Генетико-географические закономерности структурно-минералогической величины поглотительной способности сероземных почв Нахичевани

Автор: Мехтиев Гусейн Джалал

Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki

Статья в выпуске: 5 т.7, 2021 года.

Бесплатный доступ

Исследованы соотношения показателей минералогического и химического состава, величины и структуры общей поглотительной способности сероземных почв равнинной части Нахичевани. Разрабатывается методология оценки величины и структуры поглотительной способности с различными породами. География поглотительной способности сероземных почв определяется также соотношением почвообразованных и унаследованных компонентов в разных сероземных почвах, что дает основание также использовать биоклиматические факторы зональных почв. Выявлены закономерности генезиса и географии общей поглотительной способности которые могут быть использованы для мониторинга и прогноза загрязненных почв различными веществами в том числе тяжелыми металлами.

Еще

Поглотительная способность почвы, горные породы, хлориды, смектит

Короткий адрес: https://sciup.org/14120995

IDR: 14120995 | DOI: 10.33619/2414-2948/66/11

Текст научной статьи Генетико-географические закономерности структурно-минералогической величины поглотительной способности сероземных почв Нахичевани

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 631.41

Изучение почв в начале прошлого столетия 20-х годов в Азербайджане, в том числе в Нахичеванской Автономной Республике, связаны с именами ученых С. А. Захарова, В. А.

сс ) ф |

Смирнов-Логинова, В. Р. Волобуева, З. И. Илинской, В. В. Акимцев, С. И. Туремнов, Р. С. Ильин и.т.д. До начала 20-х годов ХХ в. в России, в том числе в Азербайджане, ряд авторов считали, что изучения в минералогии тонкодисперсного вещества до сих пор слабо изучено.

И. Н. Антинов-Каратаев предпринял впервые в России, а также в Азербайджане, рентгенометрические исследования, с помощью современного электроиномикроскопического оборудования удалось получить точное представление о минералогическом составе коллоидов. А. А. Роде говорил о необходимости изучения минералогии и коллоидной части почв.

Представления о структурно-минералогических особенностях почвы формировались в течение длительной истории. Наиболее значимые работы были у А. А. Роде, И. Н. Антинова-Каратаева. Благодаря им известно, что почвы одного типа и подтипа имеют разный минералогический состав, а их минералы — различины по структуре.

А. А. Роде навсегда сохранил огромный интерес к этой проблеме и наследие К. К. Гедройца в области поглотительной способности почв. В главе «Общий обзор почв СССР и проблемы их классификации», «Почвоведение» А. А. Роде, определяет 11 показателей для характеристики почв, приводит ряд важных элементов состава обменных катионов вторичных и первичных минералов, усматривая в них важнейшие основы почвообразования и основы для разработки классификации почв данного региона.

К. К. Гедройц разработал основу поглотительной способности почв. Своими трудами он установил важные закономерности различных форм поглотительной способности почв, физико-химических ее форм. На основе этих закономерностей разрабатываются способы сохранения и повышения плодородия почв, мониторинга и охраны окружающей среды.

Под структурно-минералогическими особенностями понимают группы почв, которые характеризуются однотипными минералогическим составом и особенностями структуры кристаллохимии преобладающих минералов иллита. Многие почвы одного типа имеют разные структурно-минералогические признаки. Несмотря на различия, которыми характеризуется механическая, химическая и другие виды поглотительной способности в их основе лежат содержание, состав, свойства и состояние тонкодисперсной, преимущественно илистой части почв. Как известно величина физико-химической поглотительной способности зависит не только от содержания и способности тонкодисперсной части, но и активной кислотности почв. Необходимо учитывать при рассмотрении поглотительной способности, не только глинистые слоистые силикаты, но и аморфные гидроксилы железа и алюминия, гумуса и их особенности. С этой точки зрения необходимо более детально охарактеризовать смектит, каолиновую составляющую структуры поглощения выделить аллофоны, каолинит-силикаты особенно смектит-каолинит. Для оценки химических форм поглощения важно учесть различия общностей почв по содержанию карбонатов, гипса легко растворимых солей. Значение механического поглощение учитываются введением таких характеристик, как содержание илистых веществ. Это дает основание использовать результаты минералогических для разработки различных проектов охраны окружающей среды [23]. Характеристика минералогического состава высокодисперсной части обязательно присутствует в современных учебниках почвоведения [6, 15].

