CC BY
8DOI: 10.24412/2181 -144X-2023-4-28-33 Shodiqulov J.M.
SERPENTINIT MINERALINING TARKIBI VA XUSUSIYATLARI, UNI TUPROQ UNUMDORLIGIGA
TA'SIRI
Shodiqulov J.M. - t.f.f.d. (PhD). Navoiy davlat konchilik va texnologiyalar universiteti dotsenti.
Annotatsiya.Serpentinit mineralidan tuproq unumdorligini oshirish maqsadida foydalanish imkoniyatlarini o'rganish natijalari keltirilgan va undan foydalanish miqyosini kengaytirish yo'llari taklif etiladi. 2023 yilda Navoiy viloyati hududida kislotali muhitga ega bo'lgan tuproqlar maydoni 9,8 ming gektarni (mintaqaning 9,6 foizini) tashkil etadi va qishloq xo'jaligi yerlarida tuproqlarning kislotaliligi (turli darajada) aniqlangan. Ayniqsa, sug'oriladigan yerlar tahlil qilinganda, o'g'itlardan foydalanish tufayli tuproqning kislotaliligi oshishi kuzatildi. Mavjud shaklda maydalangan serpentinitni kislotali tuproqlarda (pHH2O < 5,8) qo'llash maqsadga muvofiqligi aniqlandi; kaltsiyni o'z ichiga olgan moddalar (dolomit) bilan aralashtirilganda, neytral tuproqlarga (pHH2O 5,4 -7,0) foydalanish imkoniyati kengayadi, fosfogips qo'shilishi bilan barcha turdagi tuproqlarda (pHH2O 2,3-4,6) o'g'it sifatida serpentinitdan foydalanish tavsiya etiladi.
Kalit so'zlar: tuproq muhiti, meliorativ holati, kremniy oksidi, serpantinit, metall xloridlari
СОСТАВ И СВОЙСТВА МИНЕРАЛА СЕРПЕНТИНИТ, ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ
Шодикулов Ж.М. - д.ф.т.н. (PhD). доцент Навоийского государственного горно-технологического университета.
Аннотация. Представлены результаты изучения возможностей использования минерала серпентинита для повышения плодородия почв и предложены пути расширения его применения. В 2023 году площадь почв с кислой средой на территории Навоийской области составляет 9,8 тыс. га (9,6% территории области), а на землях сельскохозяйственного назначения определена кислотность почв (в разной степени). Особенно при анализе орошаемых земель наблюдалось повышение кислотности почвы за счет применения удобрений. Установлено, что в существующем виде серпентинит молотый целесообразно использовать на кислых почвах (рНи2О < 5,8), при смешивании его с кальцийсодержащими веществами (доломитовая мука) сфера возможного применения расширяется до нейтральных почв (рНи2О 5,4-7,0), при добавлении фосфогипса (рНи2О 2,34,6) использование серпентинита в качестве удобрения целесообразно на всех типах почв.
Ключевые слова: среда почв, мелиорация, окис кремния, серпентинит, хлориды металлов
COMPOSITION AND PROPERTIES OF THE MINERAL SERPENTINITE, ITS INFLUENCE ON SOIL FERTILITY
Shodikulov J.M. - Doctor of Philosophical Sciences (PhD). Associate Professor of the Department of Metallurgy at Navoi State Mining and Technology University.
Annotation.The results of a study of the possibilities of using the mineral serpentinite to increase soil fertility are presented and ways to expand its use are proposed. In 2023, the area of soils with an acidic environment in the Navoi region is 9,8 thousand hectares (9,6% of the region's territory), and soil acidity is determined on agricultural lands (especially when used under arable land). Especially when analyzing irrigated lands, an increase in soil acidity due to the use of fertilizers was observed. Established in its current form serpentinite ground should be used on acidic soils (pHH2o < 5,8), when mixed with calcium-containing substances (dolomite powder) scope of possible applications is extended to neutral soils (pHH2o 5,4- 7,0), adding phosphogypsum (pHH2o 2,3-4,6), the use of serpentinite as fertilizers suitable for all soil types.
Keywords: soil environment, reclamation, silicon oxide, serpentinite, metal chlorides.
