По мнению М. А. Орлова [11] в почвенном разрезе орошаемых земель можно прочитать историю развития почвообразовательного процесса и, учитывая все элементы сложного природного комплекса оазиса вместе с деятельностью человека, установить будущий ход почвообразования. При орошении долгое время сохраняются естественные признаки почв, но одновременно появляются и новые качества, связанные с антропогенной деятельностью.

При орошении создается искусственный микроклимат почвы, отличающийся от атмосферного климата, изменяется микрорельеф, осушаются или заболачиваются земли. По данным В. А. Молодцова [9], ежегодное поступление взвешенных частиц с оросительными водами на каждый гектар орошаемой пашни в бассейне р. Зерафшан составляет от 10,8 до 17,4 т. В среднем ежегодно на орошаемых полях Средней Азии образуется ирригационный слой 0,5—1,0 мм [10]. Под влиянием естественных и антропогенных процессов в условиях расчлененного рельефа происходит смыв, размыв и намыв почв, в результате которых сглаживается рельеф. При этом идет дифференцированное накопление агроирригационных отложений. На первых стадиях оазисного почвообразования на месте бывших целинных почв образуются орошаемые почвы с пахотными и подпахотными горизонтами. На следующих стадиях мощность агроирригационных наносов увеличивается. Вмешательство человека — планировка, полив, проведение коллекторно-дренажных систем, внесение органических и минеральных удобрений, вспашка, глинование, пескование и другое – оставляет свои следы на почвах. По этой причине первоисследователи почв Средней Азии предлагали выделить орошаемые почвы в особый «культурно-поливной» тип [4]. Как отмечает Н. Г. Минашина [8], это отображено на почвенных картах оазисов, составленных разными исследователями в разные годы.

М. А. Орлов [10, 11, 12] составил схему эволюции естественных почв под влиянием человека в «оазисно-культурном» почвообразовании. Он считает, что человек, орошая почву, изменяет почвообразовательные факторы, генетические горизонты, физические, физико-химические свойства почв и т. д. Эволюционная схема орошаемых почв М. А. Орлова представляет значительный теоретический и практический интерес. Однако, по его мнению, все природные почвы (болотные, полотно-луговые, луговые, солончаки, сероземы, такыры, а может быть и даже непочвенные образования) подвергаемые орошению в конечном итоге превращаются в «типичны оазисно-культурные почвы». Как известно, все природные почвы образуются и развиваются в определенных условиях и независимо от давности орошения влияние природных факторов по-прежнему остается. Хотя возраст орошения почв насчитывается веками, различия между орошаемыми болотными, болотно-луговыми почвами понижений и орошаемыми сероземами в плакорных условиях сохраняются. Иногда солончаки и луговые почвы в результате орошения превращаются в один почвенный тип — в орошаемые луговые почвы. Различие между этими почвами составляет только в содержании воднорастворимых солей, и при промывках и поливах она постепенно
исчезает.

По этому поводу Н. Г. Минашина отметила [8], что под влиянием орошения различие в свойствах между почвами сероземного пояса и пустынной зоны стирается, но идентичными они не становятся. Таким образом, в орошаемых условиях несмотря на близость климатических показателей в результате влияния комплекса природных компонентов различие между отдельными почвами сохраняется.

В книге «Почвы УзССР» [13] орошаемые почвы были выделены в особую группу. С. П. Сучков [14] в пределах оазисных почв различает окультуренные (или культурноорошаемые), староорошаемые и новоорошаемые почвы.

