Реакции и механизмы взаимодействия лугово-каштановых почв с минерализованными грунтовыми водами в условиях модельного опыта: На примере почв Джаныбекского стационара ИЛ РАН тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.27, кандидат биологических наук Володина, Ирина Владимировна

• Володина, Ирина Владимировна
• кандидат биологических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Володина, Ирина Владимировна

Введение.

Глава 1. Природные условия и почвы Джаныбекского стационара.

Глава 2. Литературный обзор.

Глава 3. Объекты и методы исследования.

Глава 4. Результаты и обсуждение.

4.1. Изменение минерализации и состава грунтовых вод в ходе модельного опыта.

4.2. Состав водных вытяжек из исходных образцов лугово-каштановой почвы и из образцов после взаимодействия с модельными грунтовыми водами.

4.3. Активности ионов в суспензиях 1:2,5 в исходных образцах лугово-каштановой почвы и в образцах после проведения модельного эксперимента

4.4. Состав фильтратов из насыщенных водой паст из исходных образцов лугово-каштановой почвы и образцов после проведения модельного эксперимента.

4.5. Влияние степени разбавления на состав жидкой фазы.

4.6. Содержание карбонатов в исходных образцах лугово-каштановой почвы и в образцах после проведения модельного эксперимента.

4.7. Содержание гипса в образцах лугово-каштановой почвы после взаимодействия с МГВ.

4.8. Минералогический состав плотного остатка фильтратов из паст и солевых аккумуляций, образовавшихся при взаимодействии лугово-каштановой почвы с МГВ.

4.9. Состав обменных катионов в исходных образцах лугово-каштановой почвы и в образцах после проведения модельного эксперимента.

4.10. Процессы взаимодействия лугово-каштановых почв с минерализованными сульфатно-натриевыми грунтовыми водами и прогноз изменений этих почв в условиях подъема грунтовых вод.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Реакции и механизмы взаимодействия лугово-каштановых почв с минерализованными грунтовыми водами в условиях модельного опыта: На примере почв Джаныбекского стационара ИЛ РАН»

Актуальность темы. На территории Прикаспийской низменности с конца 70-х годов начался общий подъем уровня грунтовых вод, приводящий к засолению и осолонцеванию всех компонентов почвенного покрова, в том числе - исходно незаселенных и несолонцеватых лугово-каштановых почв западин, формирующих в сочетании с солончаковыми солонцами на повышениях микрорельефа основной фон почвенного покрова. Подъем грунтовых вод и процессы засоления почв особенно быстро развиваются на территориях, непосредственно прилегающих к оросительным каналам, где грунтовые воды стоят на глубине 2-3 м и выше. Изучение реакций и механизмов взаимодействия лугово-каштановых почв с минерализованными грунтовыми водами необходимо для прогноза изменения солевого состояния этих почв в условиях подъема уровня грунтовых вод. Этим определяется актуальность работы.

Цель работы — исследовать основные процессы взаимодействия лугово-каштановых почв с минерализованными грунтовыми водами в условиях модельных опытов, имитирующих подъем уровня грунтовых вод на целинных участках, вне зоны влияния оросительных систем, и на территориях, прилегающих к оросительным каналам.

Задачи работы: 1. Проведение двух модельных лабораторных опытов по взаимодействию профиля лугово-каштановой почвы с грунтовыми водами, аналогичными по составу и уровню минерализации грунтовым водам на целинных участках и на территориях, прилегающих к оросительным каналам.

2. Оценка изменения количества и состава грунтовых вод в результате взаимодействия с почвой.

3. Оценка изменения содержания и состава легкорастворимых солей (по данным анализа водной вытяжки, суспензий 1:2,5 и фильтратов из паст) в разных генетических горизонтах почвы в результате взаимодействия с минерализованными грунтовыми водами.

4. Оценка изменения состава обменных катионов и степени проявления солонцового процесса в разных генетических горизонтах почвы в результате взаимодействия с минерализованными грунтовыми водами.

5. Оценка изменения содержания карбонатов и гипса в разных генетических горизонтах почвы в результате взаимодействия с минерализованными грунтовыми водами.

6. Выявление реакций и механизмов взаимодействия лугово-каштановых почв с грунтовыми водами и прогноз изменения этих почв при подъеме уровня грунтовых вод.

Объекты исследования — целинные лугово-каштановые почвы солонцовых комплексов Джаныбекского стационара.

Методология исследования — физическое моделирование, математическое моделирование, статистическая обработка имеющихся массовых данных.

Научная новизна. Впервые на основе модельного эксперимента выявлены реакции и механизмы взаимодействия лугово-каштановых почв с минерализованными грунтовыми водами и составлен прогноз изменения этих почв при подъеме уровня грунтовых вод. Экспериментально показано, что при непрерывном капиллярном подъеме минерализованных сульфатно-натриевых грунтовых вод в профиле лугово-каштановой почвы в нижних горизонтах Вса и ВСса основным процессом является вытеснение натрием обменного Са; часть Са, поступившего в раствор, осаждается в форме кальцита и гипса, а часть остается в жидкой фазе и перемещается в верхние горизонты с восходящим током раствора преимущественно в форме хлоридов. В верхнем горизонте происходит испарение влаги, концентрирование раствора и осаждение из раствора гипса и хлоридов Са и Mg в форме плохоокристаллизованных сильно гидратированных соединений, т.е. развивается хлоридно-магниево-кальциевое засоление.

