Вторник, 06.12.2016, 20:51
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Сельское и приусадебное хозяйство

ХВАЛЫНСКИЕ ГЛИНЫ ПРИКАСПИЯ И ИХ ВОЗМОЖНОСТИ

ХВАЛЫНСКИЕ ГЛИНЫ ПРИКАСПИЯ И ИХ ВОЗМОЖНОСТИ

 

В.И.Пындак1, Е.А.Литвинов1, А.Е.Новиков2'3, А.С.Межевова1
1Волгоградский государственный аграрный университет, 2Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия, г. Волгоград, 3Волгоградский государственный технический университет

Хвалынские глины отложились на дне бывшего Хвалынского (Каспийского) моря. Их толщина варьируется в диапазоне 1-5 м, местами до 25 м. Основу хвалынских глин составляют: кремнезём SiO2, глинозём Al2O3 и карбонат кальция CaCO3. Глины содержат также гумус (1,52,5 %), органический углерод (0,5-1,0 %), другие минералы, обменные катионы, водорастворимые соли. По углероду глины находятся на уровне распаханных светло-каштановых почв. Природная влажность глин в среднем составляет 27 %. Важная особенность глин - их высокие сорбционные (адсорбционные) свойства, по этому показателю глины относятся к мелиорантам. Глины обладают определённой радиационной активностью - содержат изотопы: калий-40, радон-226 и торий-232; превалирует калий-40. Активность радионуклидов зависит от концентрации в глинах дисперсной фракции, которая достигает 85 %. Названные свойства хвалынских глин позволяют их использовать в качестве удобрений-мелиорантов - самостоятельно или в составе композиций. Глины целесообразно вносить в приповерхностный горизонт - для возрождения заброшенных и деградированных земель, при возделывании технических и кормовых культур.

Ключевые слова: хвалынские глины, кремнезём, глинозём, углерод, сорбция, радиационная активность, удобрение, мелиорант.


Введение. Геологическая история Прикаспийской низменности - это развитие и формирование Каспийского моря, изменение его водного режима [3, 7]. Под влиянием сложных геологических, геоэкологических и гидрогеологических процессов уровень Каспия (Хвалынского моря) подвергался значительным колебаниям, происходили неоднократные трансгрессии моря. В четвертичном периоде была самая большая хвалын- ская трансгрессия, при которой отложились толщи хвалынских («шоколадных») глин.

Толщина пласта из этих глин варьируется в диапазоне 1-5 м, местами до 25 м. Глины залегают на разнообразных глубинах - вплоть до 15 м от дневной поверхности; в ряде мест Астраханской области вскрываются в естественных отложениях или находятся на глубине всего 15 - 25 см.

Кроме хвалынских глин, в Нижнем Поволжье встречаются и майкопские глины. По данным ряда источников, в том числе [7, 8, 9], хвалынские глины занимают около 40 %, а майкопские глины - 5 % Нижневолжского региона. Состав и физические свойства обоих типов глин близки [9], поэтому в дальнейшем рассматриваются только хвалынские глины - ввиду ограниченного распространения майкопских глин.

Материалы и методы. Определение влажности и плотности глин проводилось термостатно-весовым и пикнометрическим методами. Определение общего углерода проводилось по методу И.В. Тюрина. Изучения физико-механических свойств глин, их радиоактивности, сорбционных свойств, а также других показателей выполнялись в соответствии с методиками, изложенными, например в [1, 2].

Результаты и обсуждение. По содержанию основных минералов (кремнезём SiO2, глинозём Al2O3 и карбонат кальция CaCO3) - табл. 1 - хвалынские глины находятся на уровне цеолитсодержащих пород, которые рекомендуются для использования в сельском хозяйстве в качестве нетрадиционных комплексных удобрений и мелиорантов. Но в отличие от цеолитов глины содержат гумус (1,5-2,5 %) и органический углерод (0,5-1,0 %).

Таблица 1 - Минеральный и химический состав хвалынских глин
Минеральный и химический состав хвалынских глин

Как известно [12, 5], органический углерод - это важнейший показатель почв сельскохозяйственного назначения, основной источник жизнедеятельности корневой системы растений и почвенной биоты. В распаханных светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья (проверяли на окультуренных почвах УНПЦ «Горная поляна») количество органического углерода находится в диапазоне 0,58-0,77 % - нижнее значение в горизонте 30-40 см, верхнее значение - на глубине до 20 см [12].

На целинных землях органического углерода несколько больше.

В случае внесения в почву хвалынские глины не только восполняют дефицит органического углерода, но и стабилизируют соотношение в почве углерода и азота C/N.

Физические свойства глин (таблица 2) свидетельствуют, что среднее значение природной влажности W глин составляет 27 %, а влажность предела текучести WL=50 %. В соответствии с ГОСТ 25100-95, глины относятся к сильнонабухающим грунтам. В связи с этим, глины являются хорошим водоупором и способствуют подъёму уровня грунтовых вод [8].
Плотность глин р = 1,84 г/см3 (среднее значение) при коэффициенте пористости e = 0,86 (таблица 2). По сравнению с почвой, глины переуплотнены (приемлемая плотность почвы в приповерхностном горизонте р = 1,10 - 1,30 г/см3). При перемещении глины на дневную поверхность её плотность должна снижаться. Среднее значение относительного набухания глины (без нагрузки) esw = 0,46.

Таблица 2 - Физические свойства хвалынских глин

Физические свойства хвалынских глин

Важная особенность хвалынских глин - их высокие сорбционные (адсорбционные) свойства. Это означает, что глины способны аккумулировать и удерживать влагу. При любых вариантах залегания сохраняется природная влажность W глин в названном диапазоне (18-39 %). При перемещении глин в приповерхностный почвенный горизонт влажность сохраняется. В связи с этим, хвалынские глины можно трактовать как мелиоранты.