В классификационной схеме почв Узбекистана А. 3. Генусова, Б. В. Горбунова и Н. В. Кимберга [2, 3] выделены 6 типов оазисных почв: лугово-оазисные пустынной зоны (4 подтипа), болотно-оазисные пустынной зоны (2 подтипа), такырно-оазисные (6 подтипов), лугово-оазисные сероземного пояса (6 подтипов), болотно-оазисные сероземного пояса (2 подтипа) и сероземно-оазисные (4 подтипа). При выделении типов оазисных почв, кроме увлажнения оросительными водами, было уделено особое внимание гидроморфности, автоморфности и автогидроморфности условий почвообразования. Авторы данной классификации считают, что в первый период орошения утрачивается верхний целинный слой почвы и образуются пахотный и подпахотный горизонты (орошаемые почвы). Но в дальнейшем природные признаки их постепенно утрачиваются и они переходят к более зрелым стадиям — оазисным почвам.

За прошедшие годы были собраны дополнительные материалы по орошаемым и освоенным почвам. Появился новый подход к классификации орошаемых почв [8] и антропогенных ландшафтов [1, 7]. Н. Г. Минащина разработала классификацию орошаемых почв на уровне зональной общности. Она в пределах северной субтропической пустыни выделяла 6 классов оазисных почв: недавноорошаемые, оазисные орошаемые, древнеоазисные орошаемые, оазисные залежные, антропогенные вторичных бугров и низин, остаточные природные. При наименовании орошаемых почв среди авторов имеются расхождения и до сих пор не разработана единая общепринятая терминология. Большинство исследователей под «оазисом» понимают вариант обводненных антропогенных почв [3, 8, 10], Когда речь идет об оазисных почвах, представляется озелененный и обводненный участок земли среди пустынь или других засушливых территорий. Здесь важное место занимает вода и при ее использования прежние ландшафты претерпевают существенные изменения. Однако имеются ландшафты, в развитии которых ведущую роль играет не оросительная вода, а деятельность человека вообще — это земли антропогенные.

В настоящее время в Ферганской долине орошаемые почвы занимают основные площади освоенных земель. Они расположены в разных геоморфологических условиях – начиная от равнин и кончая крутыми склонами адыров и предгорий. Здесь выступает на первый план не почвенный тип, а характер механических воздействий, который в дальнейшем развивается в сочетании с искусственным и естественным почвообразованием. В результате планировочных работ на месте бывших бугристых и барханных песков образуется однородный песчаный грунт, бедный органическими веществами, легко поддающийся в сухом состоянии ветровой эрозии. При планировке солончаков с гипсовыми и шоховыми прослойками появляется пестрый грунт, который отличается по плотности, порозности, содержанию питательных элементов, минералогическому и механическому составу. Мощные толщи лёссов образуют почвы с однородным суглинисто-глинистым механическим составом и с благоприятными химическими и водно-физическими свойствами.

Состав почвообразующих пород оказывает большое влияние на свойства сероземов, а также и на содержание гумуса в них [6]. По существующей классификации эти орошаемые луговые почвы, орошаемый серозем и т. д. Данные названия не означают, что они используются в какой-либо определенной степени в сельском хозяйстве. Не ясна и их производительная способность. Вероятно, при наименовании орошаемых почв необходимо придавать особое значение агрономически важным показателям почв, например, мелкоземистые, песчаные, галечниковые, алевролитовые и т. д. Небезинтересно обратить внимание на почвы под лесными насаждениями, сельскими и городскими постройками и на вышедшие из сельхозоборотов. Целесообразно объединить оазисные залежные и антропогенные почвы вторичных бугров и низин, а также овраги, оползни, суффозионные воронки антропогенного происхождения в один класс – антропогенно-деградированные почвы. Таким образом в долине можно выделить следующие классы антропогенных земель: орошаемые, оазисные, антропогенно-деградированные и антропогенно-непочвенные.