Tuproq tarkibining optimal darajasi o'simliklarning biologik xususiyatlarini, shuningdek, tuproqdagi fitotoksik kationlar, gumus, fosfor va mikroelementlarning tarkibini hisobga oladigan integral ko'rsatkich bo'lib xizmat qiladi [1, 2]. Navoiy hududining tipik bo'z tuproqining yuqori kislotaliligi qishloq xo'jaligi ekinlaridan barqaror va yuqori hosil olish va mineral o'g'itlardan ozuqaviy moddalardan maksimal darajada foydalanish uchun asosiy to'siqlardan biridir. Tuproqlarning kislotaliligi H+ va Al3+ ionlarining mavjudligi bilan bog'liq bo'lib, pH < 5,0 da Al3+ gil minerallarning kristall panjarasidan ajralib, eritmaga o'tadi.
3-7 mg/100 g tuproqda Al3+ ionlari konsentratsiyasi ko'pchilik o'simliklar uchun zaharli hisoblanadi [3]. pH > 5,0 da Al3+ ionlari vodorod ionlariga qaraganda kamroq tarqalgan va aksincha, kuchli kislotali tuproq reaksiyasiga ega bo'lgan tuproqlarda yuqori bo'ladi[4-6]. Tuproqning haddan tashqari kislotaliligi sharoitida o'simliklar uchun vodorod ionlarining toksikligi alyuminiynikiga qaraganda kamroq kuzatiladi. Shuning uchun alyuminiyni gumus va fosfatlar bilan o'zaro ta'siri tufayli tuproq eritmasidan yomon eriydigan holatga immobilizatsiya qilish tuproqning kislotalilik darajasini optimallashtirishi mumkin [7, 8]. Tuproqning kislotaliligini zararsizlantirishning samarali usuli ohaktosh qo'shish hisoblanadi, bu ularning tubdan meliorativ holatini yaxshilashga xizmat qiladi [9-12].
Respublikamiz hududida serpentinit, marganets rudasi, glaukonit, gips, fosforitlar, ohaktosh va boshqalar kabi qishloq xo'jaligi rudalari, jumladan, mineral resurslarning katta zaxiralari mavjud. Ular o'simliklarning oziqlanishi uchun zarur bo'lgan quyidagi makro- va mikroelementlarni o'z ichiga oladi : kaltsiy, magniy , kaliy, fosfor, marganets, rux, mis, kobalt, molibden va boshqalar.
Navoiy davlat konchilik va texnologiyalar universitetining agronomiya kafedrasi tajribalari orqali bir necha yillar davomida qishloq xo'jaligi rudalarini asosiy don va texnik ekinlar uchun ishlatish usullari o'rganildi. Suyultirilgan bo'z tuproqda o'tkazilgan tajribalarda no'xat hosildorligining o'sishi kuzatilmaganiga qaramay, serpentinit qo'shilishi no'xat mevasidagi qand miqdorini 0,2-0,4% ga oshirishga yordam berdi, bu esa undan qo'shimcha har gektaridan 0,21 sentnergacha qand yig'ish imkonini beradi[12].
Adabiyotlar taxlilidan xulosa qilib serpentinit mineralining tarkibi va xossalarini o'rganish hamda uni bir tomondan chiqindilarni yo'qotish (ekologik jihat), ikkinchi tomondan tuproqni meliorant sifatida (agrokimyoviy ko'rsatkichlarini) foydalanish imkoniyatlarini aniqlash zarurdir.
Tadqiqotning obyekti va metodlari: Biz Navoiy viloyat Karmana tumanida joylashgan serpentinit konidan olingan na'munani quyidagi fizik kimyoviy tahlil usullaridan foydalangan holda tarrkibi aniqlandi: rentgenofazaviy usuli bo'yicha umumiy kimyoviy tahlil (ГОСТ3385-2016); Kachinskiy usuli bo'yicha granulometrik tarkib (ГОСТ 12536-79);
Kappen-Gilkovitz usuli bo'yicha shimilgan asoslarning tarkibi (ГОСТ 26487-85); (ГОСТ 26213-91) tomonidan o'zgartirilgan Tyurin usuli bo'yicha organik moddalar; o'zlashuvchan fosfor (P2O5) va almashinadigan kaliy (K2O) (ГОСТ26213-91); рНн2о potentsiometrik usul bilan (ГОСТ 26423-85).
