CC BY
32
УДК 631.41
МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ И МИКРОМОРФОЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ИЛИСТОЙ ФРАКЦИИ ТЕМНО-СЕРОЗЕМНЫХ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ НАХИЧЕВАНСКОЙ АВТОНОМНОЙ РЕСПУБЛИКИ Г. Д. МЕХТИЕВ
Институт почвоведения и агрохимии НАН Азербайджана г. Баку, Азербайджан, Аз. 1073, е-mail: [email protected] (Поступила в редакцию 29.09.2016)
Сероземные почвы пользуются ограниченным распространением относительно аридной части сухих субтропических степей, встречаются преимущественно в низменности и центральной части Нахичеванской Автономной Республики и других. регионах. Почвообразующими породами являются преимущественно породы продуктивной толщи верхнечетвертичного отложения, представленные аллювиально-генетическими известняками и сопочными брекчиями. Растительная зона представлена преимущественно карганной, курганно-полынной и полынно-эфермероидами, вегетация которых прекращается до наступления засушливого периода. Для темно-сероземных почв в аридных субтропиках характерны признаки литогенности, что вероятно связанно с относительной молодостью описываемых почв. В результате рентгендифракто-метрических исследований установлено, что в илистой фракции темно-сероземных почв присутствуют гидрослюда, каолинита, смектит, слюда-смектитовый и хлорита-смектитовый смешаннослойные неупорядоченные образования. Из неглинистых минералов присутствует высокодисперсный кварц. Было выявлено, что в морфологическом и микроморфологическом слое темно-сероземных почв несмотря на черты антропогенности, порозность наблюдается по всему профилю равномерно, первичные минералы подвергались сильному изменению. Плазма карбонатно-глинистая. По минералогическому составу илистой фракции изученные почвы в основном содержат минералы монтмориллонита, гидрослюда, каолинита, малое количество хлорита и из первичных минералов кварца, полевые шпаты и минералы цеолитового ряда клиноптилоли-та и полугорных окислов илистой фракции.
Ключевые слова: порозность, первичные минералы, плазма, монтмориллонит, хлорит, гидрослюда, кварц.
Gray soils have relatively limited distribution in comparison with dry subtropical steppes, found mainly in the lowlands and central part of the Nakhchivan Autonomous Republic and other regions. Soil-forming rocks are predominantly rocks of productive stratum of upper-quaternary sediments represented by alluvial and genetic limestone and mud breccia. Plant zone is represented mainly by mound, mound-sagebrush and sagebrush-ephemeroids, the vegetation of which is terminated before the dry season proceeds. For dark gray soils in arid subtropics there are characteristic signs of lithogenicity, which is probably due to the relative youth of these soils. As a result of X-ray diffractometer research, we have established that in the clay fraction of dark gray soils there are mixed-disordered formations of hydromica, kaolinite, smectite, mica-smectite and chlorite-smectite. Of the non-clay minerals there is highly dispersed silica. We have established that in morphological and micro-morphological layer of dark gray soils, despite anthropogenic features, porosity is observed in the whole profile evenly, primary minerals are subjected to a strong change. Plasma is carbonate-clay. According to the mineralogical composition of clay fraction, the studied soils mainly contain minerals of montmorillonite, hydromica, kaolinite, a small amount of chlorite; primary minerals of quartz and feldspars; minerals of zeolite type of clinoptilolite; and semi-mountainous oxides of clay fraction.
Keywords: porosity, primary minerals, plasma, montmorillonite, chlorite, hydromica, quartz.
Введение
Для изучения микроморфологии темно-сероземных почв нами были заложены 4 разреза в южной части Шарурской равнины на расстоянии 1 км к востоку от с. Шахтахта. Рельеф - холмистая возвышенность с уклоном к долине р. Аракса. Орошаемые почвы в основном используются под пшеницу. Ниже приводится морфологическое и микроморфологическое описание сероземные почв.
А пах. 0-20 см - серовато-полевой, суглинистый, комковато-полевой, рыхлый, корни растений, сухой, переход ясный. Микроморфологические исследования почв в слое показывают серовато-бурный, рыхлый, агрегаты первого и второго порядка. Поры межагрегатные, органические вещества представлены растительными остатками и гумусом. Некоторые крупные растительные остатки окарбоначены, агрегаты глинистой массы пропитаны дисперсной массой органиков. Много разрушенных первичных минералов кварца, полевых шпатов и других редких минералов, следы слабой хлоритизации.
А/В 22-41 см - серовато-бурый, среднесуглинистый, пылеватый, плотный, встречаются корешки, сухой переход к следующему горизонту ясный, по микроморфологическим показателям светло-бурый, рыхлый, агрегаты первого порядка характеризуются мелкозернистостью. Единичные мелкие частицы гумусовых веществ. Плазма глинисто-карбонатная. Крупные зерна первичных минералов.
B 41-70 см - серовато-бурый, тяжелосуглинистый, непрочно комковатый, встречаются корешки, свежий переход в следующий горизонт постепенный.
