Введение к работе
Актуальность темы Плодородие почв в значительной степени опреде-тяет уро кай сельскохозяйственных культур в Северном регионе Сирии С увеличением интенсификации сельскохозяйственного производства (в том числе при ороілении почв Сирии) необходимость в детальной характеристике плодородия почв значительно возрастает
Ис:ледуемые красные слитые почвы Сирии тяжелого гранулометрического состава развиты на красноцветных ферсиаллитных отложениях, ареал которых находится в Восточном Средиземноморье По своему географическому поло кению территория относится к наиболее типичной части субтропического пояса И П Герасимов (1966) в пределах Сирии выделял серо-коричневые почвы д ія равнин и коричневые почвы для горных районов Эта точка зрения на характер почв семиаридных и аридных субтропиков Восточного Средиземноморья сохранилась среди отечественных почвоведов до наших дней и нашла отражение в мировых почвенных картах (Ковда, Лобова, 1975, Глазовская, Фридлаьд, 1982 и др ) Столбовой В С (1994) на красноцветных породах дополнительно выделил красные слитые почвы, к специфическим особенностям которых о сносится низкое содержание гумуса, высокая степень оглинености, высокая нвбухаемость и большая поглотительная способность, склонность к сли-тогеяез} Карбонатность и частая слитость почв приводят к очень неблагоприятным показателям фосфатного режима, к трудностям орошения почв В значительной степени эти показатели связны с минералогическим составом почв
В работе на примере почв Сирии показывается целесообразность учета минералогического состава почв при оценке их плодородия и степени деградации
Ці:ль работы состояла в оценке минералогического состава красных слитых почв Сирии, развитых на красноцветных ферсиаллитных отложениях в ус-товиях семиаридного и аридного климата, на автономных, транзитных и акку-мулятиЕных элементах ландшафта и в оценке некоторых параметров плодородия эти), почв от содержания отдельных групп минералов
3s дачи исследований состояли в следующем
Статистическая обработка данных по физико-химическим, агрохимическим и водно-физическим свойствам изучаемых почв
Определение минералогического состава почв по профилю
і Оценка цветовой гаммы почв с использованием новых методов индикации
Оценка свойств почв, зависящих от их минералогического состава содержания положительно и отрицательно заряженных соединений, особенностей ионного обмена, кинетики вытеснения катионов из почв, степени слитизации почв
Разработка алгоритма зависимости степени слитизации от факторов внешней среды и минералогического состава
Оценка плодородия исследуемых почв (и их связи с минералогическим составом) с использованием биотестов
Разработка картосхемы оценки почв региона с использованием их минералогического состава и ГИС технологий
Защищаемые положения
Минералогический состав исследуемых красных слитых почв Сирии является важными фактором, определяющим их плодородие и устойчивость к деградации
В работе предлагается алгоритм уточнения градаций оптимальных свойств изучаемых почв и уровней их деградации с учетом минералогического состава почв и климатических условий региона
Научная новизна
В работе выяснены закономерности изменения свойств, красных слитых почв Сирии, развитых в семиаридных и аридных условиях, на автономном, транзитном и аккумулятивном ландшафтах
Подтверждено, что с увеличением разбавления растворов, почвой преимущественно поглощаются двухвалентные катионы по сравнению с одновалентными, а из равнозарядных - катионы с меньшей энергией гидратации Подтверждено, что с увеличением плотности заряда сорбционных мест ППК (доли палыгорскита, смектита) почвой преимущественно поглощаются катионы с болі шей плотностью заряда Показано, что с увеличением в минералогическом составе изучаемых почв палыгорскита и смектита, увеличивается опасность слиТогенеза почв, которая в тоже время определяется типом климата и положением почв в ландшафте
Практическая значимость
Установленные зависимости изменения свойств почв и устойчивости их к слитогенезу от минералогического состава служат основой для корректировки показателей моделей плодородия красных слитых почв Сирии, степени их деградации, агроэкологической группировки
Апробация работы
Результаты работы докладывались на международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 120-летию академика Н И Вавилова РАГУ-МСХА имени К А Тимирязева 2007 г, на Международной конференции «Почвенно-агрохимическое и агроэкологическое обеспечение аг-ротехнологий», РАГУ-МСХА имени К А Тимирязева 2007 г, на конференции «Экология биосистем», Астрахань 2007, на конференции посвящений 100-летию кафедры почвоведения Санкт-Петербургского аграрного университет?, 2006 г, на Всероссийском смотре научных и творческих работ иностранных студентов Томск, 2007 г
Публикации
По материалам диссертации опубликованы 6 работ, в том числе в журнале "Известия ТСХА"
Аптор выражает глубокую благодарность профессору Савичу В И, доктору с/х наук Чижиковой Н П за постоянное внимание и поддержку
Сі руктура и объем работы
Работа состоит из введения, обзора литературы, описания цели и задач исследо иния, экспериментальной части и выводов Экспериментальная часть включает? глав машинописного текста,59таблиц,2 рисунка Список использованной штературы включает/Wисточников, в том числеЗ^на иностранных языках
Объекты исследования