Место и время сбора фактического материала: Джаныбекский стационар, расположенный в северо-западной части Прикаспийской низменности, был организован весной 1950 г. Он находится на границе 4

Уральской области Казахстана и Палласовского района Волгоградской области России. Поскольку территория Джаныбекского стационара типична для междуречья Волги и Урала в пределах северной части Прикаспийской низменности, выводы диссертации могут быть распространены на весь этот обширный географический регион. Основной задачей стационара вначале была разработка способов выращивания полезащитных лесных насаждений в исконно безлесной глинистой полупустыне с широким распространением засоленных почв. В дальнейшем стационар перешел к новой, более широкой задаче -разработке методов земледельческого освоения почв, в богарных условиях, с использованием системы агролесомелиоративных мероприятий.

Начиная с момента создания стационара весной 1950 года, на его территории проводились систематические почвенные исследования, глубокое изучение водно-солевого режима солончаковых солонцов. По солевому состоянию почв этих почв накоплен огромный фактический материал. Менее изучены другие почвы солонцового комплекса — лугово-каштановые.

Экспериментальный материал для настоящей работы был собран в сентябре 2002 года. Автор принимал непосредственное участие в проведении модельного эксперимента. Химические анализы, статистическая обработка полученных массовых данных, а также интерпретация полученных данных также принадлежат автору данной работы.

Благодарности: Автор выражает сердечную благодарность своему научному руководителю - профессору, доктору биологических наук Т. А. Соколовой за постоянное внимание и помощь в написании диссертации. Автор признателен к.б.н. М. JI. Сиземской и д.б.н. М. К. Сапанову за непосредственное руководство полевыми работами при сборе материала для диссертации. Также автор выражает благодарность к.б.н. Т. Я. Дроновой и к.б.н. И. И. Толпешта - за большую помощь в получении экспериментального материала и консультации, д.с/х.н. Н. Б. Хитрову - за ценные советы и консультации при составлении программы работ, к.с/х.н. Н. С. Никитиной - за помощь в проведении химических анализов, к.б.н. А. В. Колесникову, аспирантке С. Г. Борзенко за помощь в проведении полевых и лабораторных исследований.

Заключение диссертации по теме «Почвоведение», Володина, Ирина Владимировна

Выводы

1. Проведен модельный эксперимент в колонках, в котором в течение 10 месяцев осуществлялся капиллярный подъем минерализованных сульфатно-натриевых модельный грунтовых вод (МГВ) через профиль исходно незасолен-ной лугово-каштановой почвы. В первом варианте опыта МГВ по минерализации и составу была аналогична естественным грунтовым водам под лугово-каштановыми почвами на целине («целинная» МГВ), во втором варианте МГВ - грунтовой воде на орошаемом участке вблизи канала («приканальная» МГВ).

2. По данным анализа водной вытяжки, суспензий 1:2,5 и фильтратов из паст после воздействия «целинной» МГВ на исходно незаселенные лугово-каштановые почвы горизонт А1 характеризуется как сильно засоленный хло-ридно-магниево-кальциевый, АВ — слабо засоленный сульфатный (гипсовый) магниево-кальциевый, Вса — слабо засоленный сульфатный (гипсовый) натрие-во-кальциевый и ВСса — слабо засоленный сульфатный (гипсовый) натриевый. После взаимодействия с «приканальной» МГВ горизонт А1 характеризуется как очень сильно засоленный хлоридно-магниево-кальциевый, АВ - слабо засоленный хлоридно-сульфатно-магниево-кальциевый, Вса и ВСса - сильно засоленные сульфатные (гипсовые) натриевые.

3. В обоих вариантах опыта при воздействии на почву МГВ сульфатно-натриевого состава наблюдается отчетливое преобладание хлоридов Са и Mg в составе водной вытяжки и фильтратов из паст в верхнем горизонте А1, т.е. фиксируется не только засоление почвы, но и изменение типа засоления по сравнению с МГВ.

4. В исходных образцах лугово-каштановой почвы карбонаты отсутствуют в горизонтах А1 и АВ, в нижележащих горизонтах ВСа и ВСса содержание карбонатов составляет 11%. После взаимодействия и с «целинной», и с «приканальной» МГВ достоверно увеличилось содержание карбонатов в горизонте ВСса за счет фракции, диссоциирующей при нагревании в области относительно низких температур (620-780°С), что свидетельствует о процессе осаждения

122 кальцита в этом горизонте. Во всех горизонтах фиксируется процесс осаждения из раствора гипса.

5. В составе солевого налета, образовавшегося на поверхности колонок в обоих вариантах опыта, преобладающим компонентом является гипс, а в составе солевых выцветов, образовавшихся на поверхности образцов из горизонтов ВСа и ВСса в опыте с «приканальной» МГВ - гипс, астраханит, тенардит и галит. После взаимодействия с «целинной» и «приканальной» МГВ в плотном остатке фильтратов из паст во всех горизонтах преобладающим компонентом является бассанит - минерал с формулой CaS04-0,5H20, образовавшийся из гипса при прогревании препаратов.

6. В исходной лугово-каштановой почве во всех горизонтах среди обменных катионов преобладает Са2+, содержание обменного Na+ не превышает 1%. Под воздействием МГВ в составе обменных катионов в горизонтах ВСа и ВСса снизилось количество обменного Са и резко возросло количество обменного Na+ (до 66% от ЕКО). Вместе с тем, ни в одном из горизонтов нельзя ожидать неблагоприятного изменения физических свойств почвы, характерного для солонцового процесса, за счет высокой концентрации солей.

