих процесс кристаллизации а почвах различных минералов пщрокся -дев железа- Повышенное содержание зесплйкатного железа в форме лзпидскрокита в исследованных почвах может оказать определенное влияние йа фосфатный режим почв.

Тонкошлеватые £ракетл исследованных почв обладают тем ае ■ набором глинистых минералов, что и илистые фракция, но харак -теризуЕТСй Солее высоким содержанием хлорита икварш и мень -нем количеством лабильных структур. Лешщокрокит во фракцдз 0,001-0,005 не обнаружен." Еараду со слои с паз силакатаха и кварцем, в тонксдалйватой фраклда присутствует полевые-шаты, представленные аЛьбятсм и ортоклазом. ■

В .отличав'ст илистой" фракции, содержание лабильных ают -катов фракции 0,00141,005 возрастает вниз по профзлв. Аналогии нов распределение откечаетег и даа минералов группы хлоритов, По-виглмоыу,' обеднение верхних горизонтов лабильньз.® структу-. рзш з хлоргтеи происходят,. во всяком случае частично, за счет п $!зичйского дробления до размеров более дисперсных илистых частиц. ■

Достаточно распространенными в тошеопшюнатой (^раюшн ес-оледозанншг почв является смезааослайдые иддит-смейтагоэ!?-? и ■ хло|1иг-смекЙЕтоше мянзралы, свидетельствуйте о наличия трале

- " -. Таблица I ' - •

/ * I +

Содержание я минералогический состав силикатной части илисто;! Франции, некоторые характеристики глинистых минералов, потер! мае си илистыш ^ракцшвд! при пагровшши но инхервачам. температур -.■''■'

№ раз-1Гори-1Глубина. ¡Содер !,' Соде шали, е мзшгшов '[у-^^ХарактеристШотсря щссы но интер-" реза, !зокт ! см г »лист.! _ ^х) мшлчкпякч ¡^-^'зарада лай. ¡валам температур, % от.

почва! ! - !$ракц.!--—-у'?' ¡1 оо2}сцдицауор Црходшш навески_

™ I ,1 \ % ■ 1каол, .'лмит'лаб. .'оценка*.; ■ !вели-!лсжа-!«тО г , лто

I 1 1 1+хло-! • !силш (чина !лиаа-1Л1 " о

I I 1 ■ !рит ! ! !ххх) !шш 1260° ! 400° 1000° >

' 1 Г ! I 1 ! ■ 1рит ,1 !хххх)! ; }

112 1 3 ! 4 ' 5 ! 6 1 7 ! 8 \ 9 >10 I И 1 12 1 13 ! и 1 15

1 ^зах 0-18; 1 14 12/4 26/4 60/8 +' + ■ 5,9 в.з. т. 10,1 2,5 6,3

Ап/а 18-37 17 11/2 28/5 '61/10 + 7,1 в.э. т. 10,3 2,1 6,7

.№ 37-49 17 13/2 28/5 59/10 - 7,0 в.з.' т. 10,3 3,2 6,5

31 49-61 15 19/3 27/4 54/8 + .4,8 с.з.. т. 10,8 3,3- 6,1

Вк1 61-79 15 29/4 28/4 43/7 ++ - ' 4 * 5,0 н.э. т. 9,6 2,1 6,3

Бя2 79-126 . 15 28/4 25/4 47/7 +++ - 1,7 н.з. . т. 10,8 1,9 5,2

л. ■ 126 20 . ■ 18/4 24/4 . 58/11 +++ ^ - 1,9 11.3. т. 11,0 1.5 4,6

А1 4-18 ' 15 , 9/1 30/5 61/9 + +++ 9,5 в.э. т. 9,8 1,9 6,3 А1В 18-31 .. 15 '30/5.23/3 47/7 ++ - 4,9 - 'т. 9,5 М' 5,7