Задача данной работы состоит в том, чтобы рассматреть и систематизировать в основном типы поглотительной способности, почв, коры выветривания и пород составляющих эдофический компонент экосистем. Вторая задача заключается в выявлении генетических и географических закономерностей поглотительной способности.

Определены структурно-минералогические свойства почв и структурно- минералогический состав нижней частей сероземных, серо-коричневых (каштановых) почв Нахичеванской АР.

При изучении выделены около 70 типов и подтипов почв, пород, речных взвесей, гидротермальные образования почв на основе имеющихся по компонентному составу и свойствам почв и пород, которые определяют поглощение различных элементов в соединении в том числе средне тяжелых металлов [3, 16, 20].

Выявлено, что широко распространены серо-коричневые (каштановые), светло- и темно-сероземные почвы на древних корах выветривания или продуктах их переотложения на площади низменной части Нахичеванской АР. Подобно этому выясняются специфические свойства генезиса и пород и развитых на них почв, имеющих признаки слитости, но содержащие мало смектитовых компонентов.

Можно предложить, что их способность к сильному набуханию и усадке обусловлена в значительной мере, тем, что фундаментальная часть — из чистого и коллоидного материала. Они имеют следующие признаки содержаний илистой фракции минералогического состава. Из признаков минералогического состава были выбраны лишь минералы и соединения, обладающие большой поверхностью смектитовых компонентов (полыгорскит), высоким содержанием железа или алюминия. Очевидно, что поглотительная способность определяется содержанием гумуса и его составом, а также составом и породой (Таблица 1).

Таблица 1.

СТРУКТУРНО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОГЛОЩЕННЫХ ОСНОВАНИИ СЕРОЗЕМНЫХ, СЕРО-КОРИЧНЕВЫХ (КАШТАНОВЫХ) ПОЧВ ЧАСТЕЙ НАХИЧЕВАНСКОЙ АР

	Почвы	Глубина, см	2+ Ca²⁺мг/экв на 100 г с почв				Ca²⁺ %
	Почвы	Глубина, см	Е об	Е	Е н	Е н	Е н	Е н	Е н
1(66)	X ей CQ	Акр 0-20	338	335,08	44,57	18,4	84,19	11,09	4,62
	X ей CQ	А/Вк 20-38	370	308,49	41,81	15,7	83,37	11,03	5,32
	F О	В wк1 38-59	330	273,18	37,62	19,2	82,78	11,04	5,81
		В к2 59-88	2,96	238,67	34,33	23,0	80,63	11,05	7,07
	о М Г 5	В кх 88-126	328	262,85	43,95	21,2	80,13	13,4	6,46
	1—1 X К со	Сд 126-160	471	406,18	53,64	11,2	86,23	11,3	2,37
	Н О			Mg²⁺мг/экв 100 г почв				Mg²⁺ в %
			Е об	Е п	Еб	Е н	Е п	Е б	Е н
		А кр 0-20	389	234,2	11,48	7,8	60,20	39,79	2,00
	Ч К ей Л	А/Вк 20-38	390	223,1	15,92	7,7	57,20	40,82	1,97
	й ей СО s	Вwk1 38-59	364	218,8	14,52	2,1	60,10	39,89	0,57
	CQ 2	Вк2 59-88	365	218,0	14,60	1,0	59,72	40,0	0,27
		В кx 88-126	351	216,1	13,09	2,3	61,56	37,29	0,65
		Сд 126-160	339	207,2	12,88	3,0	61,12	37,49	0,88
3(67)	о	Ак 0-5	309	253,9	36,73	18,3	82,16	11,88	3,92
		Abk 5-26	552	469,0	62,37	20,6	84,96	11,29	3,73
	CQ О	B wk 26-47	405	335,5	46,17	23,3	82,83	11,40	5,75
	6	Bk2 47-74	473	391,9	59,98	21,1	82,85	8,44	4,46
		B ck 74-110	500	427,3	59,00	13,7	85,50	11,80	2,74
		Ск 110-130	498	426,5	59,27	16,2	85,64	11,09	3,25
			Mg²⁺ мг/экв 100 г почв					Mg²⁺ в %
			Е об	Е	Е н	Е н	Е н	Е н	Е н
		Ak 0-5	544	518,10	24,9	1,0	95,23	4,57	0,18
	П СО й О	Abk 5-26	835	794,20	37,9	2,4	95,17	4,53	0,28
	й о СО О	Bwk 26-47	906	857,50	45,20	3,3	94,64	4,98	0,36