7. Полученный материал позволяет сделать заключение о процессах, происходящих в разных горизонтах лугово-каштановой почвы при непрерывном поступлении и капиллярном подъеме минерализованных сульфатно-натриевых грунтовых вод. В нижних горизонтах ВСа и ВСса основным процессом является вытеснение натрием и, возможно, магнием обменного Са. Часть Са, поступившего в раствор, осаждается в форме кальцита и гипса, а часть остается в жидкой фазе и перемещается в верхние горизонты с восходящим током раствора преимущественно в форме хлоридов. В верхнем горизонте А1 происходит испарение влаги, концентрирование раствора и осаждение из раствора гипса и хлоридов Са и Mg в форме плохоокристаллизованных сильно гидратированных соединений. В результате воздействия минерализованных сульфатно-натриевых МГВ лугово-каштановая почва превращается в солончак.

8. Развитие хлоридно-кальциевого засоления у верхней границы капиллярной каймы в лугово-каштановых почвах, выявленное в ходе эксперимента, подтверждает результаты последних исследований в природных условиях на лугово-каштановых почвах в системе агрослесомелиорации.

Заключение

Проведен модельный эксперимент в двух колонках, в которых в профиль исходно незасоленной лугово-каштановой почвы снизу в течение 10 месяцев непрерывно подавались минерализованные сульфатно-натриевые модельные грунтовые воды (МГВ), по минерализации и составу аналогичные естественным грунтовым водам под лугово-каштановыми почвами на целине («целинная» МГВ) и на орошаемом участке вблизи канала («приканальная» МГВ).

В результате проведенного опыта общая минерализация оставшихся модельных грунтовых вод не изменилась, но произошло изменение их состава: снизилось количество Na и Са и бикарбонат-иона и увеличилось содержание в воде К+. Расчеты, сделанные с учетом изменения объема МГВ и их состава, показывают, что в условиях эксперимента из грунтовых вод в почву поступило 97% и 86% от исходного суммарного содержания солей в опытах соответственно с «целинной» и «приканальной» МГВ.

После воздействия «целинной» МГВ на исходно незаселенные лугово-каштановые почвы по степени и типу засоления, определенному по составу водной вытяжки, горизонт А1 характеризуется как сильно засоленный хлорид-но-магниево-кальциевый, АВ - слабо засоленный сульфатный (гипсовый) маг-ниево-кальциевый, Вса - слабо засоленный сульфатный (гипсовый) натриево-кальциевый, ВСса - слабо засоленный сульфатный (гипсовый) натриевый.

После взаимодействия исходной лугово-каштановой почвы с «приканальной» МГВ по типу и степени засоления, определенному по составу водной вытяжки, горизонт А1 характеризуется как очень сильно засоленный хлоридно-магниево-кальциевый, горизонт АВ - слабо засоленный хлоридно-сульфатной магниево-кальциевый, горизонты Вса и ВСса — сильно засоленные сульфатные (гипсовые) натриевые.

В обоих вариантах опыта при воздействии на почву МГВ сульфатно-натриевого состава фиксируется отчетливое преобладание хлоридов Са и Mg в составе водной вытяжки из верхнего горизонта А1, т.е. происходит не только засоление почвы, но и изменение типа засоления по сравнению с МГВ. Эту закономерность можно объяснить вытеснением натрием обменного кальция из

Л I I

ППК и капиллярным подъемом обогащенной Са и Mg воды. Из анионов наиболее миграционно-способным является СГ, поэтому вверх движутся имен

2+ 2+ но хлориды Са и Mg , и именно они накапливаются в верхнем горизонте при испарении влаги. Этому процессу способствует более высокая по сравнению с другими солями растворимость хлоридов щелочноземельных металлов. Аналогичная закономерность была выявлена последними исследованиями (Бычков, Сиземская, 2005) у верхней границы капиллярной каймы в лугово-каштановых почвах в условиях агролесомелиоративной системы.

Исходная лугово-каштановая почва характеризуется низкими значениями активностей ионов Na+, К+, Са2+ и СГ в суспензиях 1:2,5, которые измеряются десятыми долями ммоль/л, без существенной дифференциации по горизонтам. Только для иона К+ наблюдается закономерное снижение активности с глубиной. Под влиянием «целинной» и «приканальной» МГВ происходит отчетливое

24* "Ь увеличение активности ионов Са , К и СГ в верхнем горизонте А1 и ионов Na+ — в нижней части профиля.

В фильтратах из насыщенных водой паст из исходных образцов лугово-каштановой почвы катионы представлены почти целиком Са и Mg, среди анионов преобладает бикарбонат-ион; существенной дифференциации какого-либо из ионов по профилю не наблюдается; фильтраты имеют низкую ионную силу (0,004-0,006 МУл) и, соответственно, низкие величины электропроводности ( <1 dSm"1). По индексам насыщенности (расчет по программе VMINTEQ) в образцах из бескарбонатных горизонтов наблюдается недонасыщенность жидкой фазы по кальциту, в карбонатных горизонтах фильтраты из всех образцов слабо пересыщены по кальциту. Образцы из всех горизонтов сильно недонасыщены по гипсу. Зависимость между рН и величинами карбонатной щелочности в карбонатных горизонтах удовлетворительно описывается карбонатно-кальциевыми равновесиями.