Микроморфологические показатели: светло-бурый, сложение рыхлое, агрегирование выражено слабо, поры межагрегатные различной конфигурации, соединенные друг с другом трещиноватыми капиллярами. Плазма глинисто-карбонатная. Имеются особенные выделения обломков карбонатных пород, подверженных процессу почвообразования в той или иной степени. Из первичных минералов встречаются кварц, полевые шпаты и роговые обманки [11, 17].
В/С 70-97 см - серовато-бурый, тяжелосуглинистый, неясно комковатый, плотноватый, встречаются отдельные хрящи, переход в следующий горизонт постепенный, по микроморфологическому описанию: светло-бурый, палевой, сложение рыхлое, слабо агрегированная почвенная масса. Форма и почвы круга - кротавидные. Плазма глинисто-карбонатная. Глинистая масса пропитана карбонатными образованиями. При скрещенных пиках ввиду присутствия высокодисперсной минеральной массы наблюдается анизотропность, среди глинистой массы выделяются круглые обломки карбонатных пород.
С 97-130 см - темно-серый плоноватый, встречаются хрящи, по микроморфологическим показателям отличаются от вышележащего горизонта диспергированностью. Наблюдается скопление псевдоморфозы гипсовых скопленный. Редкие обломки пород. Почвенная масса хлотизирована в слабой степени.
Основаня часть
В результате рентгендифрактометрических исследований установлено, что в илистой фракции темно-сероземных почв присутствуют гидрослюда, каолинит, смектит, слюда-смектитовый и хлори-то-смектитовые смешаннослойные неупорядоченные образования. Из неглинистых минералов присутствует высокодисперсный кварц. Как видно по рентгенограмме, гидрослюда идентифицируется по отражению 1,01 нм, 0,500 нм и 0,334 нм неизменяющимся при сольватации глицерином, после прокаливания при 550 °С. Судя по интенсивности пика, содержание гидрослюды в верхнем горизонтах больше, чем в нижних, что можно объяснить гидратацией грубозернистых частиц измененных слюд или необменной фракцией калия в результате «илитизации» набухающих минералов [5-8, 12, 15-16]. Смектит в рентгендифракционной кривых проявляется по рефлексу 1,500 нм. При сольватации с глицерином кристаллическая решетка смектита увеличивается до 1,700-1,800 нм, а при прокаливании резко снижается примерно до 1,00 нм. Минералы каолинитового типа обнаруживаются по отражениям при 0,715 нм и 0,354 нм, которые исчезают при прокаливании при 550 °С.
Рис. 1. Рентгендифракгограммы фракций < 0,001 мм темно-сероземных почв: а) воздушно-сухая почва; б) после насыщения глицерином; в) после прокаливания при 550 °С
В рентгенограмме присутствует минерал цеолитового ряда клиноптилолит, которому принадлежат рефлексы с ^п 0,890 нм, 0,465 нм и 0,396 нм. При насышенни перепарата глицерином в прокаливании при 550 °С минерал не изменяется в структуре. Из неглинистых минералов выявлен высокодисперсный кварц. Кроме индивидуальных глинистых минералов, в составе тонкодисперсной фракции изученных почв также присутствует смешаннослойное образование типа слюда-смектит. В ясно выраженную ассиметричность хорошо врисовывается по 1,01 нм рефлекс гидрослюды справа по направлению в область малых углов и 1,420 нм рефлекс хлорита слева со стороны больших углов. При обработке глицерином указанная выше ассиметрия 1,01 нм и 1,420 нм рефлексов дает усиление фона к области малых углов, существенно списываются и появляется четко выраженная решетка при 1,720 нм, прокаливание препаратов приводит в решетке к снижению, а порой даже к исчезновению рефлекса минералов смектитовый группы в области малых углов и миграции пика в области 1,01 нм рефлекса гидрослюд, что приводит к увеличению интенсивности имеющего рефлекса в целом, а так-
В образцах также присутствуют хлорито-смектитовые смешаннослойные образования, некоторые на рентгендифрактограммах от воздушно-сухих препаратов определены по рефлексу 1,400 нм, а при обработке глицерином наблюдается увеличение d/n этого рефлекса до значения более 1,400 нм и менее 1,700 нм. Присутствуют смешаннослойные образования из пакетов хлорита и смектита отчетливо проявляется на рентгенограмме прокаленного образца. Максимум при 1,210 нм выступает как результат взаимодействия рефлексов хлоритового и сокращенного 1,01 нм смектитового пакетов. На термограммах илистой фракции темно-сероземных почв первой эндотермический эффект наблюдается в пределах 140-145 °С, что соответствует удалению легкосвязанной и гигроскопической воды. Судя по площади, гидрофильность во всех горизонтах почти одинаковая.
Вторичный эндотермический эффект отмечен в широких пределах 390(400)-590 °С с максимумом 650 °С, что связано с удалением воды глинистых минералов типа гидрослюды смектита. Третий эндотермический эффект изменяется в более узких пределах 730-850 °С в связи с полным разрушением кристаллическая решетка глинистых минералов. Потеря весов из этих интервалов составляет 1,01,2 %. Очень большая площадь экзотермического эффекта в интервале 280(290)-450(460) °С максимумом 670 °С обусловлена удалением органо-минеральных соединений.