11 2 : I 3 I. 4' t 5 1 6 !. 7 I 8 1 9. !. 10 ! II !' 12 1 13 1 14 1

2 BKI 3I-ßI 16 33/5 ' 30/5 37/5 ■ +++ - - ■ B.3. т. 9,2 M 5,5

Bk2 61-60 23 20/5 52/12 28/6 +++ 3,4 B.3. т.е. . 8,4; 0,8 4,9

, V ■i' Д 8fJ-II2 13 18/2 45/6 37/5 +++ 3,1 'B.3. ' " T. ,6,1 0,9 4,9

3 Лаах 0-23 26 30/8 19/5 51/13 - . - 5,3 С.Э. T. 11,6 1,0 5,8

BI 23-46 22 33/7 II/2 56/13 _ . T , - . 3,7 C.3. т. 12,4 1,0 5,5

вг . 46-75 22 ,33/7- 13/3 54/12 ' - 3,5 C.3. , T. 12,4 0,7 ■5,7

75-107. ■ 35/10 12/3 53/16 - - ' 2,7 C.3, T* 12,4 0,7 . 5,7

ч ■ ъ. .107 35 - 47/17 II/4 42/15 - ■ 3,0 Ord* T. 11,5 0,8 6,1

4 ■ Анам' . 0-20 10 II/I 25/3 .64/6 ++ I.I , B.3. - ' 8,4 1 * 1,7 G,I

AI 20-53 10- I0/I; 30/3 60/6 ++ 0,5 B.3. 1* .8,4 2,0 M

'Bt . 53-63 10 ; Il/I. •29/3 60/6 - ■ 9,7 в,э. T. 9,0 ■ 2,9 6,5

B2 63-116 7 ; I9/I 28/2 53/4 + ■ 4,0 . D.3. T. . ■ 9,6 1,7 5,1

i 0 116 4 25/1 ' 24/1 51/2 + - 4,3 С.Э. ■ T. 2,2 1.5 5,1

5 AI 0-31 9 IO/I 26/2 '64/6 +++ 9,5 Б,Э. T. 8,5 2,0 6,4

BI 31-45 8 ' II/I 25/2 64/5 — + 5,3 в.э. . T. 9,2 2,4 5,6

112 1 3 1 4 1 5 1 6 ! 7 ! 8 1 9 I- 10 I И ,! 12 ! 13 1 14 А 15

5 % 45-69 - .17/2 23/2 60/5 + - 4,8 V с.з. т. 9,3 1,9 5,8

Бк - 55-119 8 30/2, 20/2 50/-1 +++ - - 5,3 С.з. т. 9,8 1,8 5,0

119 0 33/3 ' 25/2 42/3 '■Н-+ 4,4 с,з. * т. 9,4 1,4 5,0 :

6 Асах 0-19 7 13/1 33/2 57/4 :8,5 ■ в.з. т. 7,8 2,6 5,6

¿ц/и 19-31 6 ' 11/1 29/2 60/3 + ' 9,0 ' в.з. ■ т. не определялось

М 31-60 3 руг 28/3 50/4 ++ 4,8 с.з. т. 0,8 2,3 5,7

йс. " 60-12? II 36/4 22/2 42/5 +++ / 4,4 с.з, г. 9»3 1,3 5,4 '

С 127 6. 29/2 26/1 45/3 -- 6,0 ' с.з. ■ т. 8,2 1,5 5,2

х) в числителе - % от сумма трех компонентов, в. знаменателе"- $ от почвы в целом, с учетом -/содержания ила; _

волукмппеетвенная оценка: - минерал отсутствует, + мало," ++ среднее) +++ шюго;

в;а. - высокий заряд; с.з. - средний заряд, н.з; низкий заряд;

хоас)

' т. - в тетраэдрах,' о. - в октаэдрах.

Таблица 2

Валовой химический состав и «дергание силикатного и кесилзкатного-железа в-илистых фракциях .