После взаимодействия образцов с «целинной» МГВ, во всех горизонтах концентрации всех ионов, кроме бикарбонат-иона, в фильтратах возрастают по сравнению с исходной почвой. Так же, как и в водной вытяжке, в самом верхнем горизонте А1 наблюдается отчетливое накопление хлоридов Са и Mg, в

I ^ нижних горизонтах ВСа и ВСса несколько повышается концентрация Na и SO4 " по сравнению с вышележащими горизонтами - соответственно до 22 и 30 ммоль экв/л. С развитием засоления в фильтратах возрастают значения ионной силы (данные расчета по VMINTEQ) до 0,09-0,1 моль/л в горизонте А1 и до 0,04-0,06 моль/л - в нижележащих горизонтах и величины электропроводности - соответственно до 5,6-6,8 и 2,7-4,1 dSm"1 в верхнем горизонте А1 и в нижней части профиля. По существующим градациям эти величины превышают критические значения для чувствительных и умеренно-чувствительных культур. По программе VMINTEQ рассчитано, что натрий, калий и хлор по всему профилю на 97-100% представлены свободными ионами Na+, К+' и С1" соответственно. Доля свободных ионов Са и Mg от общей концентрации этих элементов в фильтрате снижается от 87-90% в горизонте А1 до 67-81% в нижележащих горизонтах. Доля свободных SO4 "-ионов от общей концентрации сульфатов возрастает от 50% в горизонте А1 до 70% в нижней части профиля. По индексам насыщенности фильтраты во всех образцах сильно пересыщены по кальциту, доломиту и арагониту и несколько недонасыщены по гипсу.

После взаимодействия образцов с «приканальной» МГВ во всех горизонтах концентрации всех ионов, кроме бикарбонат-иона, резко возрастают по сравнению с исходной почвой. В самом верхнем горизонте А1 наблюдается отчетливое накопление хлоридов Са и Mg, в нижних горизонтах резко повышаются концентрации Na и SO4 ". С развитием засоления в фильтратах возрастают значения ионной силы (данные расчета по VMINTEQ) до 0,2 моль/л в горизонте А1 и до 0,1-0,2 моль/л - в нижележащих горизонтах и величины электропроводности — соответственно до 10-11 и 9-13 dSm"1 в верхнем горизонте А1 и в нижней части профиля. Эти величины ЭП по принятым градациям превышают критические значения для умеренно-толерантных и даже для толерантных культур. По программе VMINTEQ рассчитано, что натрий, калий и хлор по всему профилю на 89-97% представлены свободными ионами Na+ и К+. Доля

Л I О I свободных ионов Са и Mg от общей концентрации этих элементов в фильтрате постепенно снижается от 90-92% в горизонте А1 до 40-50% в нижних гол ризонтах. Доля свободных SO4 "-ионов от общей концентрации сульфатов возрастает от 40% в горизонте А1 до 60-70% в нижней части профиля. Остальная часть кальция, магния и сульфат-ионов представлена ионными парами. По индексам насыщенности фильтраты из паст во всех образцах сильно пересыщены по кальциту, доломиту и арагониту и близки к условиям равновесия по гипсу.

Зависимость между рН и карбонатной щелочностью для карбонатных горизонтов удовлетворительно описывается карбонатно-кальциевыми равновесиями для систем, содержащих сульфат Na при ионной силе раствора 0,2 л л моль/л и Рсог в интервале атм. Именно такие параметры свойственны карбонатных горизонтам лугово-каштановой почвы после взаимодействия «приканальной» МГВ.

В исходных образцах лугово-каштановой почвы карбонаты отсутствуют в горизонтах А1 и АВ, в нижележащих горизонтах Вса и ВСса содержание карбонатов составляет около 11%. После взаимодействия и с «целинной», и с «приканальной» МГВ достоверно увеличилось содержание карбонатов в горизонте ВСса за счет фракции, диссоциирующей в области низких температур. Предполагается, что в других горизонтах также могло происходить осаждение кальцита, но в небольших количествах, которые не регистрируются методом термического анализа.

В результате взаимодействии лугово-каштановой почвы с «целинной» и «приканальной» МГВ во всех горизонтах происходит процесс осаждения из раствора гипса.

В составе солевого налета, образовавшегося на поверхности колонок в обоих вариантах опыта, преобладающим компонентом также является гипс, а в составе солевых выцветов, образовавшихся на поверхности образцов из горизонтов ВСа и ВСса) после их высушивания - гипс, астраханит, тенардит и галит. После взаимодействия с «целинной» и «приканальной» МГВ во всех горизонтах в плотном остатке фильтратов из паст преобладающим компонентом является бассанит - минерал с формулой CaSC>4 • 0,5Н20, образовавшийся из гипса при прогревании препаратов.

В исходной лугово-каштановой почве во всех горизонтах сумма обменных катионов, т.е. эффективная ЕКО, примерно одинакова и варьирует около 170 ммоль экв/кг. Среди обменных катионов преобладает Са2+, содержание которого составляет около 80-85% от суммы обменных катионов, содержание обменного Mg составляет 11-15%, обменного Na+ — не превышает 1% и по горизонтам достоверно не изменяется, обменного К+ — снижается с глубиной от 6% от суммы в горизонте А1 до 3% в горизонте ВСса

Под воздействием «целинной» МГВ в составе обменных катионов статистически подтвержденные изменения произошли в горизонтах Вса и ВССа- в этих горизонтах существенно снизилось количество обменного Са2+, несколько

Л I повысилось содержание обменного Mg и резко (в горизонте ВСса - на порядок) возросло количество обменного Na+, доля которого от эффективной ЕКО составила соответственно 5 и 11%. Содержание обменного К+ достоверно не изменилось ни в одном из горизонтов.

