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介绍

土壤是一个动态的复杂系统，由空气、水、分解的有机物、活的植物和动物组成。除此之外，土壤由岩石碎片、粘土、沙子和粉砂组成，根据环境条件组织成一定的模式。参与土壤形成过程的主要因素有母质、气候、时间、地形和生物群。¹这些因素影响着土壤的矿物学、力学和化学性质。土壤的物理性质在很大程度上影响其用途和对植物生长的影响。这也影响土壤的化学和生物特性，对植物生长和土壤肥力至关重要。

矿物质是土壤的主要成分。土壤的矿物学信息对于了解土壤成因和制定适当的管理措施以保持土壤肥力是必不可少的。土壤的颜色在很大程度上也是由某些矿物质的存在造成的。土壤粘土与养分离子、水分和有机物的相互作用决定了土壤的肥力，而肥力又在很大程度上受矿物质的质量和性质的控制。²因此，要了解土壤的用途，了解矿物学是非常必要的。矿物学通过控制风化释放的植物养分的类型和质量来影响土壤肥力。颗粒的形状影响它们的堆积，因此与土壤结构有关。^3.对矿物的研究就是对土壤性质的研究。许多研究人员^{4 - 9日}研究了全国不同地区正常和受盐影响土壤的粘土矿物。

质地可能是土壤特征中最重要的。土壤质地对土壤的供水量、取水速率、通气性、肥力、易耕性和易蚀性等特性有着深远的影响。它是土地价值的指南。土地利用能力和土壤管理实践是由质地决定的。¹⁰粘土也是植物养分的主要储存地，因此土壤肥力的许多方面最终受到质地的影响。¹¹在土壤的结构特性方面进行了大量的研究工作。^{12 - 15}桑甘纳地区的土壤主要来源于德干玄武岩。由于过度灌溉、化肥的过量使用、现代生产技术的集约栽培和甘蔗及相关产业的建立，该地区正在经历盐碱化、碱化、内涝等问题。因此，对研究区土壤的矿物学和质地特征进行了研究，以了解其肥力状况。

研究区域

Sangamner地区位于马哈拉施特拉邦的Ahmednagar地区。Sangamner是taluka总部，位于浦那-纳西克50号国道上，距离浦那150公里(图1)。该地区由戈达瓦里的支流普拉瓦拉河排干。普拉瓦拉河发源于西高止山脉的山区，下游流入低洼肥沃的冲积平原。在Pravara河上修建了几座水坝和堰，其中Bhandardara水坝位于源头地区，Ozar堰位于Sangamner镇的下游方向。这些水坝和堰增加了该地区的灌溉用水需求。研究区90%以上实行集约化农业。应该指出的是，自1967年在Sangamner建立合作糖厂以来，该地区的农业种植模式发生了迅速的变化。该地区发展的工业单位产生了大量的废水，这些废水与地表水和地下水资源混合，从而污染了它们。在一些地方，用于储存废水的泻湖造成了土壤和水的退化，因为污水渗入。 Thus, the soil resources are facing severe threat from both irrigation practices as well as from agro-based industry.

材料与方法

选取62个表层土壤样品(0-20cm)，按标准程序装入布袋中采集(图1)。^16、17灌区样品49份，非灌区样品13份。采用四分法制备土样。样品在空气中干燥，并通过2mm筛子，储存在布袋中。质构分析采用国际移液法。^10、18、19

从62个土壤样品中，选取国际移液法获得的具有代表性的10个样品粘土组分，对其矿物学特征进行了x射线衍射分析。6个样品。S6、s10、s11、s13和S26)来自灌溉/盐影响区;S29、S49、S56和S59)来自非灌溉区(图1)。X射线衍射分析将样品粉末放入250目ASTM筛。在PW172上记录了粘土样品的特征。X射线衍射仪采用CuKα辐射，工作在30千伏和30毫安(Cu)。CuKα辐射波长为1.542^°A.扫描速度维持在0.05^°2θ /s，从2θ = 10°开始，航速为5mm /2θ。为了识别不同的峰，Hanwalt的方法已被使用，其中的峰与ASTM卡堆肥。所研究粘土组分的典型x射线衍射图如图2所示。