	B k2 47-74	954	908,70	43,40	1,9	95,25	4,19	0,19
	B ck 74-110	1044	997,81	42,49	3,7	95,57	4,06	0,35
	C k 110-130	987	950,77	34,93	1,3	96,32	3,59	0,13
4(69)	А кр 0-22	524	435,1	76,48	10,2	83,03	14,60	1,94
	А/ вк 22-41	464	387,4	73,31	8,2	83,49	15,8	1,80
	B kw 41-70	546	452,1	89,31	3,6	82,8	16,4	0,70
	B/ ck 70-97	502	411,1	82,34	3,6	81,9	16,4	0,71
	C xy 97-130	623	574,8	92,20	16,0	82,7	148	2,60
- □ S 2 3 ° t I		Mg²⁺мг/экв 100 г почв					Mg²⁺ в %
Mgs К о о		Е об	Еп	Е нб	Е н	Е п	Е б	Е н
О ° 2	А кр 0-22	812	769,6	35,64	6,7	94,77	4,40	0,82
И О	А/ вк 22-41	795	711,9	33,40	9,7	94,29	4,42	1,28
	В кw 41-70	795	750,3	36,49	8,2	94,33	4,58	1,03
	B/ ck 70-97	836	785,0	38,53	12,4	93,89	4,60	1,48
	C xy 97-130	881	829,1	42,11	9,8	94,10	4,77	1,11
2(45) 5?	AO 025	299	235,52	35,58	27,9	78,76	11,89	9,33
М	AO VP 25-48	285	222,75	32,45	29,8	78,15	11,38	10,45
	AY C2 48-64	289	234,60	32,20	23,6	80,96	11,14	8,16
з а к	BT C2 64-87	294	239,11	34,69	26,2	79,28	11,79	8,91
® я « g и g	BT C2 87-122	377	310,83	42,97	23,2	82,44	11,39	6,15
	C C2 122-160	310	257,01	35,69	17,3	82,90	11,51	5.58
=м g Й		Mg²⁺ мг/экв 100 г почв					Mg²⁺ в %
		Е об	Ел	Е б	Е н	Е п	Е б	Е н
	AO 0-25	448	364,49	75,71	7,8	81,35	16,89	1,74
	AO VP 25-48	424	400,73	19,67	3,6	94,51	4,63	0,84
	AY C2 48-64	429	400,67	19,73	2,6	94,76	4,59	0,60
о о	BT C2 64-87	435	411,41	20,09	3,5	94,57	4,61	0,80
	BT C2 87-122	399	377,52	17,43	4,0	94,62	4,36	1,00
	C C2 122-160	416	382,12	17,88	16,0	91,85	4,29	3,84
6(49) &	AO 0-20	153	114,56	17,44	21,0	74,87	11,35	13,72
	AO VP 20-36	154	114,68	18,32	21,0	74,46	11,89	13,63
	AY C2 36-61	136	97,44	15,36	23,02	71,64	11,29	17,65
	BT C2 61-94	128	90,99	15,61	21,4	71,08	12,19	16,71
Он	BT C2 94-132	124	81,79	14,01	28,2	65,95	11,29	22,74
	C C2 132-160	239	189,3	27,00	22,7	79,20	11,29	9,49
о 5 о s g в Е ® S		Mg²⁺ мг/экв 100 г почв					Mg²⁺ в %
5 2 и ай 2		Е об	Е	Е 5	Е н	Е н	Е 5	Е н
	AO 0-20	436	410,81	17,39	7,8	94,22	3,98	1,78
	AO VP 20-36	434	412,46	17,14	4,4	95,03	3,94	1,01
? 5 о w Й	AY C2 36-61	440	417,59	17,11	5,3	94,90	3,88	1,20
н S о И £	BT C2 61-94	446	424,47	15,43	6,1	95,17	3,45	1,36
о Г м w К ^G	BT C2 94-132	570	445,03	19,97	5,0	9561	3,50	0,87
о	C C2 132-160	421	402,28	13,22	5,5	95,55	3,14	1,30