В составе обменных катионов в горизонте А1 в опыте с «приканальной» МГВ достоверных изменений не было. В горизонтах Вса и ВСса количество обменного Са2+ снизилось в 4 и 8 раз соответственно, а содержание обменного Na повысилось в 40 и 54 раза по сравнению с исходной почвой и достигло 59 и 66% от эффективной ЕКО. Количество обменного Mg в горизонте ВСса возросло в 1,5 раза. Содержание обменного К+ достоверно не изменилось ни в одном из горизонтов.

Ни в одном из горизонтов визуально не наблюдалось пептизации почвенных коллоидов, снижения водопроницаемости и других признаков неблагоприятного изменения физических свойств почвы, характерного для солонцового процесса, несмотря на высокое содержание обменного Na. Пользуясь существующими критериями, можно заключить, что по величине SAR развития осо-лонцевания можно было бы ожидать в горизонтах Вса и ВСса после воздействия приканальной» МГВ, но именно в этих горизонтах значения электропроводности поднимаются до 10-12 dSm*1. Поэтому даже при содержании обменного Na+ в ППК, превышающем 60% от ЕКО, в этих горизонтах не происходит негативных изменений физических свойств почвы. В остальных горизонтах значения SAR в фильтратах из паст не достигают критических значений.

Представленный фактический материал, позволяет сделать выводы о процессах, протекающих в разных горизонтах исходно незасоленных лугово-каштановых почв под влиянием минерализованных грунтовых вод сульфатно- | натриевого состава и дать прогноз изменения этих почв под влиянием ^минерализованных сульфатно-натриевых грунтовых вод.

Си-С&ио

При непрерывном поступлении и восходящем передвиженийИминерали-зованных сульфатно-натриевых грунтовых вод в нижних горизонтах профиля Вса и ВСса лугово-каштановой почвы основным процессом является вытеснение натрием и, возможно, магнием обменного Са из ППК, в результате чего содержание Na в ППК возрастает до 60% и более, а в раствор поступает большое количество Са.

Нижние горизонты Вса и ВСса обогащаются теми легкорастворимыми солями, которые преобладают в составе модельных грунтовых вод, прежде всего - сульфатами Na.

Определенное количество Са, поступившего в раствор, в горизонтах Вса и ВСса осаждается в форме кальцита и гипса, а часть — остается в жидкой фазе и перемещается в верхние горизонты с восходящим током раствора. Часть сульфат-иона, поступившего /эти горизонты с модельной грунтовой водой, также осаждается в составе гипса, часть — образует ионные пары. Ионы СГ, поступающие с МГВ, обладают значительно большей подвижностью, чем сульфат-ионы, поэтому вытесненный из ППК Са и присутствующий в составе МГВ Mg2+ перемещаются с восходящим током почвенных растворов преимущественно в форме хлоридов. В самом верхнем горизонте А1 происходит испарение влаги, концентрирование раствора и осаждение из раствора содержащихся в нем солей. В результате в горизонте А1 происходит аккумуляция растворимых солей, прежде всего — хлоридов Са и Mg. В некотором количестве осаждается также гипс. Накопление хлоридов Са и Mg, которое отчетливо фиксируется по результатам анализа водных вытяжек и фильтратов из паст и по измерениям активностей ионов, осуществляется, вероятно, в форме плохоокристаллизованных сильно гидратированных соединений, не дающих рефлексов на рентгенограммах.

Таким образом, при взаимодействии исходно незаселенных лугово-каштановых почв с минерализованными сульфатно-натриевыми грунтовыми водами развивается солончаковый процесс, причем в верхнем горизонте А1 за счет реакций катионного обмена происходит изменение типа засоления по сравнению с типом засоления, свойственным грунтовой воде.

На основании проделанного опыта можно ожидать, что аналогичные изменения, прежде всего — хлоридно-кальциевое засоление у верхней границы капиллярной каймы, будут происходить в лугово-каштановых почвах при подъеме уровня грунтовых вод. Это предположение подтверждается последними исследованиями, проведенными на Джаныбекском стационаре на лугово-v/ каштановых почвах в условиях агролесомел^ративной системы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Володина, Ирина Владимировна, 2005 год

1. Базилевич Н. И., Панкова Е. И. Опыт классификации почв по содержанию токсичных солей^юнов // Бюл. Почв. Ин-та, вып. 5. М., 1972. С. 36-40.

2. Базыкина Г. С. Экологическая оценка антропогенно-измененных лугово-каштановых почв солонцового комплекса Северного Прикаспия при агролесомелиорации в богарных условиях // Почвоведение, 2000, № 11, с. 13401349.

3. Бреслер Э., Макнил Б. JL, Картер Д. А. Солончаки и солонцы. JI., "Гидрометеоиздат", 1987. 296 с.

4. Бычков Н. Н., Сиземская М. JI. Солевое состояние лугово-каштановых почв Северного Прикаспия в условиях подъема уровня грунтовых вод // Почвоведение. 2005. № 5. С. 543-550.

5. Вадюнина А. Ф., Корчагина 3. А. Методы исследования физических свойств почв. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Агропромиздат. 1986. 416 с.

6. П.Воробьева Л. А. Химический анализ почв. М.: МГУ, 1998. 272 с. М.Воробьева Л. А., Выродова Л. П., Гороненкова Е. Е. Об оценке щелочности карбонатных почв // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17, Почвоведение. 1986. №4. С. 13-16.

7. Воробьева Л. А., Горобец А. В. Влияние легкорастворимых натриевых солей на состав обменных оснований // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17, Почвоведение. 2001. №1. С. 14-18.

8. Воробьева Л. А., Замана С. П. Природа щелочности почв и методы ее определения//Почвоведение. 1984. №5. С. 134-139.