Tadqiqot natijalari. Granulometrik tarkibga ko'ra, o'rganish uchun taqdim etilgan maydalangan serpantinit yengil qumloqlarga tegishlidir (1-jadval).
Qum fraktsiyasi birlamchi minerallardan (kvars va dala shpatlaridan) iborat bo'lib, birinchi navbatda (37,0%) zarracha hajmi 0,05-0,25 mm bo'lgan mayda qum fraktsiyasilardan iboratligi kuzatildi. Bu fraktsiya yuqori suv o'tkazuvchanligi, ba'zi kapillyarlik va namlik sig'imi bilan ajralib turadi, shishib ketmaydi va plastik emas. Juda past singdirish qobiliyati bilan tavsiflanadi.
Yirik changning ulushi (32,1%) mineralogik tarkibi bo'yicha qumga o'xshaydi, past singdirish qobiliyati va namlik qobiliyatiga ega, plastik emas, biroz shishadi va 0,8-1,8 m2/gr past o'ziga xos sirt maydoniga ega.
O'rtacha chang ulushi (11,5%) 2,5-11 m2/g past o'ziga xos sirt maydoni bilan tavsiflanadi, koagulyatsiyaga qodir emas, lekin namlikni saqlaydi va shishiradi. Slyuda miqdori ko'payganligi sababli, u yopishqoqlik va plastikligi bilan ajralib turadi va suv o'tkazuvchanligi yomon.
Mayda chang ulushi (7,5%) nafaqat birlamchi, balki ikkilamchi minerallardan ham iborat. Shu munosabat bilan, mayda chang fraktsiyasi katta fraktsiyalarga xos bo'lmagan xususiyatlarga ega. U koagulyatsiya va strukturani shakllantirishga qodir, singdirish qobiliyatiga ega. Uning solishtirma yuzasi 55 m2/gr dan oshadi.
Loy (7,4%) asosan yuqori dispersli ikkilamchi minerallardan iborat. Tuproq unumdorligini yaratishda loy fraksiyasi katta ahamiyatga ega. O'zining yuqori solishtirma yuzasi, 210-270 m2/gr ga yetganligi sababli tuproqda sodir bo'ladigan fizikaviy va kimyoviy jarayonlarda katta rol o'ynaydi. Loy yuqori singdirish qobiliyatiga ega, bu fraksiyaning kolloid qismi strukturaning shakllanishida va tuproqni singdirish kompleksining shakllanishida ayniqsa muhim rol o'ynaydi.
Serpentinit mineralining granulometrik tarkibini tahlil qilish taklif etilayotgan melioratsiya obyekti - tipik bo'z tuproq shakllanishining kislotali tuproqlari tarkibiga taxminan mos keladigan fraktsiyalarning to'liq maqbul nisbati mavjudligini ta'kidlash uchun asos beradi.
Serpentinit (lotincha serpens — ilon) — asosiy element sifatida serpantin Mg6[Si4O10](OH)8 o'z ichiga olgan tog' jinsi, tog' jinsining umumiy hajmining kamida 50% ni tashkil qiladi, shuningdek, talk Mg3Si4O10(OH)2, pirrotit FeS, enstatit MgSiO3, fayalit (Fe0.94Mg0.06)2SiO4, umumiy kimyoviy formulali minerallar FexOy, qoida tariqasida, magnetit Fe3O4, kamroq tez-tez gematit Fe2O3 va boshqalar uchraydi. Serpentinit mineralining tarkibga kiradigan turli xil minerallartarkibidagi kimyoviy elementlar turi 100 ga yaqin bo'lishi mumkin.