Орошаемые почвы отличаются очень маломощным (30 см) и маломощным (30—50 см) агроирригационными горизонатами. В пределах этого данного выдела в Ферганской долине существуют глинистые, суглинистые, лёссовидные, галечниковые, кольматированные, песчаные, алевролитовые орошаемые почвы автоморфного, полугидроморфного и гидроморфного ряда пустынной и полупустынной (сероземного пояса), зон. В лёссовидных орошаемых почвах адыров развиваются суффозионные воронки, смывы, намывы и даже овраги. Глинистые и суглинистые орошаемые почвы периферических частей конусов выноса, надпойменных террас рек Карадарьи, Нарына и Сырдарьи местами засолены, кое-где на них развиты вторичные солончаки. Галечниковые, песчаные и кольматированные орошаемые почвы, требуют частых поливов из-за сильной водопроницаемости, а алевролитовые орошаемые почвы практически водонепроницаемы и они склонны к образованию вторичных солончаков, антропогенному оползнеобразованию и неблаго-приятны для корневых систем сельхоз-культур.

Оазисные почвы подразделяются на оазисные (обычные), оазисные лесные и оазисные селитебные. Оазисные (обычные) почвы по мощности агроирригационных наносов нами подразделяются на среднемощные, мощные, мощные с погребенными агроирригационными горизонтами и сверхмощные (очень маломощные и маломощные градации относятся к орошаемым почвам).

Оазисные лесные почвы. С появлением оседлости в Ферганской долине, наряду с зерновыми культурами, было развито садоводство. В последние годы идет увеличение площади лесных насаждений в целях предотвращения эрозии и дефляции земель. Увеличивается число садово-виноградарских хозяйств. В настоящее время площадь лесов только в узбекской части долины составляет 44 тыс. га. Безусловно, почвы садов и виноградников значительно отличаются от почв однолетних культур или многолетних трав. Общеизвестно, что древесные культуры понижают температуру почв и приземного слоя атмосферы по сравнению с почвами однолетних культур. Различия наблюдаются и в микробиологических, температурных, водных, водно-воздушных режимах, в разложении органических остатков и т. д. По наблюдениям на старых садоводческих землях, где поливают прозрачными родниковыми и арычными водами медленно накапливаются агроирригационные наносы. Однако почвенные разрезы, сделанные на старых садоводческих землях с. Кандиян (вода родниковая) и Нанай (Подшаатасай) показали, что почвы обладают мощным структурным слоем, проработанные червями и другими земляными животными, крупными и мелкими корнями, не имеют антропогенных включений. Карбонатные и гипсовые новообразования находятся на глубине 2,5—3 м. Мощность структурного слоя доходит до глубины 2,5 м, тогда как целинные почвы этого подтипа имеют лишь 55 — 60 см структурного слоя, а ниже идут обильные карбонатные и гипсовые новообразования и далее почвообразующая порода. Причинами появления агрономически ценных структурных горизонтов (не агроирригационных) являются орошение н древесные насаждения, которые произрастали здесь тысячелетиями. Не обходимо отметить, что орошаемые почвы не всегда растут только вверх, но и прослеживается углубление структурного горизонта вниз под влиянием произрастания древесных растений и связанного с ними накопления органических веществ, действия микро и мезофауны, вымывания карбонатных и гипсовых новообразований и гумусовых веществ. При классификации антропогенных почв крайне необходимо учитывать эти изменения.

Оазисные селитебные почвы. На областных почвенных картах составленных в 50-х годах М. А. Панковым, Б.В. Горбуновым, С.А. Шуваловым, а также и на районных почвенных картах РПЭ Узгипрозем (1961 – 1964 гг.) почвы, занимающие сельские и городские населенные местности, не были выделены в качестве особых групп. В землеустроительной практике для определения площади нетто было принято исключить из площади брутто от 5 до 8% в богарной зоне и до 15% в поливной. Число городов и сел в Ферганской долине постепенно растет, увеличиваются населенные пункты, появляются новые заводы и фабрики, асфальтированные земли. Все это значительно влияет на развитие почв и обязывает выделить эти почвы в качестве особой таксономической единицы. В пределах данного выдела по характеру земель и глубине воздействия антропогенных факторов можно различить сельские и городские оазисные селитебные почвы. В настоящее время приусадебные земли в Наманганской области составляют 16,4 тыс. га. в Андижанской — 20 тыс. га, в Ферганской — 22,5 тыс. га. Предполагается увеличение площади этих земель.