9. П.Воробьева Л. А., Кречетова Е. В., Гороненкова Е. Е. Карбонатные равновесия и щелочность,^гочв Джаныбекского стационара // Вестник МГУ, Серия 17, Почвоведение. 1991, №4. С. 18-24.

10. Воробьева Л. А., Новых Л. Л. Прогноз выноса кальция из почв нейтральными и слабощелочными минеральными водами // Почвоведение. 1986. №9. С.29-34.

11. Воробьева Л. А., Герасименко Н. М., Хитров Н. Б. Влияние переувлажнения на природу щелочности обыкновенных черноземов и лугово-черноземных почв Ростовской области // Почвоведение. 2002. № 4. С. 431-442.

12. Гаррельс Р. М., Крайст Ч. JI. Растворы, минералы, равновесия. М.: Мир, 1968. 368 с.

13. Гедройц К. К. Осолодение почв // Избр. соч. Т. 1. М.: Сельхозгиз, 1955. С. 458-494.

14. Горбунов Н. И., Шурыгина Е. А. Кривые нагревания минералов, встречающихся в почвах и породах // Почвоведение. 1950. №6. С. 367-373.

15. Грабовская О. А. Минералогический состав солей и процессы их трансформации при засолении почв Вахшской долины // Почвоведение, 1947, №6. с. 349-354.

16. Грачев В. А. Карбонатно-кальциевое равновесие как сдерживающий фактор пептизации ила (к прогнозу осолонцевания) // Четвертая Всероссийская конференция. «Проблемы эволюции почв» (9-12 апреля 2001 г.). Тезисы докладов. М.: ПОЛТЕКС, 2001. 212 с.

17. Грачев В. А., Любимова И. Н., Павлов В. А. Граничные показатели натриевой пептизируемости почв // Почвоведение. 1997. №8. С. 966-972.

18. Грачев В. А., Павлов В. А., Любимова И. Н. Солонцеватость. Конкретизация понятия // Почвы засушливой зоны и их изменение по влиянием мелиорации: Научн. тр. Почв. Ин-та им. В. В. Докучаева. М., 1994. С. 3-9.

19. Грачев В. А. Поле устойчивости солонцеватости в координатах рН, pNa // Генезис и мелиоративное освоение почв солонцовых территорий: Научн. тр. Почв ин-та им. В. В. Докучаева. М., 1986. С. 10-16.

20. Девятых В. А. Генетические особенности почв солонцового комплекса северо-западного Прикаспия (на примере Джаныбекского стационара АН СССР): Автореф. дисс. канд. биол. наук. М., 1970, 17 с.

21. Демкин В. А., Иванов И. В. Развитие почв Прикаспийской низменности в голоцене. Пущино, 1985. 164 с.

22. Ендовицкий А. П., Минкин М. Б. Современные проблемы термодинамики карбонатной системы почвенных растворов // Почвоведение. 1986. № 11. С. 7688.

23. Иванов И. В., Демкин В. А., Губин С. В., Мамонтов В. И. Развитие почв бессточной равнины Северного Прикаспия в голоцене // Почвоведение, 1982, №1, с. 5-17.

24. Ионометрия в почвоведении: Сб. научн. тр. Пущино, 1987. 191 с.

25. Карта почвенно-географического районирования СССР. Масштаб 1:8000000.М., 1983.

26. Классификация и диагностика почв СССР. М.: "Колос", 1977. 223 с.

27. Классификация почв России. М., Почв, ин-т им. В.В. Докучаева, РАСХН, 1997. 236 с.

28. Классификация и диагностика почв России. 2004. 242 с. L(, г

29. Ковда В. А. Происхождение и режим засоленных почв. M.-JL: АН СССР, 1946, т. 1.568 с.

30. Ковда В. А. Солончаки и солонцы. M.-JL: Из-во АН СССР, 1937, 246 с. 46.Козловский Ф. И. Теория и методы изучения почвенного покрова. М.: ГЕОС, 2003. 536 с.

31. Колесников А. В. Закономерности катионного обмена в лугово-каштановых почвах Северного Прикаспия (на примере почв Джаныбекского стационара). Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 2004. 23 с.

32. Кречетов П. П. Трансформация соединений кальция в черноземах в условиях интенсивного земледелия. Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1991. 24 с.

33. Любимова И. Н., Дегтярева Е. Т. Изменение карбонатного профиля почв солонцовых комплексов при агрогенном воздействии // Почвоведение, 2000, №7, с. 855-860.

34. Меняйло К. А., Солдатова Е. Ф., Соколова Т. А., Селецкий Г. И. Солевые новообразования в степных почвах на древних корах выветривания Тургайского плато // Вестник МГУ, Серия 17, Почвоведение, 1989, №2. С. 2028.

35. Минашина Н. Г. Токсичные соли в почвенном растворе. Их расчет и классификация почв по степени засоления // Почвоведение. 1970. №8. с. 92-106.

36. Минкин М. Б., Ендовицкий А. П. Карбонатно-кальциевое равновесие в почвенных растворах солонцов // Почвоведение, 1978, №9, с. 125-132.

37. Мироненко Е. В., Пачепский Я. А., Понизовский А. А. Моделирование массообмена фаз почв на основе термодинамических уравнений физико-химических равновесий // Мат-лы по математическому обеспечению ЭВМ. Пущино, 1981. Вып. 5. 52 с.

38. Михеев В. И. Рентгенометрический определитель минералов. М.: "Госгеолитиздат", 1957. 868 с.

39. Муратова В.А., Пачепский Я.А., Понизовский А. А. О растворимости гипса в почвенных растворах и водных вытяжках из гипсоносных горизонтов почв. Почвоведение 1980 № 5 стр. 91-101.

