Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЧВ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ГИДРОМОРФНОСТИ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЧВ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ГИДРОМОРФНОСТИ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

. МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

2. ¿ & $ - На правах рукописи

УДОНГО Эдемудо Том

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЧВ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ГИДРОМОРФНОСТИ

(специальность 06.01.03 — почвоведение)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА— 1981

Г

Диссертация выполнена на кафедре почвоведения Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор И- С. Кауричев.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор А. Н. Тюрюканов; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент 3. Ф. Коптева.

Ведущее предприятие—кафедра почвоведения Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова,

Защита диссертации состоится « /<Г » кЖк 1981 года в

« » часов на заседании Специализированного совета К.120.35.01 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, г. Москва, И-550, ул. Тимирязевская , 49. Сектор зашиты диссертаций ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан « » 1981 г.

Ученый секретарь Специализированного совета —

доцент Л. А. Дорожкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Почвы различной степени гндроморф-иосу» широко распространены практически по всех регионах земного шара, в том числе и в Нигерии. Избыточное увлажнение часто оказывает отрицательное влияние на рациональное использование почв в сельском и лесном хозяйстве. Избыточное увлажнение сопровождается развитием процессов оглеення, во многом снижающих агропроизводствепные и ле-сорастительные свойства почв. Сохранение и повышение эффективного плодородия переувлажненных почв связано с дополнительными затратами по регулированию их водпо-воз-дуцшых свойств.

Несмотря на длительную предысторию изучения почв Владимирского ополья, их генезис остается предметом острых научных дискуссий до настоящего времени (Тюрюканов А. Н., Быстр и икая Т. Л., 1971; Рубцова Л. П., 1970, 1974). Если географические аспекты почвенного покрова ополья сравнительно изучены, то мезо- н мнкроморфологпчеекпе, химические, водно-физические, минералогические, микробиологические свойства и современная направленность миграции нетесте в профиле являются недостаточно изученными. Это затрудняет объективный дифференцированный подход к оценке агропропзводствеиных свойств почв различной степени гндро-морфностн. Кроме того, вопросы глееобразоваиня исследовались преимущественно на почвах, находящихся в стадии интенсивного заболачивания. Изменение свойств почв под влиянием постепенно усиливающегося увлажнения остается слабо-изученным, хотя для дерново-подзолистых п пойменных почв имеются обстоятельные работы Зайдельмана Ф. Р. {1965). Полому вопрос изучения изменений разнообразных свойств почв под влиянием прогрессивно усиливающегося гидромор-физма имеет большой практический и научный интерес.

Цель и задачи исследований

Целью настоящей работы было изучение изменений различных свойств почв Владимирского ополья в геохимически

Ucnvp. научна б и о г: cm.i 1

Нос«, орд. Лжи сзаьш. акад. К. А. Тширшва

сопряженном ряду в условиях усиливающейся гидроморфио-стл. В задачу исследований входило следующее:

1. Изучение водно-физических свойств почвы.

2. Лабораторное исследован но состава н свойств средне-смешанных образцов общей массы почв но генетическим горизонтам,

3. Полевое выделение возможно более полного набора различных компонентов почвенной массы в соответствии с ее организацией на макро- и мезоуровпе п определение их вещественного состава н свойств.

4. Выделение и анализ внутритреишнного материала почв.

5. Определение современной направленности миграции веществ.

6. Исследование микробиологической активности общей массы почв, трещинного материала и некоторых мезострук-турных компонентов.

Объекты и методы исследования

Исследования проводились па территории учхоза ТСХЛ «Дружба», расположенного в западной части Владимирского ополья.

Катена серых лесных почв на покровных лессовидных суглинках включала 4 геохимически сопряженных разреза, расположенных на пологом склоне западной экспозиции. Разрез 1 заложен на плоской вершине гряды, почва светло-ссран лесная, увлажнение — атмосферное, профиль автоморфный, элювиальный.