Вторичный экзотермической эффект в пределах 860-960 °С связан с разрушением кристаллической решетки глинистых минералов, кристаллизацией новых фаз и продуктов распада. Такие изменения термоэффекта характерны для минералов тонкодисперсной фракции - смектита, гидрослюды, каолинита, слюда-смектитовых и смектит-хлоритовых смешаннослойных образований. Данные этих анализов также подтверждают електромикроскопические снимки темно-сероземных почв Центральной части Шарурского равнины Нахичеванской автономной республики.
Заключение
1. Несмотря на одинаковые биоклиматические условия темно-сероземные почвы Шарурской равнины Нахичеванской автономной республики имеют низкое содержание гумуса по всему профилю 0,80-1,26 %, по гранулометрическому составу являются среднесупесчаными 32,41-55,80 %, pH - определение имеет среднещелочную реакцию 7,7-8,9.
2. По микроморфологическим исследованиям темно-сероземные почвы характеризуются порозно-стью, которая наблюдается по всему профилю, первичные минералы подвергаются сильному изменению, плазма глинисто-карбонатная, карбонатность отмечается по всему профилю.
3. Минералогический состав илистой фракции этих почв содержит следующие минералы: гидрослюда, каолинит, смектит и малое количество хлорита, из первичных минералов высокодисперсного кварца и смешаннослойные образования типа гидрослюда-смектита, хлорит-смектита и каолинит-смектитовый тип образования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абасов, М. А. Геоморфология Нахичеванской АССР / М. А. Абасов. - Баку, 1970. - 147 с.
2. Алиев, Г. А. О распространении коричневых лесных почв в Азербайджане / Г. А. Алиев, С. В. Фараджова. - Баку, 1957. - С. 183-188.
3. Алиев, Г. А. Коричневые лесные почвы / Г. А. Алиев. - Баку, 1965. - 111 с.
4. Аранбаев, М. П. Сероземы и светло-коричневые сухостепные почвы Центрального Копет-Дага / М. П. Аранбаев. -Ахшабад, 1969. - 173 с.
5. Болдирев, А. Влияние длительного орошения на минералогический состав илистых фракции темно-каштановых почв Южной Украины / А. Болдирев, О. Сафонова. - Киев, 1980. - С. 66-74.
6. Чижикова, Н. П. Изменение глинистых минералов в черноземах слитых глинистых под влиянием веществ различной природы в условия модельного эксперимента / Н. П. Чижикова, Е. Н. Годунова // Почвоведение. - 2008. - № 10. -С. 1268-1278.
7. Чижикова, Н. П. Минералогический состав пустынных почв долины Хадрамаут (Йемен) и его изменение при орошении / Н. П. Чижикова, Н. А. Гончарова, М. П. Верба, Саид Аль-Касири Лвада // Почвоведение. - 1994. - № 2. -С. 100-112.
8. Чижикова, Н. П. Влияние длительного орошения на степень агречированности и минералогический состав илистой фракции темно-каштановых почв Заволжья / Н. П. Чижикова, В. А. Барановская, Н. Б. Хитров // Почвоведение. - 2011, - № 8. - С. 978-995.
9. Добровольский, В. В. Биосферные циклы тяжелых металлов и регуляторная роль почвы / В. В. Добровольский // Почвоведение. - 1997. - № 4. - С. 436-442.
10. Доирова, Р. А. Биологическая активность светло-каштановых почв под севооборотами при орошении / Р. А. Дои-рова, З. П. Гудкова // Почвоведение. - 1983. - № 10. - С. 93-97.
11. Эль - Гежяпи, М. С. Химико-минералогический состав тонкодисперсной части и микростроение некоторых почв демократической республики Судан / М. С. Эль-Гежяпи, Б. П. Градусов, Н. Е. Риблина, Н. П. Чижикова // Почвоведение. -1984. - № 11. - С. 89-95.
12. Искендеров, И. Ш. Минералогический состав и физико-химические свойства почв Кур-Араксинской низменности / И. Ш. Искендеровю. - Баку, 1977. - 160 с.
13. Ковда, В. А. Аридизация суши и борьба с засухой / В. А. Ковда. - М., 1985. - 207 с.
14. Кулиев, А. Г. Вторичное засоление почв Нахичеванской Мульды и меры борьба ними: автореф. дисс. на соис. учен. степ. к.с.х.н. / А. Г. Кулиев. - Баку, 1984. - 24 с.
15. Горбунов, Н. И. Минералогия и физическая химия почв / Н. И. Горбунов. - М., 1978. - 292 с.
16. Градусов, Б. П. Глинистые минералы в бурых лесных почв Грузии / Б. П. Градусов, Т. Ф. Урушадзе // Почвоведение. - 1968. - № 2. - С. 124-132.
17. Мехтиев, Г. Д. Минералогические, микроморфологические особенности и валовой химический став сероземных почв Азербайджана. Исследование по почвоведению и агрохимии: сб. трудов / Г. Д. Мехтиев. - Т. XV. - С. 56-64.
18. Салаев, М. Э. Почвы Малого Кавказа / М. Э. Салаев. - Баку, 1976. - 328 с.