40. Николаева С. А., Шеин Е. В., Есафова Е. Н., Матрошилов Ю. А. Химический состав различных фракций почвенного раствора орошаемого южного чернозема // Вестник МГУ. Сер. Почвоведение. 1982. №1. С. 50-57.+-^ 57.Орлов Д. С. Химия почв. М.: МГУ, 1992, 400 с.

41. Панкова Е. И., Ямнова И. А. Форма гипсовых новообразований как фактор, определяющий мелиоративные свойства гипсоносных почв // Почвоведение, 1987, №7. С. 101-109.

42. Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия (по материалам Джаныбекского стационара). М., «Наука», 1989, 198 с.

43. Понизовский А. А., Пачепский Я. А., Ашчян Т. О. Растворимость гипса и кальцита в почвенных растворах, водных вытяжках и фильтратах, полученных при промывании почв // Вестник МГУ. Сер. Почвоведение. 1983. № 3. С. 58-62.

44. Понизовский А. А., Пинский Д. JL, Воробьева JI. А. Химические процессы и равновесия в почвах. М., 1986. 102 с.

45. Применение метода рентгенографии в почвоведении, мелиорации и сельском хозяйстве (методические указания). Из-во Москва-Новочеркасск, 1978. 46 с.

46. Роде А. А., Польский М. Н. Почвы Джаныбекского стационара, их морфологическое строение, механический и химический состав и физические свойства// Тр. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. 1961. Т. 56. С. 3-214.

47. Романенкова Е. А. Карбонаты в целинных и мелиорированных почвах полупустынной зоны (на примере почв Джаныбекского стационара). Автореф. дис. канд. биол. Наук. М., 1990. 24 с.

48. Руководство по лабораторным методам исследования ионно-солевого состава нейтральных и щелочных минеральных почв // ВАСХН им. В. И. Ленина, Почвенный институт им. В.В. Докучаева, разработано Н. Б. Хитровым, А. А. Понизовским. Москва, 1990. 240 с.

49. Сапанов М. К. Экология лесных насаждений в аридных регионах. Тула: Гриф и К0, 2003. 248 с.

50. Сиземская М. JI. Легкорастворимые соли в целинных и мелиорированных почвах Северного Прикаспия // Свойства и пути мелиорации засоленных земель. Новочеркасск, 1985. С. 9-18.

51. Снакин В.В., Присяжная А.А., Кречетов П.П., Николаева С.А. Ионометрия при анализе карбонатно-кальциевой системы. В сб. «Ионометрия в почвоведении». Пущино, 1987, стри152-164.

52. Соколова Т. А., Дронова Т. Я., Толпешта И. И. Глинистые минералы в почвах: учебное пособие. Тула: Гриф и К, 2005. 336 с.

53. Соколова Т. А., Сиземская М. JL, Сапанов М. К., Толпешта И. И. Изменение содержания и состава солей в почвах солонцового комплекса Джаныбекского стационара за последние 40-50 лет // Почвоведение, 2000, №11, с. 1328-1340.

54. Соколова Т. А., Кулагина Е. К. О термическом методе количественного определения карбонатов в почве // Химическое состояние солонцов и их мелиорация. Новочеркасск, 1986. с. 73-76.

55. Соколова Т. А., Кулагина Е. К., Максимюк Г. П., Сиземская М. JI. Карбонаты в целинных и мелиорированных почвах солонцовых комплексов Северного Прикаспия // Микроморфология антропогенно-измененных почв. М.: Наука, 1988. с. 88-98.

56. Соколова Т. А., Толпешта И. И. Минералогический состав и парагенетические ассоциации минералов легкорастворимых солей в засоленных почвах // Биология, экология, биотехнология и почвоведение. М., МГУ, 1994. С. 220-227.

57. Соколова Т. А., Царевский В. В. Изучение солевых аккумуляций в почвах комплексом морфологических, инструментальных и химических методов // Успехи почвоведения: Сов. почв-ды к 13 Междун. конгрессу почвоведов, Гамбург, 1986. М.: Наука, 1986. С. 201-206.

58. Соколова Т. А., Царевский В. В., Максимюк Г. П., Сиземская М. JI. Солевые новообразования в солончаковых солонцах Северного Прикаспия // Почвоведение, 1985, №6, с. 120-130.

59. Судницын И. И. Движение почвенной влаги и водопотребление растений. М.: Изд-во МГУ, 1979. 253 с.

60. Судницын И. И., Зайцева Р. И. Механизмы поглощения почвенных растворов проростками ячменя // Вестник МГУ. Сер. Почвоведение. 1999. № 1. С. 29-32.

61. Судницын И. И., Зайцева Р. И., Никитина Н. С. Влияние солей почвенного раствора на доступность влаги всходами ячменя // Вестник МГУ. Сер. Почвоведение. 2001. № 1. С. 43-47.

62. Судницын И. И., Зайцева Р. И., Никитина Н. С. Влияние солей почвенного раствора на относительную высоту всходов овса // Вестник МГУ. Сер. Почвоведение. 2002. № 2. С. 41-46.

63. Судницын И. И., Зайцева Р. И., Никитина Н. С. Влияние засоления почвы на рост культурных злаков // Вестник МГУ. Сер. Почвоведение. 2004. № 4. С. 5763.

64. Термический анализ минералов и горных пород. JL: Недра, 1974. 399 с.