Разрез 2 приурочен к верхней трети пологого склона; почва светло-серая лесная, увлажнение атмосферное, с возможным притоком воды со склона, профиль автоморфный — транс-элюипалышй. Разрез 3 расположен на нижней трети пологого склона, почва серая лесная гл сената я со вторым гумусовым горизонтом, увлажнение — атмосферное с активным поверхностным притоком воды с верхней части склона; профиль полу-гндроморфный, элювиально-аккумулятивный. Разрез 4 находится на шлейфе склона; почва дерново-глеевая; увлажнение— периодически поверхностно затопляемое, профиль ак-кумулятивно-гндроморфный. Традиционный метод исследования почв допускает высокую степень усреднения почвенных образцов и не позволяет дифференцированно оцепить влияние элементарных процессов почвообразования и их сочетаний на формирование того или иного генетического горизонта профиля, установить их роль в развитии устойчивых мезосвойств, глубины проявления и смену другими процессами, усиление которых приводит к развитию определенного морфологического облика почв.

Поэтому в нашей работе дополнительно использовались нолевые н аналитические мезоморфологическне исследования. По всем генетическим горизонтам профилей выделяли и описывали (визуально и под бинокуляром) компоненты мезо-структур, а затем препарировали их наименьшие составные пасти устойчиво повторяющихся агрегатов (педов): ориентированные кутаны (верхняя, нижняя, боковые грапн), впутрн-педную массу, материал, заполняющий трещины. Изучение микростроёпня. проводилось под поляризационным микроскопом и ориентированных прозрачных шлифах, изготовленных по методу Мочаловой Э. Ф. (1950).

Мнкроморфологнческое описание проводилось но схеме Парфеновой Е. П., Ярнловой Е. Л. (1962). Определение численности микроорганизмов по генетическим горизонтам н и образцах, характеризующих мезостроеине, выполнено на МИЛ н КАЛ. Современная миграция веществ изучалась методом лизиметрических хроматографичеекнх колонок, которые закладывались с сорбентом Л12Оэ под основные горизонты профилей в 3—1-кратной повторностп (Кауричев И. С., Нозлруиова Е. М., 1960). Илистую фракцию почв выделяли по методу Горбунова И. И. (1903). Минералогический состав ее определяли термографическим и рептгенднфрактометрпче-скнм методамн.^Исм^^в(0щ^в<)Д^^^Ь(из11ческнх, фнзико-хн-мнчеекнх еп о н с т в1*?! р о в шГи л I Гио щеп р и ш^ы м ] I методами с определением отдельных элементов на атомно-адсорбшшнном спектрофотометре, Повторность определения 2—3-кратнал.

Научная новизна работы

Впервые исследована геохимически сопряженная катеил серых лесных почв Владимирского ополья и установлены многоплановые изменения их состава и свойств при усилении степени увлажнения на макро-, мезо- и мнкроморфологнческом уровне. *

Получена комплексная оценка изменений свойств почв, проявляющаяся при различной степени гндроморфности, которая во многом позволяет уточнить их генезис, классификационное положение к агромелиоративные особенности. Изучены закономерности распределения гумуса, питательных элементов, некоторых форм Ие и микроорганизмов по мезоструктур-ным компонентам профиля. Впервые обнаружен лепндокрокнт (у—РеООН) — минерал окиси железа в серой лесной и дер-ново-глеевой почвах таежно-лесной зоны СССР и уточнена предпосылка для возникновения его в почвах. Проведено изучение современной направленности миграции углерода. Ре, Са, в почвах различной степени гндроморфности. Установлена важная роль трещин в процессе миграции гумуса, пн-

тательных элементов, коллоидных частиц, микробного населении в глубинные горизонты.