Хвалынские глины обладают определённой радиационной активностью (таблица 2), в них содержатся изотопы: калий-40, радон-226 и торий-232. Радон - это газ, и он улетучивается при «добыче» глины, а калий-40 предопределяет повышенную удельную активность глин.

Считается [9], что это обусловлено сорбционной способностью данных глин, которые аккумулируют также и изотопы. Активность радионуклидов в глинах зависит от концентрации в них дисперсной фракции, которая может достигать запредельной величины - до 85 %.

При показанной удельной активности изотопы не оказывают вредного воздействия на человека и окружающую среду. Более того, в незначительных количествах радиационная активность оказывает стимулирующее влияние на флору и фауну. В.И. Вернадский относил природную радиоактивность к факторам активной жизнедеятельности живой природы.
Газ радон тяжелее воздуха, и он способен накапливаться в низинах - погребах, траншеях, колодцах, глубоких балках и т.п. В этих случаях радон - 226 становится источником повышенной опасности, что следует учитывать в соответствующих технологиях.

Заключение. Описанные особенности и возможности хвалынских глин обусловлены следующими факторами:

1) высокое содержание кремнезёмов SiO2 и глинозёмов Al2O3 (суммарно 8090 %), которые находятся в дисперсном состоянии;
2)    постоянная, природная и относительно стабильная влажность глин (в среднем
27 %);
3)    высокие сорбционные (адсорбционные) свойства глин как кремнийсодержа- щих дисперсных пород;
4)    наличие органического углерода (0,5-1,0 %), а также гумуса (1,5-2,5 %);
5)    умеренная и благоприятная радиационная активность в основном за счёт наличия изотопов калия-40.

Такие свойства хвалынских глин позволяют их использовать в качестве удобрений-мелиорантов - самостоятельно или в составе композиции, включающих природные агроруды на основе кремнезёмов и глинозёмов [4, 11, 6, 10], а также традиционные минеральные удобрения, действие которых будет усиливаться.
Глины целесообразно вносить для возрождения заброшенных и деградированных земель в засушливых регионах Прикаспия и при возделывании технических и кормовых культур. Глины и композиции на их основе желательно заделывать в приповерхностный горизонт посредством, например, тяжёлых дисковых борон (БДТ).

Прогрессирующая деградация земельного фонда требует нестандартных решений.

 

Библиографический список

1. Агрохимические методы исследования почв [Текст]. - М.: Наука, 1975. - 656 с.
2. Вадюнина, А.Ф. Методы исследования физических свойств почв [Текст]/ А.Ф. Вадю- нина, З.А. Корчагина. - М.: Агропромиздат, 1986. - 416 с.
3. Евдокимова, Т.И. Почвенно-мелиоративные исследования Волго-Ахтубинской поймы и дельты Волги [Текст]/ Т.И. Евдокимова, К.И. Корнеева, С.А. Владыченский. - М.: Изд-во МГУ, 1958. - 158 с.
4. Ишкаев, Т.Х. Агроэкологические аспекты комплексного использования сырьевых ресурсов и нетрадиционных агроруд в сельском хозяйстве [Текст]/ Т.Х. Ишкаев, Ш.А. Алиев, И.А. Яппаров. - Казань: Центр инновац. технологий, 2007. - 231 с.
5. Особенности почвенного покрова Волгоградской агломерации [Текст]/ А.А. Околе- лова, В.Ф. Желтобрюхов, Г.С. Егорова [и др.]. - Волгоград: ВолГАУ, 2014. - 224 с.
6. Проблемы и перспективы выращивания технических культур в засушливых условиях Заволжья [Текст]/ В.П. Зволинский, В.И. Пындак, Н.В. Тютюма, А.Е. Новиков // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2014. - №4(36). - C. 178-180.
7. Пындак, В.И. Геоэкологические особенности почв и водных ресурсов Нижнего Поволжья [Текст]/ В.И. Пындак // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2013. - № 1(29). - С. 163-169.
8. Пындак, В.И. Особенности геолого-почвенных условий развития орошения в Нижнем Поволжье [Текст]/ В.И. Пындак, В.Ф. Лобойко // Мелиорация и водное хозяйство. - 2008. - № 5. - С. 41-42.
9. Пындак, В.И. Геоэкологические проблемы строительства на хвалынских и майкопских глинах Нижнего Поволжья [Текст]/ В.И. Пындак, М.В. Трохимчук // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. - 2005. - № 2. - С. 148-152.
10. Пындак, В.И. Природные мелиоранты на основе кремнезёмов и глинозёмов [Текст]/ В.И. Пындак, А.Е. Новиков // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2015. - № 2 (38). - C. 73-76.
11. Удобрение-мелиорант: пат. № 2529705 РФ, МПК C05D 11/00. / В.И. Пындак, А.Е. Новиков; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Волгоградский государственный аграрный университет. - № 2013115183/13, заявл. 04.04.2013; опубл. 27.09.2014. Бюл. № 27.
12. Химические свойства почв УНПЦ «Горная поляна» [Текст]/ А.А. Околелова, Г.С. Егорова, В.Ф. Желтобрюхов, Н.А. Рахимова // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2015. - № 2. - С. 69-72.

Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование № 4 (40), 2015

Категория: Сельское и приусадебное хозяйство | Добавил: x5443 (05.02.2016)
Просмотров: 305 | Теги: кремнезём, хвалынские глины, глинозём | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016