65. Толпешта И. И., Соколова Т. А, Сиземская М. JI. Сравнительная оценка влияния орошения и агролесомелиорации на солевое состояние почв солонцового комплекса Северного Прикаспия // Вестник МГУ. Сер. Почвоведение. 1997. №1. С. 15-23.

66. Топунова И. В. Солевое состояние целинных и мелиорируемых солончаковых солонцов Северного Прикаспия в условиях подъема уровня грунтовых вод (на примере почв Джаныбекского стационара РАН). Автореф. дисс. канд. биол. наук. М., 2003. 21 с.

67. Физико-химические методы исследования почв. Под ред. Зырина Н. Г., Орлова Д. С. М., МГУ, 1980. 382 с.

68. Хитров Н. Б. Физико-химические условия развития солонцового процесса в почвах//Почвоведение, 1995. №3, с. 298-307.

69. Царевский В. В. Солевые новообразования в почвах засоленного ряда и их трансформация под влиянием мелиорации: Дисс. канд. биол. наук. М., 1983. 179 с.

70. Цветков А. И., Вальяхишин К. П., Пилоян Г. О. Дифференциальный термический анализ. М.: Недра, 1964.

71. Bower С. A., Wilcox L. V. Precipitation and solution of calcium carbonate in irrigation operations. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 1965. # 29. P. 93-94.

72. Bower C. A., Wilcox L. V., Aiken G. W., Keyes M. G. An index of the tendency of СаСОз to precipitate from irrigation waters. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 1965. # 29. P. 91-92.

73. Doner H. E., Lynn C. W. (1989). Carbonate, Halide, Sulfate, and Sulfide Minerals. In J. B. Dixon and S. B. Weed (ed.) Minerals in soil environments. Soil. Sci. Soc. of Am., 1989. Madison, WS. 279-330 c.

74. Essington M. E. Soil and Water Chemistry. CRC Press. Boca Raton London New York Washington D.C. 2004, 534 p.

75. Gumuzzio J., Batlle J., Casas J. Mineralogical Composition of Salt Efflirescences in a Typic Salorthid, Spain // Geoderma, 28 (1982): 39-51.

76. Harvie С. E., Weare J. H. The prediction of mineral solubilities in natural waters: The Na -K -Mg -Ca -Cl"-S04 "-H2O system from zero to high concentration at 25'C // Geochim. Cosmochim. Acta. 1980, v.44, p. 981-997.

77. Keller L.P., McCarhty G.J., Richardson J.L. Mineralogy and stability of soil evaporates in North Dakota // Soil Sci. Soc. Am. J. 1986a, v.50, p. 1069-1071.

78. Keller L.P., McCarhty G.J., Richardson J.L. Laboratory Modeling of Northern Great Plains Salt Efflorescence Mineralogy // Soil Sci. Soc. Am. J. 19866, v. 50, p. 1363-1367.

79. Kulp J. J., Kont P. A., Kerr P. F. Thermal study of the Ca-Mg-Fe-carbonate minerals // Amer. Mineralogist. 1951. V. 36. #9-10, p. 121-146.

80. Levy R. Effect of Dissolution of Aluminosilicates and Carbonates on Ionic Activity Product of Calcium Carbonate in Soil Extracts. Soil Sci. Soc. Amer. Journal. 1981a, v. 45, № 2, p. 250-255.

81. Levy R. Ionic Activity Product of Calcium Carbonate Precipitated from Soil Solutions of Different Degree of Supersaturation. Soil Sci. Soc. Amer. Journal 1981b, v. 45, N 6, p. 1070-1073.

82. Levy D. V., Amrhein C., Anderson M. A., Dauod A. M. Coprecipitation of sodium, magnesium, and silicon with calcium carbonate // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1995.V. 59.

83. Mees F., Stoops G. Minealogical stady of salt efflorescences on soils of the Jequetepeque Valley, northen Peru // Geoderma. 1991. V. 49. №3-4, p. 255-272.

84. Ponnamperuma F. N. A theoretical study of aqueous carbonate equilibria // Soil Sci. 1967, v. 103, №2, p. 90-100.

85. Powder diffraction file. Search Manual. (Fink method). JCPDS. USA. 1973. P. 1402.

86. Reddy M. M. Characterization of calcite dissolution and precipitation using an improved experimental technique // Sci. Geol., Mem., 71, p. 109-117, Starbourg, 1983.

87. Soltanopur P. N., Al-Wardy M. M., Ippolito J. A., Rodriguez J. В., Self J., Gillaume M., Mathews D. Cloride versus sulphate Salinity Effects on Alfalfa Shoot Growth and Ionic Balance // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1999. V. 63 N. 1. P. 111-116.

88. Suarez D. L. Ion Activity Products of Calcium Carbonate in Waters Below the Root Zone. Soil Sci. Soc. Amer. Journal, 1977, v. 41, N 2, p. 310-315.

89. Suarez D. L., and Rhoades J. D. The apparent solubility of calcium carbonate in soils. Soil Sci. Soc. Amer. J. 1982. V. 46. P. 716-722.

90. Van Doesburg jan D. J., Vergouwen L., van der Plas L. Konyaite, Na2Mg(S04)2*5H20, a new mineral from the Great Konya Basin, Turkey // Amer. Mineral. 1982. V. 76. P. 1035-1038.

91. Waters В. H. A study of carbonate minerals by differential thermal analysis // Amdell Bull. 1967. V. 3. P. 31-36.

92. Whittig L. D., Deyo A. E., and Tanji К. K. Evaporite Mineral Species in Mancos Shale and Salt Efflorescence, Upper Colorado River Basin // Soil Sci. Soc. Am. J. 46: 645-651 (1982).