Практическая ценность

Полученный экспериментальный материал углубляет представление о механизме н стадийности формирования генетического профиля серых лесных почв Владимирского ополья н дает комплексную оценку изменений свойств почв, обусловленных различной степеш,ю гпдроморфпостн. Полученный материал может использоваться в целях:

а) углубленного познания генезиса исследуемых почв, включая мезо- и мпкроуровень;

б) разработки классификации почв различной степени увлажнения с нахождением рубежа и объективных критериев ее вредного влияния на свойства почв н растения;

в) оценки агромелиоративных .свойств и разработки мероприятий по рациональному использованию и повышению плодородия серых лесных ночв различной степенью гндроморфности п лесном н сельском хозяйстве.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены: 1) на конференциях молодых ученых ТСХА 1977 и 1978 гг.; 2) на заседании комиссии по минералогии и микроморфологии почв, Почвенный институт им. В.- В.'Докучаева, 1979 г.

Публикация. По результатам исследования опубликовано 2 статьи.

Объем работы. Диссертация изложена на ЛУД стр. машинописного текста, включает 29 таблиц, 38 рисунков. Состоит из введения, IX глав, выводов и приложения. Список литературы включает наименовании нз них на иностранных языках.

Результаты исследований

Морфологические и микроморфологические особенности строения почв. В исследуемой катене почв с усилением степени увлажнения увеличивается мощность н содержание гумуса в гор. Л| и отчетливее обособляется горизонт А^Ь до рубежа перехода полугндроморфных почв в гндроморфные. Одновременно ослабевают признаки оиодзолнвания и общей дифференциации профиля на фоне усиливающегося оглеения. В аккумулятивном гндроморфном профиле утрачиваются черты морфологического строения зональных почв водораздела и почвы переходят в тнп дерново-глеевых.

Наиболее четкая граница по мнкроморфологическому строению проходит между автоморфнымп (разр. 1, 2),полугид-

§

ь

Ао

ä

M M Mi

Разрез 1 ■

. S

I

■S

?тцш1и1л-сёо0однмй ■ , шзотй стдШтт R20¿

2-шwhop с Ca

з -шзоншя с enuHucmûâ

fmifuèô и устойчибыми

: *¿0j \ л

И imuHOêbie кишюы

Щ! ьтокитщ -

■ 77Х ЫрмизаемыН '

_ _ ¿¿Л остаток

РАЗРЕЗ * ■ . . ' Л '

рос. i Соошшш ттт 8 составе гумуса лвтомор^нои (разрез 1)

И ГИДрОМОр^НОЙ ÍPA3PC34] ПОЧВ [СОДЕРЖАНИЕ С ОТ Costil.) ■

А, " 1

m

%

íO-j

Big

eu

&2G 60-

ai

§

§ 19

%

'S-*'

Dit

017 Ort

' разрез 1, m S, /М09см.

r t з-"■/" •■ir - ■

SS ее да

о.е

•и

JSâ

04S-i

; 5 ..t г ь Vi кг

_gj£

ÜÉ9

M

.11

j

№г

I 2:í

SIM

. ¡MI

m

Ш,

8;j

t:

Ü1

y ñ2

OH:"

M.m

ÍBfíM,№.E, 109-150СИ.

.061

m

WO ¡

{IM

m

051

I

150

OH

■I

ад

i

I

?

I

и 1

I

2 i / í;í •• /• / ¿\t г ь i г ь / J вг sr иг ОМВ3 ВТ M ом*1 лег Зависимость распределяя микроорганизмов (в шс/г лвс.сулой. ■ почвы) по эштнтлн хтктурны* ощпьноспй свило-серой mm

СР£ДН£СУГЛИНКСГОЙ ПОЧВЫ 0| СОДЕРЖАНИЯ ГГМТСА

РАЗРЕЗ 4, Г0Р.6С3Ю1-151СИ. . 1

■'■■■ 32$ Ъ27

11 <§ 10

I: fi §

il.

I.

2

■ Oft ОМ

0« I

ОН 069

ш

- w 1

. •

Ml

Й 0«'»í Y

ша

I i

''Sí во С

.г J .г:1 5 i ¿ i ? ¿ ■ f, : з t ¿ К- 6Г ;. ИГ. ' 0И8Сг &ТМ .OMA,

г

Jßf

ça

; 52Sj

. -§ 19

!