2-jadvaldagi ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, Karmana konining serpentinitlari kimyoviy tarkibining asosiy komponenti kremniy oksidi (48,0%), undan keyin kamayish tartibida temir oksidi (6,5%), magniy oksidi (32,3%), kaltsiy (4,2) %), alyuminiy (2,0%), kaliy, marganets, nikel va xrom oksidlarining umumiy ulushi 10% dan oshmaydi, bu bir tomondan ularning yer qobig'ida tarqalishiga to'liq mos keladi, ikkinchi tomondan, serpentinitning potentsial rolini ko'rsatadi. Serpentinit minerali qishloq xo'jaligi ekinlarining o'sishi va rivojlanishi uchun zarur bo'lgan mikroelementlar manbai ekanligini ko'rsatadi. N.I. Akanovning [9] tadqiqotlariga ko'ra, kalsiy va magniy oksidlarining nisbati 1:8 dan oshmasligi kerak va bu borada Karmana serpentinit minerali tarkibidagi kalsiy va magniy oksidlari optimalga yaqin.
Serpentinitning kislotali tuproqlarga taxminiy meliorativ ta'sirini aniqlaydigan asosiy xususiyat bu atrof-muhitning ta'siri - pHH2O 9,2, bu CO32- (0,36 mEk/100 g) va HCO3- (0,93 mEk/100 g) ning nisbatan yuqori miqdori bilan bog'liq, umumiy tuzlar bo'yicha (0,135%), serpentinit tuzsiz mahsulotlar sifatida tasniflanadi.
© International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences Vol.4(4), 2023 SJIF IF=4.023
Google I Cumula !NDKW™™.IC."S .J^SllriL 30
Serpentinit oz miqdorda ozuqa moddalarini o'z ichiga oladi: azot 3,72 mg / kg dan oshmaydi, shu jumladan. ammoniy 1,77 mg/kg, nitrat 1,95 mg/kg; fosfor 3,9 mg/kg, kaliy 53 mg/kg. Bunday xususiyatlar uni mineral o'g'it sifatida oldindan o'zgartirmasdan (fosfor va kaliy bilan boyitish) foydalanish mumkin deb hisoblashimizga imkon bermaydi. Juda muhim tarkib
Magniy (4,1%) va uning harakatchan (almashtiriladigan) komponentlari (15,8 mEq / 100 g) yalpi shakllarining kamayishi serpantinitni magniyli o'g'it sifatida ishlatish imkoniyatini ko'rsatadi, ammo uni qo'llash dozalari va usullari masalasi maxsus o'rganishni talab qiladi.
Serpantinitning ion almashinish xususiyatlari so'rilgan asoslarning nisbatan kam miqdori (24,4 mEk / 100 g) bilan tavsiflanadi, ularda kaltsiy ulushi 35,2%, magniy - 64,8% ni tashkil qiladi, bu bir tomondan, engil granulometrik tarkibga ega (mahsulotni maydalash sifati), boshqa tomondan, mineralogik tarkibning o'ziga xos xususiyatlari bilan. So'ruvchi kompleksning bunday holatining sababidan qat'i nazar, mavjud kaltsiy va magniy kationlarining tuproq eritmasiga nisbatan oson va tez o'tishi va shuning uchun meliorativ ta'sirni amalga oshirish mumkin, deb taxmin qilinadi. tuproqlarning yutuvchi kompleksining tarkibi. Jarayonning tezligi tuproq muhitining reaktsiyasiga (eng tez kislotali tuproqlarda) va uning namligiga (sug'orish sharoitida tezroq) bog'liq bo'ladi.
Tuproqlarda "magniy sho'rligi" ta'sirining paydo bo'lishi ehtimoli haqida xavotirlar mavjud, bu tuproqning assimilyatsiya kompleksida magniy ionlarining serpantinit tarkibidagi kaltsiy miqdoridan deyarli ikki baravar ko'p bo'lishi bilan bog'liq. Va shunga qaramay, N.B tomonidan olib borilgan tadqiqotlarga ko'ra. Xitrova [13] ta'kidlaganidek, "magniy solonetligi" atamasining o'zi mutlaqo to'g'ri emas, serpantinit asosida tayyorlangan agromeliorantni tarkibida kaltsiy bo'lgan komponentlar (fosfogips) bilan boyitish mantiqiy.
Serpantinitning suvli ekstrakti tahlili unda zaharli (suvda eriydigan) tuzlarning yo'qligini ko'rsatadi - 0,135% dan ko'p emas.