Из полученных данных видно, что поглощенное основание в горноаллювиальных сероземных почвах юго-западного региона сравнительно небольшое и изменяется в пределах 296-471 мг/экв. на 100 г почв.

Поглощение Mg2+ в этих почвах незначительное малое и изменяется в пределах 351390 мг/экв на 100 г почв. По минералогическому составу эти почвы в основном содержат минералы хлорит- иллит (гидрослюды).

В светлосероземных почвах содержание поглощенных оснований по сравнению в аллювиальными изменяются в профиле между 309-552 мг/экв на 100 г почв, а состава по содержанию почв. Поглощенного Mg2+ увеличивается и изменяется в пределах 544-1044 мг/экв на 100 г почв. Эти почвы по минералогическому составу содержат хлорит-иллит (гидрослюда), cмектит. Этот фактор дает нам основании считать о присутствующих смектовых минералов.

Имеющие материалы дают основание полагать что в юго-западной и юго-восточной частях присутствует серо- коричневые (каштановых) почвы по поглощенному Ca2+ очень слабые 285-377 мг/экв на 100 г почв. В этих почвах содержание Mg2+ среднее и изменяется в пределах 359-448 до 421-570 мг/экв на 100 г почв.

По минералогическому составу юго-западной части серо-коричневые (каштановые) почвы содержат в основном минералы глинистого типа хлорит- иллит (гидрослюда). Из распределения структурно минералогических общностей вывод кривой нарастания поглотительной способности вступает основная генетико-географическая закономерность. Юго западной и юго восточной части Нахичеванской. Она заключается в том, что снижение поглотительной способности соответствует тенденции к ослабленно современных факторов выветривания в аридных регионах данных почвах. В противоположенность этому нарастание поглопитательной способности ассоцировано с усилением современного выветривания, прежде всего, в гумидных очень малое. Которое предпологается что влияет на новообразования минералов и их соединений.

В ряду нарастания поглотительной способности первое увеличение ее на уровне поглощения в средней интенсивности осуществляется преимущественно за счет смектитового компонента заимствованного явление из аллювиальных отложений, часть которых первично связано с материалом железокаменных низменных эффузивов. На уровне сильного поглощения прирост поглотительной способности обусловлен, помимо смектитового компонента, еще и гумусовой частью, а также полыгорстктом. Наконец, наиболее высокий уровень интенсивности связывается с нарастанием гидроксидной, аллофановой и смектитовой (в особых каолинит смектитовых образования) формы структуры поглощения.

Из сказанного следует, что в структуре и интенсивности поглопитательный способности наступает тенденция зонального размещения, усложненного одинаковым влиянием унаследованных компонентов. В том числе выявлено, что интенсивность поглощения, присущая ряду почв (полупустиннымн и пустынным) обусловлена химическим поглощением при взаимодействий элементов и соединений с карбонатами. Из этих отношений выявлено, что основные земледельческие территории приходятся на общности почв с очень слабой интенсивностью поглощения. К ним относится в юго-западном регионе аллювиальные сероземные, серокоричневые. К структурно минералогическим общностям со средней интенсивностью поглощения относятся серо-коричневые (каштановые) и степные почвы юго-восточного региона данных почв. С этой целью количественно представлены структуры поглощенных оснований в разных типах почвах в связи с их минералогическим составом почв.