# раз-!Глубина,!Содержание{%) на абсолютно сухую безгумусную «а-. ' ! см- !_навеску . _ , .

* I 11;0о ! Ка0

.' I, ','.! "г ! 3 \ 4 I 5 I 6 I 7 \ 8" ' I,; У,

I. 0-13 43,64 22,36. 2,90 2,76 17,07 3,22 13,85

18-37 43,55 20,78 2,31 ; 2,89 14,08 3,65 10,43

37-49 45,38. 21,22. 2,58 2,78 14,91 3,16. '11,75

49-81 46,51 21,за 3,82 2,69. 14,60 2,66 11,74

" 61-79 47,13 "19,81 3,69 2,78 13,14 2,93 10,21

79-126 58,67 19,28 4,33 2,53 12,23 2,45 9,78

■ 126 48,66 16,78 2,26. 2,а<5 11,38 2,33 9,05

' ' 2. 4-18 45,16 22,74 2 3,00. 13,41 3,40 9,05

18-31 48,50 20,40 3,59.. 2,26 11,23 1,43 9,80

' . 31-61' 46,64 22,84 3,71 2,97 Н,48. 2,22 " -9,26

61-80 53,34 27,77 3.02 5,17 7,24 0,54 6,70

80-112 51,23 26,41. 3,38 4,50 8,63

3 0-23 '50,65 20,23 1.60 1,93 11,70 2,07 ' 9,63

.23-46 52,33 .20,71 1,36 1,10 12,20 1,00 11,20

46-75 49,86 18,86 0,36_ 1,25 11,04 0,86 10,18

' 75-107 53,45 23,30. 1,36 1,15- 11.83 0.89 10,94

107 53 Д7 23,67 1,53 1;07" 11,21 0.53 10,68

4 0-20 45,74 23 »56 2,15 2,52 13,55 . 4,28 9,27

20-53 45,7Э 20,47 1,96 3,00. 14. и: 3,30 10,81

53-63 [ НЕ ОПРЕДЕЛЯЛОСЬ

63-115 48,34 19,46 2,76 2,73 13,22 3,16 10,06

1з:

Г ! 2- ! 3 .! ■ 4 ! 5 I 6 Г 7 1 8 1 9

116 49,55 19,68 1,75 2,44 12,30 3,80 8,50

5 0-31 45,96 20,99 2,08 2,59 13,67 3,50 10.17

31-45 47,28 17,64. 3,39 2,46 13,39 3,00 10,39

45-59 ЕЕ СПРШЖЛОСЬ

59-119 48,56 17,51 3,06 "2,00 13,34- 2,76 10,58

119- ' . 43,38 18,84 3,29 2,51 13,04- 2,50 ;Ю,54

6 6-19- 47,17 19,80 2,44 3,26 14,11 2,98 11,13

19-31 V ЕЕ ОПРЕДЕЛЛЛОСЬ ■ V

31-60. 52,53 21,24 2,17 2,83 13,67 2,37 11,30

60-127 48,68 19,12 2,41 2,21 12,86 2,22 10,64

127 ■ 49,17- 20,06 ■0,71 2,60 12,92 1,83 11,09

формационных изменений хлоритов и иллатоа в лабильные структуры.

ГЛАВА. 4.. КАЛИШСЕ СОСТОЯНИЕ

Вопрос а целесообразности применения калийных удобрений: на черноземах.а каштановых почвах Бурятии остается дискуссионным, в связи с тем, что был получен как положительный, так и отри -нательный эффект от внесения-калийных удобрений.

Исследованные почвы характеризуются высоким валовым содер жанием калия, которое в большинстве образцов превышает 3,6? \ (табл. 3). Большая часть калия (больше 90-95^). приходится, на калий минерального скелета, так кан почвы имеют легкий механический состав и содержит в большом количестве калиевые полевые шпаты. Калий минерального скелета не шлеет большого значения'в питании растений, т.к. переход его в доступную для растений форму затруднен из-за устойчивости к выветривают калиевых по —

ленах шпатов. ■ -

Исследованные почвы отличаются -чрезвычайно низкими уровнями остальных показателей калийного состояния почв и менее тесной ' связью: с минералогическим составом илистой фракцди, 'что обус.. — ■ ловлено легкий механическим составом, слабой выветрелостью ил -лятоз и относительно, меньшей зрелостью. почвенных, профилей, со сравнению с европейскими степными почваш.