Tadqiqotlar serpantinitda tuproq muhitining (pHH2O 9,2 gacha) juda yuqori reaksiya qiymatini aniqladi, bu ko'pchilik qishloq xo'jaligi ekinlari uchun maqbul qiymatlardan tashqariga chiqadi. Shu bilan birga, Krasnodar o'lkasidagi Belorechenskiy kimyo zavodi ("Urug'lilik zavodi") faoliyati 10 million tonnadan ortiq fosfogipsning to'planishiga olib keldi. Ammofos ishlab chiqarish jarayonida hosil bo'lgan chiqindilar loy saqlash tanklarida saqlanadi, ularning texnik xususiyatlari ko'p narsalarni orzu qiladi. Bu 5-8 metr qalinlikdagi yuqori kislotali (pH taxminan 2,0) fosfogips qatlamining mavjudligi bilan bog'liq. Fosfogipsdan foydalanish ijobiy ta'sir ko'rsatadigan, yuvilgan, yuqori siqilgan chernozemda (kuzgi bug'doyning hosildorligi 5,2 s / ga o'sgan) [14], kislotali muhit sharoitida esa meliorativ ta'sir mexanizmi yaxshi ko'rsatildi.
1 -jadval
Serpantinitning granulometrik tahlilidan olingan ma'lumotlar_
Gigrosk opik namlik, % Quruq massadagi fraksiyalarning tarkibi, % Jami 0,050,001 mm bo'lgan fraksiya, % Jami 10,05 mm bo'lgan fraksiya , % Granulometri k tarkibning nomi
10,25 mm 0,250,05 mm 0,050,01 mm 0,010,005 mm 0,0050,001 mm 0,001 mmd an kam 1 dan katta va 0,001 dan kichik fraksiya
0,9 0,8 39,0 34,3 11,2 7,3 7,4 25,9 52,8 39,8 Yengil loy
2-jadval
Umumiy kimyoviy tahlil ma'lumotlari yil_
Proba markirovkasi Oksidlar tarkibi, %
SiO2 CaO Al2O3 Fe2O3 MgO K2O MnO NiO C2O3
Maydalangan serpentinit 44±1 2,2±0,2 2,0±0,1 6,5±0,2 41±1,0 0,1±0,01 0,13±0,02 0,50±0,05 0,026±0,02
I.A. Shilnikovning so'zlariga ko'ra[6], tarkibida kaltsiy bo'lgan moddalar (defekatsiya va fosfogips) tuproq muhitiga va tuproq tarkibi tarkibiga turli xil ta'sir ko'rsatadi; nuqsonning kiritilishi tuproq muhitining qulay o'zgarishiga olib keladi va ruxsat etilgan konsentratsiyani asoslar bilan to'liq to'ydiradi, lekin magniyning ruxsat etilgan konsentratsiyadan siljishiga olib kelmaydi; fosfogipsning kiritilishi tuproq muhitiga salbiy ta'sir ko'rsatadi, ammo magniyning bir qismini ruxsat etilgan konsentratsiyadan ortishiga olib keladi. Har qanday birikmada fosfogips bilan qayta ishlangan tuproqlarda sodir bo'lishi mumkin bo'lgan jarayonlarning nazariy asoslariga chuqur kirmasdan, ustuvorliklarni aniq belgilash kerak:
- birinchi navbatda sanoat chiqindilarini (serpantinit, fosfogips va boshqalar) qayta ishlash zarurati;
- ikkinchidan - serpantinit yoki uning boshqa kimyoviy reagentlar bilan birikmalaridan foydalanish iqtisodiy ma'noda ham, ekologik jihatdan ham eng samarali bo'ladigan ob'ektlarni (tuproqlarni) qidirish.