Очень низкому поглощению соответствуют первый и второй типы структур, т.е. на минералах со стабильными структурами и низкими содержанием ила. Исключение составляет каолинитовый экоразряды в почвах и породах, поглощение которых происходит на стабильных двухслойных минералах. В общности с очень слабым поглощением различия генетической природы групп. Здесь сосредоточены многие типовые горной области с различной генетической природой. Сюда входят суглинки и глины слабо каолинитинового состава к аллювиальных, светлосероземных почв, которые по слабому поглощению — сочетание уже знакомых первого и второго типов структуры. В структуре поглощения принимают участие лабильные трехслойные минералы. Они в обоих экоразрядах предоставлены смектитовым пакетом в смешаннослойных образованиях.

Таблица 2.

ИНТЕНСИВНОСТИ И ТИПЫ СТРУКТУРЫ ПОГЛОПИТАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ПОЧВ, НИЗМЕННОЙ ЧАСТЕЙ НАХИЧЕВАНСКОЙ АР

Поглощение	Тип общности	Группа структуры поглошениии	Почвы	Почвообразующие породы
Очень слабое	Хлорит, иллит (гидрослюда) карбонатный	1	Серозем алювиалный, серокоричневый (каштановый)	Пролювий, аллювии и продукты и преоотложание древних диагностических осадочных изменениях
	Кварцевый	1	Подвижными песками	Пород
	Слюда-хлорит иллит (гидрослюдистый)	1	Светло сероземная серозем аллювиальная	Олиголиновый и моноклиновые
	Слабо комитовый	1		Калювый, делювый, пролювии нижных изверженных и метаморфических измененных пор
Слабое	Иллит (гидрослюда) смектитовый	2	Темно сероземная	Держово осадочные диагенетические изменнненное отложении и продукты их переотложения
	Смектит каолинитовый	1	Дерново псевдоподзолистые	Держово осадочные диагенетические изменнненны отложение и продукты их переотложения
Средное	Супер дисперсный иллит (гидрослюдистый) смектит	1	Темно сероземные и горно серокоричневых (каштановых)	Пролювии, элювии делювии древних отложении эвапоритовых басей почв
	Смектитовый	IV	Вертисолы (черноземы и луговые)	Аллювиальные отложения с материалом зеленокаменное низменных отложении
Сильное	Иллит (гидрослюдитая) смектитовый,	III	Серо-коричневые (каштановые, луговые)	Аллювиальные отложения и лессы аллювиальные
	карбонатный	1	Полупустине и луговые	Пролювии аллювий, элювий, делювий и древних отложении

Почвы развиты на 2 генетических различных группах пород. Общими свойствами структуры поглощения являются: суглинисто-глинистый состав и присутствие смектитового начала.

Среднее поглощение присущее эгофизическим компонентам, в которых значительное участие принимают лабильные трехслойные минералы. Они обладают значительной удельной, поверхностью, в том числе — межслойный. Второй компонент структуры поглощения — это гумус с заметным участием гумусовой составляющей, третий компонент, определяет характерно существенное сближение почвы по генетической природе. Это связанно с сформированнем травянистой растительностью. Сильное поглощение с предыдушей общности, увеличивается значение смектитовой и гумусовой (гуминовой) составляющих. В другом типе структуры возрастает значение слоистой структуры с высоким содержанием магния полыгарскитовными для субгумидных, аридных и экстрааридных регионов.

Выводы

Таким образом, структура поглотительной способности в первую очередь определяется породами и низкой интенсивностью поглощения в структурах стабильных 2:1 и 2:2 минералов. Почвы горных областей, где осуществовляется преимущественно физическое выветривание, а химические изменения незначительны, способность к поглощению за пределами новых (каштановых) почв умешаются к подзолистым почвам, где происходит снижение интенсивности поглощения в связи с уменьшением доли смектитового компонента, содержания гумуса, а также это связано с кислой реакцией среды.