Содержание обменного калия, в большвстве-исследованных разрезов варьирует ст 0,33-0,45 мг-экв/100 г почвы в.верхних.горизонтах до 0,13-0,21 мг-экв/100 г почвыв.почвообразуших поро -дах. Это значит, что ёсли^растений будут расходовать кадий только из обменных"фори и если.ежегодно с урожаем будет отчуэс -даться '50 кг/га этого элемента; запасов обменного калия хватит на 5-12 лет.

Содергание обменного калия.в горизонтах А пах и А1 контро -лируетоя совместным влиянием мгагих факторов: содержанием органического вещества, скоростью минерализация растительных остатков, отчуждением калия с урожаем и.другЕШ. В горизонтахАВ1, В1, В2 и карбонатных содергание обменного калия определяется содержанием лабильных силикатов; в горизонтах С - условиями образования пород. "

Большинство исследователей, работавших на черноземах ы каа-тансгых почвах Бурятии, считают; что запасы обменного калия . пополняются из неебкекной форш этого элемента, и поэтому исследованные почвы не нуждаются во внесении калийных удобрений. Одна -ко, в исследозояпнх почвах интенсивный^обмен меяду обменной и ЕесбменЕой формами калка затруднен, э связи с биоклиматическими. факторами, способствукщпш лиаь' физическому выветриванию, т'.е. дробЛеизю ¡генералов без изменения химического состава я наруше-

' 15.

кия целостности кристаллической решетки.

Исследованные почва обладают невысокий в делом эаласад®' -необменного калия, содержанке которого колеблется от 0,45 до 3,63 ¡¿г-экв/ЮО г почвы, что составляет 0,8-4,4? от валового содержания элемента (табл.3). При ежегодном отчуждении 50 кг ка --лир. с га,' запасов неоСменного кален без внесения удобрений хватит на 1-2 десятилетия. ' - . -

Преобладание в верхней части профиля исследованных чернозе-*-. мов и каштановых почв более выветрелых гидрослюдистых структур, с повышенным содержанкек железа в октаэдричеехсхтпозициям, а такхе' иллитов,, образовавшаяся в результате необменной фиксации., калзя, обусловило максимальное количество необменного калая в верхних горизонтах. В разрезах I в 6 наблодается заметное умень-ыение содержания необменного калия, связанное с потреблением сельскохозяйственных культур; не скомпенсированное внесением .удобрений (табл. 3). Основным ^актором,4 определяющим содержа -нзе необмекного калия, является степень выветрелости слод, заключенных в состав как тонких, так,и крупных фракций.

Величина АВ.0, давдая реальное представление о соотношениях ионов К4".и Са2+ в равновесном растворе, в исследованных'вочвах -в 2-5 раз низе зшчеяий, характеризующих черноземные к кашта - . новые почвы Европейской равнкшг и составляют от 0,85*10. до -3,95-10"^ в исследованных.черноземах и от О,75ЛО-^ -до 1,67'Ю-^^ "в каштановых потзах. В отличие от.европейских степ — ных вочв, в которых это стаошение законшерао убывает с глуби -ной,исследованные почвы отличаются незакономерная колебаниями по пробили величины- А^. . ^ . '

■ Основными факторами, оцределязощ!ми;отнеязэиие АЕ^, и калий -шЗ потенетал являются: .содержание елпстоЙ <£ракжи£, лабклышх

силикатов и содеркание обменного калия.

Исслелсванные почвы отличаются очень высокими величинами калийного потенциала, свадетельствулзиш о затрудненном.переходе ионов калия из поглощенного состояния в раствор и о неблагоприятном дая произрастания растений соотношении-калза в щелочноземельных катионов в почвенном растворе. Высокие величины ка-лк'Ггного потенциала подтверждают вывод о неблагоприятных условиях 'калийного питания растений.