Антропогенно-деградированные почвы. Выпавшие из сельскохозяйст-венного оборота по разным причинам ранее орошаемые почвы выделены Н. Г. Минашиной в особый класс оазисных залежных почв. Эти почвы в настоящее время не орошаются из-за слитости, засоления, переувлажнения и заболачивания. В данной классификации выделены следующие классы: оазисные залежные, оазисные антропогенные, остаточные природные почвы внутри оазиса. В Ферганской долине залежные почвы и почвы на рашах занимают очень незначительные площади. В Центральной Фергане залежи встречаются на межколлекторах (где построены двурядные коллекторы) и среди орошаемых полей в виде вторичных солончаков. Кроме того, здесь широко развиты антропогенные овраги, карст, оползни и другие явления, заброшенные сельскими и городскими поселениями (антропогенно-остаточный рельеф) местности. На наш взгляд все перечисленные образования можно объединить в один класс антропогенно-деградированных почв.

К антропогенно-непочвенным образованиям нужно отнести водные поверхности (водохранилища, каналы, коллекторы), карьеры и дороги, вновь созданные человеком. Это бывшие наземные экосистемы. Антропогенные непочвенные образования сильно влияют на окружающую среду. При строительстве водохранилищ наземные экосистемы сменяются водными, в свою очередь они действуют на уровень и минерализацию грунтовых вод, попавших в среду влияния нового водоема, изменяют микроклимат, способствуют засолению и заболачиванию почв, разрушают берега (абразия). Грунтовые воды приканальной части орошаемых земель обладают меньшей минерализацией. Влияние антропогенных непочвенных образований на почвы сопоставимо с предвиденными (гидрогеологическими – изменяется уровень и минерализация грунтовых вод, климатическими) и непредвиденными (подъем уровня и минерализации грунтовых вод, наводнения, гибель сельхозкультур, дорожно-кюветные овраги и др.) явлениями [7|.

Выводы

1. Антропогенные почвы Ферганской долины (закономерности образования, химические, биологические, агрохимические, агроэкологические и другие свойства) мало изучены.
   
2. При использовании этих почв агрономические, агроэкологические, гидротехнические мероприятии до сихпор достаточно не произведены на производства.
   
3. В пределах данного выдела по характеру земель (почвенно-экологические условия) и глубина воздействия антропогенных факторов можно различить сельские и городские оазисные селитебные почвы.
   
4. В настоящее время при усадебные земли в Ферганской долины предполагается увеличение площади этих земель. Требуются научного мероприятие при рационального использование и охрана антропогенных почв Ферганской долины.

Предсказание конкретной координации донорных центров гетероциклических соединений является весьма трудной и актуальной задачей органической химии. С бурным развитием методов квантово-химических расчетов свойств молекул появилась возможность планирования экспериментальных исследований и проведения направленного синтеза органических и др. соединений [2, с. 23-27].

Исходя из этого были исследованы такие параметры ароматических спиртов, синтезированных из фенилацетилена и некоторых кетонов, а также виниловые эфиров на их основе [3, с. 12-16].

В качестве примера приводим результаты изучения геометрии и электронного строения молекул ароматические спиртов и виниловых эфиров полуэмпирическим квантово-химическим методом РМЗ (Рис. 1-6.).

Рисунок 1. 3D структуры 1-фенил-3-метилбутин-1-ола-3	Рисунок 2. 3D структуры винилового эфира 1-фенил-3-метилбутин-1-ола-3
Рисунок 3. Распределение зарядов на атомах молекулы 1-фенил-3-метилбутин-1-ола-3	Рисунок 4. Распределение зарядов на атомах молекулы винилового эфира 1-фенил-3-метилбутин-1-ол-3
Рисунок 5. Распределение электронной плотности в молекуле 1-фенил-3-метилбутин-1-ола-3	Рисунок 6. Распределение электронной плотности в молекуле винилового эфира 1-фенил-3-метилбутин-1-ола-3

Расчеты кванто-химических параметров таких как общая энергия, энергия образования, теплота образования, энергия электрона, энергии ядре, дипольный момент и заряд на атоме кислорода синтезированных ацетиленовых спиртов и их виниловых эфиров, который приведены в 1-таблице. Эти данные могут быть использованы для характеристики молекул, а также и определения их реакционной способности.