Из полученных результатов видно, что в юго-западной части Нахичеванской АР горноаллювиальных, светло- и серокоричневых (каштановых) почвах содержание поглопитательной способности Ca2+ очень низкое, а иногда в этих почвах содержание Mg2+ — высокое и в горно светло-сероземных почвах — 1044 мг/экв. на 100 г почв. Это объясняется минералогическим составом тонкодисперсной фракции слоистых силикатов в составе минералов.

В юго-восточной части содержание поглопитательной способности в серокоричневых (каштановых) почвах — очень низкое, меняется в пределах Ca2+ 285-377, Mg2+ часто увеличивается и составляет — 399-448 мг/экв на 100 г почв.

Это объясняется присутствием минералов высокодисперсной части смектита-иллит (гидрослюда), слабо каолинит и др. минералов состава.

Список литературы Генетико-географические закономерности структурно-минералогической величины поглотительной способности сероземных почв Нахичевани

Алиев Г. А. Почвы Большого Кавказа (в пределах Азербайджанской республики). Ч. II. Баку: Элм, 1994. 308 с.
Алексеев А. А. Подвижность цинка и кадмия в почвах: Автореф. ... канд. биол. наук. М., 1979. 24 с.
Почвенный поглощающий комплекс и вопросы земледелия // Отв. ред. акад. О. К. Кедров-Зихман. М., 1937. 344 с.
Большаков В. А., Краснова Н. М., Борисочкина Т. И. Аэротехногенное загрязнение почвенного покрова тяжелыми металлами: источники, масштабы, рекультивация. М., 1993. 91 с.
Волобуев В. Р. Экология почв. Баку: Изд-во Акад. наук АзССР, 1963. 260 с.
Глазовская М. А. Общее почвоведение и география почв. М.: Высшая школа, 1981. 400 с.
Горбунов Н. И. Минералогия и коллоидная химия почв. М.: Наука. 1974. 313 с.
Горбунов Н. И., Градусов Б. П. Связь между минералогическим составом и физико-химическими свойствами почв // Почвоведение. 1979. №3. С. 110-118.
Градусов Б. П. Глинистые минералы в почвахщих влияние на минералогический состав современных отложений океанов // Проблемы митологии и геохимии осадочных пород и руд: к 75-лети акад. Н. М. Страхова. М.: Наука, 1975. С. 48-67.
Градусов Б. П., Чернояховски А. Г., Чижикова Н. П. Экологическая петрография и минералогия почв // Проблемы почвоведения Сибири. Новосибирск: Наука, 1990. С. 13-34.
Градусов Б. П. Генетико-географические закономерности структурно-минералогических общности почв и их поглопитательной способности // Почвоведение. №5., 1996. С. 599-605.
Градусов Б. П. Генетико-географические закономерности состава почва образующих пород на карте Мира // Глобальная география почв и факторы почвообразования. М. : Наука. 1991. С. 193-301.
Гримм Р. Е. Минералогия и практическое использование глин. М.: Мир, 1976. 510 с.
Искендеров И. М. Почвенные минералы и плодородие. Баку: Элм, 1982. С. 43.
Добровольский В. В. География почв с основами почвоведения. М., 1989. 320 с.
Орлов Д. С. Химия почв. М. Изд-во МГУ, 1992. 400 с.
Мамедов Р. Г. Структура почв Азербайджана и пути ее восстановлении. Баку. 1961 с.
Мамедов Г. М. Социально- экономические основы рационального использования земельных ресурсов. Баку: Элм. 2007. 856 с.
Роде А. А. Почвообразовательный процесс. М.: Изд-во АН ССР, 1937. 452 с.
Розанов Б. Г. Основы учения об окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1984. 371 с.
Салаев Е. М. Диагностика и классификация почв Азербайджана. Баку. 1991. 237 с.
Соклонова Т. А. Высокодисперсное минералы в почвах и их роль в почвенном плодородии. М., 1984. С. 77.
de Vries W., Kros J. Assessment of critical loads and the impact of deposition scenarios by steady state and dynamic soil acidification models // Studies in Environmental Science. Elsevier, 1991. V.. 46. P. 569-624. https://doi.org/10.1016/S0166-1116(08)71390-6

Еще

Статья научная