Исследованные почвы характеризуются очень.низкими запасами непосредственно доступного каляя С Д.К0), которые составляют от 0,055 до 0,45 мг-экв/100 г в черноземах а существенно они -жаются в каштановых почвах до 0,035-0,II кг-экэ/100', г почвы.. По сравнение с европейскимз'чернсзешыми и каштановыми почвами, развитыми,на суглннисто-глинистых лессовидных отложениях, ве -личина Д!^ в исследованных почвах меньше в 1,5-5 раз (табл. 3). ' *

В отличие от европейских степных почв,- в которых величина Д.К0 максимальна в верхних горизонтах, в исследованных почвах содерзание легкообменного калия возрастает вниз по.пробила вместе с■увеличением доли легкообменного калия от обменного {табл. 3). Такое распределение этих показателей связано с тем, что в верхней части профиля растения прежде:всего используот легкообменный.калий: кроме того, в нижних горизонтах снижает -

______I

сл.заряд лабильных силикатов, что ведет к уменьшению, прочности связи с лабильными минералами. . •

Содержание легкообмешого калия в исследованных почвах

\ . . 4

коррелирует с содержанием лабЕяьных скдикатов'. и иляитов в пересчете на почву в.делом, с учетом илистой фракции, во определяющее влияние на .величину - Д К^ имеет. содержание фракции меньше 0.001« .

; ■ ' , ' '. " .. Таблица 3

Валовое содержание, Цорт соедяшшй калия и тегдоданашчесгше'показатели калийного состсшшд

. « ! ГорЕ-1 Глуйк- ! Валовое !Хамй 1Калий1КаляЙ ¡Легко- ! AR. ■ . 1рвгк . I Калийн. I ДК0 в % -пи* 1на,см Iсодерж. (шпшр. !шшот. [обшНкеоб- ¡обкеа. ! /u7jn 1/2 !"__„_» ! потенц, l d flJi„ ' Ё^К™ ! ■ ¡калия !ске - liimi !ши.. ■ 1калий ¡ ЧМ/JIJ ,мг э^св/ г ооыешо-.

. I ' j ,¡ : &p0,.% j K+WWlOOr I - ¡-. I ,

'l 1 2* I 3 ! : 4 ! 5 1 6' í ■ 7 1 8 ! -9 • ! ГО ! П I 12 t 13

1' Алах 1 0-10 3,6 ,' 3,50 ■2,76 С,38 1,5? 0,090 0,140 64 3093 24

Ап/п 16-3?. : 3,6 '-3,60 2,83 0,38 1,89 - 0,055, 0,120' 42 3778 . 14

.№1 37-49 - 3,8 3,70 2,78 0,42 1,70 0,135 0,145 ■ 93 3872 • 32

ei '49-61 3,6 ■ 3,50 2,69 0,30 1,66 0,100 0,145 69. 3872 33

Дкт. 61-79 :' 3,6 ' 3,50 .2,78 0,30 1,21 о,но 0,120 92 3Ö£U ■■ 37

' *Ьк2 79-126 3,5 3,40 2,53 0,22 1,00 0,100 '•0,120 83 ■ 3984 . 50

126 3,2 3,16 2,35 0,12 0,66 0,120 0,И5 104 ' ' 3852 10

2' АХ 4-18 3,5 3,40* .3,00 0,27 1,38 0,150 0,090 167 , 4154 55

AIB 10-31 3,6 , 3,56 2,26 - 0,61

: Dííi 31-61 2,6 2,57 2,97 0,12 0,45 ■не определялось ■

Sl-f 0 . i о . .-3,16 .5,17 0,2V O.ül

' Д "8ù-iia 3,3 3,20 ; 4,50 0,17 1,48 0,135 96 3893 ;. 80

i 1.2 i 3 14

! 5 16 17 1.81 9 I 10 t 'II- I 12 1 13

Anax 0-23 . 3,8 3,65

BI ' 23-46 3,9 3,80

B2 46-75 4,1 3,90

Bit ' 75-107 , 3,6 3,49

Д 107 3,2 ''3,09.