Таким образом, выполненные квантово-химические исследования электронной структуры и энергетических характеристик выбранных молекул полуэмпирическим квантово-химическим методом позволяют определить приоритетные центры связывания ароматического соединения и показывают, что такое моделирование может быть эффективно использовано для конкретной координации молекул.

При обсуждении результатов практического винилирования АС большое значение имеет его математическое моделирование. Исходя из этого исследовано математическое моделирование синтеза виниловых производных выбранных АС с использованием ацетилена. В качестве примера приводим данные каталитического винилирования АС. Предложенный способ получения АС на основе ацетилена по формализации отличается сложностью стехиометрии и теплообменных явлений, протекающих в трехфазной системе. При создании математической модели возможен путь выделения основных схем реакции с использованием известных в мировой литературе закономерностей.

Результаты, полученные на лабораторной установке приведены с помощью которых проведено математическое моделирование винилирования АС с использованием программы STAT. Причем, в качестве целевых функций использованы выход АС и скорость реакции. На рис. 7 и 8. приведены визуальные иконограммы моделирования винилирования АС, где рабочими функциями являются продолжительность реакции и ее температура.

Температурная и временная зависимости выхода винилового эфира 1-фенил-3-метилбутин-1-ола-3, как и предполагали, имеют экстремальный характер (Рис.7.), что и подтверждает правильность установленных экспериментом диапазонов. Установленная зависимость аппроксимируется уравнением:

 (1)

где; у-выход винилового эфира 1-фенил-3-метилбутин-1-ола-3 (%);

х₁ – температура (^оС); х₂ – продолжительность реакции (час).

Рисунок 7. Иконограмма зависимости выхода продукта винилирования 1-фенил-3-метилбутин-1-ола-3 от температуры и продолжительности реакции

Таблица 1. Квантово-химические расчеты исследованных соединений

Рисунок 8. Иконограмма зависимости скорости реакции винилирования 1-фенил-3-метилбутин-1-ола-3 от температуры и продолжительности реакции

На рис.8 приведена зависимость скорости реакции винилирования от температуры и продолжительности реакции, аппроксимируясь уравнением:

 (2)

где z-скорость винилирования (моль/л^.с.^.10^-4);
х₁ – температура (^оС);
х₂ – продолжительность реакции (час).
Технологический критерий оптимизации условий винилирования выражается максимальным выходом целевого продукта:

При этом, оптимум, как упоминалось выше, достигается при фиксированном выходе продукта. Для определения оптимума необходимо математическое моделирование, приводящее к общему виду:

 (4)

и дифференцирования «у» по каждой из переменных величин х₁ и х₂ приводит к:

 (5)

Решив систему уравнений находим х₁ и х₂:

 и  (6)

Подставляя значения b₁, b₂, b₃ и b₄ в уравнение (4) находим оптимум точек х₁ и х₂:

Таким образом, для исследованной реакции винилирования 1-фенил-3-метилбутин-1-ола-3 рассчитаны его квантово-химические показатели и проведено математическое моделирования процесса. Найдено математическое выражение, описывающее реакцию ацетиленового спирта с ацетиленом.

В настоящее время цель и задачи стоящее перед научных работ можно решать быстро и легко, а также плодотворно с применением информационной технологии. Одной из точных компьютерных программ который широко применяется в химии является программа HyperChem фирмы HyperCube Inc и программный пакет ChemOffice фирмы CambridgeSoft Co. Известно что, зная строение молекулы вещества можно предсказать их свойства, а также реакционная способность. С использованием программы HyperChem можно определить пространственную строение молекулы вещества, а также известные параметры который относится данному веществу.