结果与讨论

土壤矿物学特征

从图2中可以看出，在所调查的土壤样品的粘土组分中鉴定出的重要粘土矿物是伊利石、蒙脱石、高岭石、绿泥石和高岭石。

表1:土壤的质地特征 来自Sangamner地区 点击这里查看表格

图1:显示土壤取样的位置图 在研究区域的站点 点击这里查看表格

伊利石

所有样品均以伊利石为主，反映了土壤的碱性和高浓度的铝、钾。土壤的化学分析进一步证明了这一点。^20.伊利石是通过1.99处的一系列基底反射来识别的^°3.32,^°2.57^°A和2.07^°A，除了1.52处较弱的反射^°4.81,^°A和3.1^°A.样品中伊利石的存在表明受暴力/辉石为主的母材的影响。而高K值更有利于伊利石的形成₂这些土壤的O含量^20.。这可能是由于过度使用钾肥。

蒙脱石

盐渍土的XRD谱图揭示了蒙脱石(蒙脱石)的形成。这可以归因于碱性条件和钠和镁的可用性。由于该地区排水受阻，可形成这种高碱性条件。^1、21蒙脱石的存在在4.41处被视为100%反射^°A和较弱的反射在1.53^°A至3.48^°A.同样，在1.29的范围内也发现了较弱的反射^°A至7.73^°在碱性条件下，来自玄武岩的辉石被认为可以风化成这种类型的粘土和细沙。蒙脱石类型的矿物一旦形成，在碱性条件下保持稳定，可以发展阻碍排水。在低洼地区，弱风化母质在碱性条件下、低Mg和差排水条件下加速了蒙脱石的形成。²²而正常土壤中蒙脱石的比例较低，表明寄主岩玄武岩中镁的排水和浸出作用充分。

图2:部分粘土的XRD衍射图 代表性土壤样品的组分 点击这里查看表格

图3:显示纹理的三角形图 研究区土壤分类 点击这里查看表格

高岭石

它是研究区几乎所有土壤样品的主要成分。用7.13 ~ 7.24的基底反射来表示^°A和3.55^°A.然而，在绿泥石存在的情况下，就像现在的样品一样，上述反射在7.14和3.54处干扰并与绿泥石重合^°分别。其他反射的强度较低，为2.43^°A, 2.86, 2.57和2.2^°在高地土壤中，高岭石的优势可能归因于良好的内部排水。斜长石在低ph条件下风化为高岭石，但高岭石反射强度无系统变化。

亚氯酸盐

它由7.14的基底反射表示^°A和弱反射1.55^°A.然而，由于绿泥石反射与高岭石反射的干扰和重合，在所研究的土壤样品中很难区分高岭石和绿泥石的峰。

埃洛石

它是一种矿物，属于坎地岩群。²¹已知有两种形式，基间距为10^°A和7^°A分别为高岭土和甲基高岭土。在本研究中，100%的强度在4.43被检测到^°A和4.52^°A，这表明在所研究的所有样品中都存在水合高岭土。

总的来说，可以推断，该地区伊利石的形成通常是由于钾和钠等阳离子的大量存在而促进的。受盐影响的土壤中蒙脱土的存在是由于镁或其他碱土阳离子的优势。土壤样品中还检出高岭石、绿泥石和高岭石。然而，该地区土壤的粘土矿物组成没有显著差异。

Sangamner地区土壤的质地特征

土壤的结构特性是土壤研究中最重要的实验室测定。它处理的是确定直径小于2毫米的单个土壤分离量的过程，即沙子、淤泥和粘土。这些土壤分离物的相对比例被称为土壤质地。植物与土壤之间存在的各种关系在很大程度上受土壤质地的控制。¹

从表1可以看出，大部分土壤属于粘土和粘壤土类。粘土含量为9.51% ~ 53.61%。然而，粘土和粘壤土类型的土壤主要来自下游部分和Ojhar堰集水区(S. No. 1)。S1、S2、S3、S4、S5、S8、S9、S10、S12、S14、S15、S16、S33)。这可能是由于不利的地形和Ojhar堰的淤积造成的排水不足。此外，低渗透性的冲积沉积层的存在导致粘土含量较高。

土壤的粉砂含量在10.8% ~ 33%之间，灌区和低海拔地区土壤的裂隙值较高。S6, S9, S12, S13, S14和S16)。

细砂和粗砂含量分别为6.076 ~ 59.24%和3.696 ~ 33.31%。这些砂的含量较高的记录在奥哈尔堰附近和下游。S21、S23、S24、S29、S39、S43和S60)。而在地势平坦的地区(S、No. 1、No. 3)，其值较低。S5, S10和S15)，以冲积岩性为特征。研究人员也进行了类似的观察^{7日,14日,23日,24日}对于本研究区域附近地区的土壤。这一推论也得到了阳离子交换容量值的支持。^20.