1,93 0,6J 2,59

1,10 0,31 1,61

1,25 , 0,27 2,33.

.1,15 0,50 1,93

-.1*07 '0,66 1,00

ив спрдашось

0,235 0,220. 130 ■ 3625 100

0,130 0,165" 79 "795 26

0,450 0,395 114 3278 68

■4 Лцам 0-20 , 3,5 3,38

AI . 20-53 3,0 3,51

BI 53-63 3,5 3,41

' . В2 63-116 3,6. 3,50

С 116 3,1 3,00

2,52 0,34 2,25 0,046 0,125 36 3549 13

3,00.- 0,50 . 1,47 0,075 0,120 ' 68' 3984 15.

2,93 0,17 1,95 0,090 0,095 " 95 4122 • 53

2,78 0,15 1,52 0,065 0,110 59 .4092 44

2,44 . 0,12 - .1,38 0,-035- '0,100 35 ,. '4092 29

AI 0-31 .4,4 -.4,28- .2,59 0,34 ,2,25 0,130 0,120 108 3984

Bl" -' 3145 3,6 . 3,50 , 2,46 0,17 1,64 .

' - ■ ■ ' HB сшжшось

Б2 ■ 45-59 • 3,8' 3,70' 2.26 v0,I2. 1,03

Вй . 59-119 4,1 4,00 . "2,00 v 0,11 1,85 0,070 0,075 _ 60 4262

С IÍ9 4.6, _ 4,600 ' 2,51 0,12 * 1,99 . 0,070 0,075 73 4262

ЗВ

64 59.

I I Я I 3 1:4 16 16 17 18 19 ! 10 1 II I' 12 1 13

6, Anal 0-19 4.5 4,39 3,20 . 0,34 2,08 0,075 0,170 44 ; 3788 22

13-31 4Д 3,90 • 0,27 3,63 . 0,060 0,090 46 -.3937 Щ

BI ' 31-60 4,3 4,20 2,83 0,12 • I,&3 . HE ОНРВДБШОСь' !

•V ,£íc : 60-127 3,9 3,60 2,21 0,12 2,14 . 0,085 0,075 100 , "4168 71

• С 127 3,9 . 3,80. 2,60 0,11. 2,48 0,055 0,100 55 , 4092 . 80

- 'Содержание, легкообменното калия в исследованных почвах'кср-релирует с содержанием лабшшшх сгликатсв и пллитов в пэресче-те га почву в дало«, с учетом илистой фракции, но определяющее' ахгякге на величину. Л К0 имеет содержание.фракции меньше 0,001.

Исследованные чернозема и каштановые почвы характеризуется зЕлченшс^: РВО^ соответственно от 42 до 233 и от '36 до 10& - _ (табл. 3). Эта - показатели несколько ниже значений РВСК европейских степных почв,' отмечаемых большинством'исследователей (Бер-гулева, Канивец, 1975; Гриченко, 1982).

Отличительной особенностью исследованных почв является влияние неселикатного железа в составе илистой фракции на'велпчЕну ИЗО11, что особенно четко проявляется в поверхностных горизонтах. 2то явление обусловлено способность!) несиликатных соединений железа блокировать часть обменной поверхности, что ведет к снижению ККО и степени диссоциации обменных катионов, особенно кадь-игя'ъ раствор. - „ „

Исследованные почвы характеризуется двумя типама*.лрЕвых . рВС11. Первый тип по ферме близок к описанному Еекеттом - имеет зряколдгейннй участок^ что соответствует обмену на "неспеци^и -ческЕх" обменных позициях, и криволинейный участок, соответст -вупзпй обмену на "специфическт," обменных позициях. Этот'тап кривой характерен для разрезов 1,4,6, в которых присутствуют иялкты г лабильные силикаты, обладгвзае "спецвапческЕми4. и "не-специ^ическими" обменными позиция™.