Применяя компьютерную программу, сперва, надо привести правильную и точную строению молекулы изучаемого вещества.

После правильного и точного очертания строение молекулы вещества, с целью приближения к реальности выбирается функция геометрической оптимизации. После этого, со страницы главного меню, а также из панели инструментов выбирается относящие функции, их длины связи, валентные углы связей, направленность пространственной строений, распределение электронной плотности в молекуле, линейной и пространственной строений, а также многих других параметров.

В данной исследований использовано полуэмпирический метод MNDO программы HyperChem. Этот метод имеет наибольшее преимущества и удобство с точностью и близостью полученных практических результатов к теоретических расчетах. В качестве модельных веществ были взяты фенилацетилен, бутиловые и гептиловые спирты, а также их виниловые эфиры 1-фенил-2-бутилоксиэтилен и 1-фенил-2-гептилоксиэтилена. Были изучении общая энергия молекулы веществ, энергия образование, электронная энергия, теплота образования, энергия ядра, дипольный момент, заряд кислородного атома, распределения заряда в молекуле, 3D строения и распределения электронной плотности в молекуле и другие показатели. На основаниях полученных результатов можно сделать выводы о свойствах веществ, реакционные способности и др. По полученным результатом определена активные реакционные центры веществ. А также сделано заключение по направлению процесса и об образованных веществах.

Полученные вещества для теоретических расчетов фенилацетилен, бутиловые и гептиловые спирты, 1-фенил-2-бутилоксиэтилен и 1-фенил-2-гептилоксиэтилен, а также касающийся отдельные результаты приведены на 1-рис.

1-рис. Распределение зарядов и электронное плотности фенилацетилен (а), бутиловый спирт (б), гептиловый спирт (в), 1-фенил-2-бутилоксиэтилен (г) и 1-фенил-2-гептилоксиэтилена (д) (HyperChem 8).

Исходные вещества фенилацетилен, бутиловые и гептиловые спирты, а также полученные на основание реакции виниловые эфиры 1-фенил-2-бутилоксиэтилен и 1-фенил-2-гептилоксиэтиленов, значения зарядов, межатомные длины связи и распределение электронной плотности расчетные работы проведены по программе HyperChem 8 полуэмпирических методах MNDO3 и PM3. ИК-спектры исходных и синтезированных веществ преобразованы по программе Chem3D (2-рис.).

2-рис. ИК-спектры 1-фенил-2-бутилоксиэтилена (а) и 1-фенил-2-гептилоксиэтиленов (б).

Достоверность теоретических и практических данных сопоставлены. Для этого произведена реакция винилирования в присутствии фенилацетилена бутиловых и гептиловых спиртов гомогенно-каталитическим методом в сверхосновных системах (MeOH-ДMCO, MeOH-ДMФА). Реакция протекает по схеме:

где: R= -C₄H₉; -C₇H₁₅.

В качестве катализаторов использованы гидроксиды Li, Na и K. Причиной выбора этой системе является в реакция винилирования спиртов хорошо протекает щелочной среде. ДМСО, ДМФА и другие полярные растворители в щелочьях образует сверхосновние системы. Основность щелочи превышает до 7 раз.

Выявлено, что при сопоставлены результатов реакции фенилацетилена бутиловыми и гептиловыми спиртами с повышением молекулярная масса спиртов (количестве атомов в цепях) его реакционная способность понижается.

Для достижения максимального значения выхода продукта при получение виниловых эфиров на основе гептилового спирта требуется жесткое условие, чем с реакцией бутанолом. Данная явления характеризуется малоподвижностью молекулы гептанола чем бутанол (Броуновская движения), а также промежуточными трудностями.

Таким образом, изучены на основании свойств вещества и установленных реакционные способности с помощью компьютерных программы определены возможности синтеза на практике новых веществ.