粒径的分布影响着土壤的持湿性和透湿性。也就是说，粗质土具有低保水性和高渗透性，而细质土具有高保水性和低渗透性。²⁵考虑到这一点，可以说粘土含量高的土壤(S. No。S2、S3、S4、S5、S7、S8、S9、S10、S16、S20)的入渗速率较低。土壤的化学性质预计会受到粘土而不是粉砂和沙粒的影响。这是因为粘土组分含有较多的铝硅酸盐和较高的腐殖质含量。因此，它们的特点是单位表面具有较高的电荷密度。²⁶研究区部分地区粘土含量高，是影响土壤化学性质的重要因素之一。^20.

土壤的质地分类

天然农田土壤总是土壤分离物的混合物。在一块田地中，各种土壤分离的相对百分比在可能的组合中几乎是无限的。因此，有必要确定土壤分离率变化的界限，以便将它们分为不同的质地类。土壤质地等级的确定是基于粒度分析。研究区土壤样品分为砂、粉、粘三种粒径。每个部分的数量被测量，并表示为土壤的百分比(重量)。利用不同粒径颗粒的分布情况，借助质地三角图(图3)确定土壤的质地类别。^10日,16在此基础上，得到了研究区粘土、粘土壤土、砂质壤土、砂质粘土壤土和砂质粘土5个质地组(图3)。

62份土壤样品中，粘土22份(占35.48%)，粘土壤土14份(占22.58%)，砂壤土10份(占16.12%)，砂质粘土壤土12份(占20.96%)，砂质粘土3份(占4.84%)。因此，该地区的大部分样品代表粘土和粘土壤土类型的质地类。各种纹理类的分布如图3所示。

从图中可以看出，粘土和粘壤土主要分布在奥哈尔堰后水中下游。(S.No。S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S12、S14、S15、S16、S17、S18、S34、S35、S36、S37、S38、S51、S57、S58、S59、S62)。由于地势平坦，排水不畅，这一地区积水严重。也报告了类似的观察结果^{7日,23日,24日}来自同一盆地的邻近地区。简而言之，土壤的质地分类为判断该地区对整体土壤行为重要的各种其他性质提供了依据。

结论

为了解Sangamner地区土壤的矿物学特征而进行的研究表明粘土矿物对土壤肥力的重要性。对代表性土壤样品进行XRD分析，发现黏土矿物主要为伊利石，其次为蒙脱石、高岭石和高岭石。土壤中伊利石的形成通常是由于钾和钠等阳离子的大量存在而促进的。盐渍土中蒙脱土的镁含量占优势。然而，该地区土壤的粘土矿物组成没有显著差异。

质构分析表明，奥哈尔水库下游集水区土壤质构类型以粘土为主，粘土壤土为主。这可能是由于该地区普遍的排水条件不足所致。鉴定出粘土、粘壤土、砂质壤土、砂质粘土壤土和砂质粘土五大质地类群。其中，大部分样品为粘土和粘壤土类型，位于河流下游。粘土(35.48%)、粘土壤土(22.58%)、砂质粘土壤土(21%)、砂质壤土(16%)和砂质粘土(5%)的比例分布。调查结果表明，通过适当的排水淋滤、轮作、盐碱水与优质水混用、施用粪肥、覆盖和淤积Ojhar堰等措施可以提高该地区的土壤肥力。农民的参与被认为是避免该地区土壤进一步退化的最佳途径。

致谢

作者对科尔哈布尔希瓦吉大学副校长N. J. Pawar博士的宝贵指导和不断鼓励表示感谢。作者还感谢普纳大学环境科学系系主任和Sangamner学院化学研究生研究中心提供必要的研究设施。作者也感谢普纳大学物理系主任提供的X射线衍射分析。

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