.Е^чвообрззующая порода разреза I, большинство гселэсетов разреза 3 и весь профиль разреза 2 характеризуются кравьгги НЗС11, не мкешши криволинейного участка. Е последнем случае это обусловлено присутствием в илистой и тонкопылеватой фракциях -разреза 2. упор^дочсшжх сметгнослоЯнЕХ" Едгит-сыектитоЕНХ кше—

21 -

* «

радов, а в первых двух - преобладанием в составе нетстой' $рад-цш лабильных силикатов,

Исследованные черноземы и каштановые почвы обладает значительной величиной калийфнксирудаей способности, которая колеблется от 0,7 до 4,7, мг-экв К* на 100 г почвы.

Верхние органогенные горизонты обладают пониженной величиной к алий <|иЕсирувдей способности. Это обусловлено влиянием ряда факторов: во-первых, органическое вещество, покрывая ■ шгенкаш глшшетае кристаллиты а агрегаты препятствует проникновению в них калия и необменной сорбция. Известно, что обменные позиции органического вещества селективны к поглощении щелочноземельных катионов, а ке,калия. Во-вторых, обменные позиции лабильных силикатов в верхних горизонтах частично насыщены калием за счет внесения удобрений. Максимальной калий^ксиру»-щей способностью обладают горизонты АБ1 разреза I, А1В разре -за 2; Дп/п разреза 3 в средняя часть профиля всех каштановых почв, что связано с высоким зарндом'лабильных силикатов этих горизонтов, а в случае равенства зарядов основная роль принадлежал' их локализации в тетраэдрической сетке. ,

- в гзштановнх почвах опредаяяшцее влияние на величину ка — лий^икспруицей способности оказывает процентное содергание обменного калия в составе ППК. Горизонтам, обладавдвм макси мольной долей К* в ШК соответствуют минимальные значения ка -

лжйфтссирувдей способности.

1

Таким образом*, фактораьш, определявши калий (Зяксирущув способность поча, являются содергание и минералогический состав илистыг фратщийвеличина и локализация зарода. Б каштановых .почвах, онредадяпцаа роль принадлежит доле в составе ; йПХ.

Агрохишгческпе в термодинамические показатели свидетельстау-ют о неблагоприятных условиях калийного. питания растений' на ис -следованных почвах и дают основание ожидать прибавки урожая от внесения калийных удобрений. Отсутствие эффекта или даже вредное влияние калийных удобрений, наблюдаемое некоторыми авторами, объясняется вероятно тем, что поскольку калий,вносится в виде легкс*-растворямоЗ соли в условиях очень засушливой весны; свойственной исследованнсму региону, концентрация легкорастворимшс солей в почвеншх растворах может повышаться,до токсичного для растений урСБНЯ. ■'.•■■■■

Благоприятный эффект-от внесения калийных удобрений ыожао ожидать при.обеспечении дополнительного увлажнения иди в стро -гом соответствии с погодными условиями с учетом калай^жсирув -щей способности почв.

■ВЫВОДЫ

I. Исследованные черноземы и каштановые сочна характеризуются

• аккумулятивным, реже равномерным распределением илистой с^рак-шя за счет интенсивного йиздческсго дробления крупных фрак.-цей до размера илистых частлц-в связи с обогащенностьв пород

• легко дробящимися минералами и экс тракоатинентальньага - условиями и отсутствием солонцеватости а осолодекия.'

2.. И&нералогвчесдий состав илистых йшцнй этихпочв оказался более разнообразным, чем это предполагалось ранее и существенно варьирует по разрезам и горизонтам в связи с разнообраги-

" ■ . "1

ем пород и-влиянием процессов почвообразования. В чабтноста,

предполагается, что источником, каолинита и монтмориллонита является материал древних кор выветривания. 3. В отличие от европейских черноземов и каштановых почв, для ас следованных черноземов я каштановых почв вв характерно на-

23 .