В качестве объектов исследования выбраны красные слитые почвы Сирии, рашитые на красноцветных ферсиаллитных отложениях Исследуемые почвы развиты на автономном мезоморфном (Р-1,2,6), транзитном мезоморфном (Р- 1,5) и аккумулятивном гидроморфном ландшафтах (Р-4) При этом разрезы 1,1,4,5 соответствуют местоположению в семиаридпом климате, почвы разрезов 2,6 сформировались в условиях аридного климата
Разрез 1 представлен красной слитой глинистой среднемощной почвой, на красноцветных ферсиаллитных отложениях подстилаемых известняком
Рязрез 2 представлен красной слитой глинистой мощной, на пролюви-атьных красноцветных глинах, подстилаемых глинисто-гипсовыми озерными суглинками Р-Экрасной слитой глинистой сверхмощной почвой
Разрез 4 представлен глееземно-слитой глинистой сверхмощной почвой
Разрез 5 представлен красной слитой глинистой сверхмощной почвой
По данным В С Столбовой (1994) и обобщенных данных по почвам Сирии, валовой состав автономных мезоморфных (Р-1) и полугидроморфных (Р-3,5) по*-в на красноцветных ферсиаллитных отложениях характеризуется значительным (около 60%) содержанием оксида кремния Достаточно высоко содержание оксидов алюминия (около 19%) и железа (более 10%) Так, в гидро-морфных почвах (Р-4) практически в два раза (по сравнению с автономными, почвами (Р-1) уменьшено количество окристаллизованных форм при одновременном таком же увеличении аморфных форм
Пэтеря окристаллизованного Fe приводит к изменению окраски почвы в сторону побурения массы и потери красноцветности Автономные мезоморфные почвы (Р-2 , Р-6), формирующиеся в аридных климатических условиях, характеризуются несколько меньшей степенью ожелезнения почвенной массы
В гумусе рассматриваемых почв преобладает фракция гуминовых и фульвої ислот, связанная с кальцием и неподвижными полуторными оксидами
Однако основная доля почвенного органического углерода приходится на не-гидролизуемый остаток, достигающий 75,7-90,54%
Анализ агрегатного и микроагрегатного составов обнаруживает высокое содержание (52-73%) водопрочных агрегатов > 0,25 мм по всему профилю почв Фактор структурности (по Фагелеру) автономной мезоморфной почвы составил 86-91% Это характеризует микроструктуру почв, как высоко водопрочную рН водной суспензии 8,1- 8,6
В составе поглощенных оснований преобладает катион кальция Однако содержание обменного магния также велико Повышенное содержание обменного магния - одна из региональных особенностей рассматриваемых почв Почвы на красноцветных ферсиаллитных отложениях, как правило, очень бедны доступным растениям фосфором
Методика исследования
Методика исследования состояла в проведении полевых исследований, лабораторных анализов, постановке модельных опытов и в статистической обработке литературных данных о свойствах почв Сирии В полевых условиях проведено изучение морфологических признаков почв и сопоставление свойств почв и урожая с/х культур В лабораторных условиях определены агрохимические и физико-химические свойства почв по общепринятым методикам (Мине-ев В Г , 2001) Проведена статистическая обработка литературных данных по свойствам почв Сирии (Дмитриев Е А , 1995)
Определена цветовая гамма почв Сирии в цветовых системах Lab, RGB, CMYK на основе компьютерной диагностики и с использованием прибора Gretag Macbeth Eye One Photo (Савич ВИ и др , 2006) Проведено определение содержания положительно и отрицательно заряженных соединений ионов з почвах методом химической автографии на основе электролиза (Савич В И, Сьгчев В Г , Трубицина Е В , 2001)
Углубленные исследования свойств почв состояли в определении минералогического состава фракций менее 1 мкм Выделение фракций проведено по методу Горбунова Н И Расшифровка спектров проведена на основе общепринятых руководств по минералогии (Рабочее ИС, 1975, Горбунов НИ и др, 1975)
Модельные опыты состояли в оценке особенностей ионного обмена в почвах и илистых фракциях из почв, в оценке кинетики ионного обмена
При изменении последовательности воздействия на почву разных концентраций сорбатов и десорбентов изучали эффект пробки и эффект гистерезиса При оценке кинетики ионного обмена оценивали поглощение кальция, маї-ния, калия, натрия и их выделение в раствор десорбентов при разном времени взаимодействия (Карпухин А И , Савич В И, 1984), а также изучали кинетику и
десорбі- ию катионов из почв методом химической автографии на основе электролиза
Дпя оценки обеспеченности почв элементами питания растений использовали метод функциональной диагностики по активности хлоропластов, пред-ложенн лтл Плешковым А С и Ягодиным Б А , в нашей модификации Оценка обеспеченности почв элементами питания проведена также по дополнительной поглотительной способности корневых систем проростков пшеницы, выращенных на «следуемых почвах, и затем помещенных в питательный раствор
На основе полученных данных установлено влияние минералогического состава на плодородие почв Вычислены регрессионные зависимости емкости попощгния почв от доли отдельных групп минералов и степени гумусирован-ности установлены алгоритмы изменения оптимальных свойств почв (градаций SAR, обеспеченности фосфором, калием) от минералогического состава Изучена опасность слитизации почв с учетом их минералогического состава (Хитрон Н Б , 2004)
В работе использованы программы Statistica-6, Mapmfo
Принятый уровень вероятности Р = 0,95