Xulosa. Bizning fikrimizcha, fosfogips va serpantinit yoki ular asosida olingan agromeliorantdan birgalikda foydalanish ikkita muammoni bir vaqtning o'zida hal qilishga olib keladi: ekologik - chiqindilarni yo'q qilish va agrotexnika - haddan tashqari kislotaliligi yuqori bo'lgan tipik bo'z tuproqlarining fizik-kimyoviy xususiyatlarini yaxshilash. . Tuproqli kislotaliligi pH <5,5 bo'lgan tuproqlar serpentinitni qo'llash mumkin bo'lgan maydon bo'lishi mumkin. Qo'llash dozalari va usullari, shuningdek, meliorativ ta'sir mexanizmi va kinetikasini o'rganish bo'yicha tadqiqotlar davom ettirilmoqda. pH 5,5-7,0 bo'lgan tuproqlarda maydalangan serpentinitdan foydalanish doirasini kengaytirish uchun uni kaltsiy o'z ichiga olgan mahsulotlar bilan boyitish, masalan, fosfogips bilan aralashtirish kerak. Serpantinit mineralining yuqori ishqoriyligi tufayli serpentinitning kislotali reaksiya muhiti (pHH2o 2,0-4,5) va ma'lum miqdorda harakatlanuvchi fosfatlarga ega bo'lgan fosfogips bilan birikmasi asosida qishloq xo'jaligi o'g'itlarini ishlab chiqarish imkoniyatlarini o'rganish juda istiqbolli sanaladi. Agar ijobiy natijalarga erishilsa, serpantinitni meliorativ o'g'it sifatida qo'llash maqsadga muvofiq bo'ladi.
Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati:
1. Авдонин Н.С. Известкование кислых почв. - М.: Колос, 1976. - 304 с.
2. Небольсин А.Н., Небольсина З.П. Изменение некоторых свойств почвенно-поглощающего комплекса дерновоподзолистой легкосуглинистой почвы под влиянием известкования // Агрохимия, 1997, № 10. - С. 5-12.
3. Umirov F. E., Nomozova G. R., Shodikulov Zh. M. Solubility Diagram of the Sodium Hypochlorite-Sodium Chloride-Water System. Russian Journal of Inorganic Chemistry, 2022, Vol. 67, No. 4, pp. 502-507
4. Умиров Ф. Э., Шодикулов Ж. М. Научно-технологические принципы комплексного использования серпентинита Карманинского месторождения. Обогащение руд, 2022, № 1(397) С. 41-45.
5. Умиров Ф.Э., Шодикулов Ж.М., Умиров У.Ф. // Исследование процессов получения хлорат-магниевого дефолианта на основе серпентинита Арватенского месторождения / Путь науки. 2020. №10(80). C. 19-22.
6. Umirov F.E., Namazova G.R., Majidov H. // Investigation of the production of surfactants containing sodium chlorate based on sodium hypochlorite // Journal of Critical Reviews. 2020. V.7.Issue 10. P. 2577-2581. doi: 10.31838/jcr.07.10.427
7. Небольсин А.Н., Небольсина З.П. Теоретические основы известкования почв. - С-Пб.: ГНУ ЛНИИСХ Россель- хозакадемии, 2009. - 347 с.
8. Сапожников Н.А., Корнилов М.Ф. Научные основы систем удобрения в Нечерноземной полосе. - М.: Колос, 1977. - 296 с.
9. Аканова Н.И. Агроэкологическая и энергетическая эффективность сочетания известкования с минеральными удобрениями: автореф. дисс. д.с.-х.н. - М.: ВНИИА им. Д. Н. Прянишникова, 2001. - 56 с.
10. Богданов Н.М., Хлыстовский А.Д., Опимах В.П. К вопросу об известковании почв // Агрохимия, 1975, № 10. - С. 55-62.
11. Тагаев И. А. и др. Результаты анализов пластов фосфоритов на джерой-сардаринском месторождении кфк //International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences. - 2022. - Т. 3. - №. 4. - С. 4-14.
12. Pirimov T. J. et al. Obtaining of magnesium oxide from serpentenites of the arvaten deposit of Uzbekistan //International Journal of Advanced Science and Technology. - 2020. - Т. 29. - №. 8 Special Issue. - С. 1619-1627.
13. Темиров У. Ш. и др. Особенности компостирования навоза крупного рогатого скота и фосфоритного шлама с добавкой фосфогипса //Universum: химия и биология. - 2018. - №. 8 (50). - С. 25-32.
14. Uktam T., Ahmed R., Shafoat N. Organ mineral fertilizer based on waste from livestock sector and low-grade Kyzylkum phosphorite //International scientific review. -2016. - №. 5 (15). - С. 15-16.