кошгешге в составе илистой фракции верхних горизонтов шиш-та. Больгшгству почв свойственна аккумуляция в верхней части продля лабильных силикатов е лешдокрокита и уменъ -шение содержания хлорита по сравнению с нижележацкцг: гори -зонтами.-Бедудам процессом дифференциавди глинистого мате -риала в ходе почвообразования, прпводяшм к указанной диф -феревпиации, является трансформация' железвсго-шгнезиальшх хлоритов И- шыштов в лабильные структура через стадии сме -щанослоЁных мзнерапов, которая сопровождается освобождением из кристаллических решеток железа и кристаллизацией его на. месте в форме лешдокрокита. Развитшэ шиштизации црецктст-

- вует отсутствие интенсивного весеннего протачивания в низ -кое содержание калия в почвенном растворе, а также'трезва -чайно малая его активность. „ ■ .

4_ - Исследованные черноземы и каштановые почвы Бурятской АССР '

- - характеризуются высоким валовым содержанием кадия, пред -

. ставленный в основной калием минерального скелета и-очень

..бедны всеми остальными формат соединений калия - легкооб-

\ * » • ценным, обменным и необменннм. и характеризуются понижен -

/ным отношением , * э равновесном раство-

ре' п соответственно высокими значениями калийного потенциала^ Указанные особенности связаны с легким механическим -составом в слабой выветрелостьв след и дают основание рё -комаендовать пирокое испытание в солевых оштах внесения ■ калийных. удобрений, но с учетом условий увлажнения и вели. чины калнй^иксирувдей способности почв.

5. Содержание обменного калия в горизонтах АХ черноземов и каштановых почв определяется совокупным влиянием многих , факторов (содержанием органического воцества, отчулдением

с урожаем» скорость» минерализации растительного опада,

выветриванием калий-содеркасда; минералов, количеством а со. * \ * '

ставом глинистого материала), в горизонтах Б - главным ой -

^ *

разом содержанием лабильных силикатов в дере счете на почву - в целом, в горизонтах почвообразуицей порода - условиями, их образования ..*.■"

6. Содерзание необменного кадия по всему цро^шш определяется' содержанием и степенью выветрелости минералов и еллитов:в ■составе как тонких, так и'срупных фракций.. _' ' . ,

7. .Специфической особенностью исследованных г почв является от-♦ ** ■

четлавое. влияние на РВСК нееяликатщгх соединений железа в . ■ составе илистой фракции. ■ Между РВС15 и количеством несили -ватного железа в илистой фракции обнаруживается обратная .линейная зависимость.

8. Исследованные почш обладают значительной величиной калий-

■ N

фикеярущей .способности,. которая зависит от величины я ло-

■ кализации. заряда в решетках лабильных силикатов и. от сте пени насыщенности ШК калием.

Список работ,.апуйликованЕНХ'по тема -диссертации ; / . .

1. Калийное состояние некоторых степных почв в, связи с минера. логическим' составом // Тезиса, докладсв II конференщи .

■ "Вклад молодых биологов зрешении вопросов Продовольствен -зо2 программы к-охраны х^ругатцеЗ средн*1. - /лан-7дз, 1987. - С. 17-18. ' ' • .

2.'Особенности шнералопгчесцсго состава илистей фракгдз степ _Еах почв Селеэпшсхого Среднегорья // Труды 12 научной дон ,/ферешсд молодах ученых, факультета почвоЕедешя Ы7. - Ыоск

ва (в печати).

3, Вксокодаслерсяш минералы степных почв Селевгинского Средне-горья // Биологические науки. - (в соавторстве, в печати).

Подписано в печать I2.0I.8S r. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная . Печать офсетная. Заказ 77.' Тираж 100 экз. Н-00306. Бесплатно.

Участок оперативной полиграфии Б® СО АН СССР, 670042, г.Улан-Удэ, ул.СахъяновоЙ.б