/7. 4

.2

Разрез 1 гой6С;15Н86см,

046 W

•1

03B 033

M

1955

i

7 У

ОМ

Î61 0

il

"sai

f

./•23 12-} t. г. i ■ t 2 ô 1! i 15

¥

8Г

6Г

Hf

0КД

OMBC« - - WM

Acj Зависимость распршлснии иимдолппно! (i тус/г Átc cvxoA гкмыУ

BD Э/ltMEHTAM СТРУКТУРНЫХ 01Д(Лъ№СЦй МЦОМННИОЙ ЩКОШМГС* • ПОЧ8Ы 0]'СОДЕРЖАНИЯ ЩЩ ■ - . . ■

■ устные ш б т.2

Разрез 1 Разрез 2 • ' . разрез 3 разрез 4

ЕШ Аморфное ?егОз ЛИ Онр^шаллшоботоеГе^ ^ ^шшад?/^?^ рис. }. Распределение аморфного, окристаплйзоьанного и силикатного $ вш и &тм

ГОРИЗОНТОВ Вг И В3 КАТЕНЫ ПОЧВ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЯ

роморфным (разр. 3) и гндроморфным профилем (разр. 4). Для первых 3 почвенных разрезов характерна аккумулятшшо-элю-внально-иллювиальная дифференциация на генетические горн-зонты по окраске, сложению, количеству и распределению по-ровых пространств, тонкоднсперсного материала, гумуса и гндроокислов железа.

С усилением степени оглееннл сглаживается микроморфо-логнческая днфференцнроваиность горизонтов н профиля; возрастает участие грубого гумуса, имеющего вид хлопьевидных сгустков бурого цвета; с поверхностных горизонтов обнаруживается подвижное глинистое вещество и отмечается более компактное>сложение глинистой плазмы, свидетельствующее о слабой подвижности ее по профилю; получает развитие сегрегация гндроокислов железа с наличием в новообразованиях большего количества органического вещества. В горизонтах Л2В1К обнаруживается значительное количество микроучастков, близких по строению с гор. Ль в горизонтах ВСо присутствует большое количество ооидных глинистых образований с включением гумуса и железа, слон которых повторяют концентр нч ее кое строение глины.

Механически» состав и водно-физические свойства

Изучаемый ряд почв по механическому составу является среднесуглиннстым и легкоглнннстым с преобладанием илистой и крупиопылеватой фракции. С глубиной механический состав утяжеляется.

Наиболее контрастное распределение ила обнаружено в автоморфном профиле—горизонты А], Л1Л2, ЛгЬ. содержат ила в '2—3 раза меньше по сравнению с горизонтом В. Для гидроморфпого профиля характерным является отсутствие иллювиальной аккумуляции ила в горизонтах В. В полугндро-морфной почве мощность элювиальной толщи максимальна в катенс, но элювиально-иллювиальное перераспределение ила слабее, чем в автоморфном профиле. Усиление степени гидро-морфностп почв приводит к обогащению профиля илом и ослаблению его элювиально-иллювиального перераспределения по профилю. Усиление степени гндроморфности в почвах ка-тены синхронно сопровождается отчетливым ухудшением физических и водно-физических свойств; увеличивается плотность глеевых горизонтов, снижается общая порозиость, обнаруживается резкий перепад и снижение фильтрационных свойств при заметном увеличении степени набухания, сокращаются запасы продуктивной влаги в 2-метровом слое и возрастает запас непродуктивной влаги. Усиление степени оглеення ослабляет внутрипочвенный дренаж и нисходящую миграцию суспензий н продуктов почвообразования. В этом

случае передвижение влаги, ила и гумуса и почве локализовано преимущественно по трещинам и ходам отмерших корней.

Состав и свойства общей массы горизонтов

Почвы катепы характеризуются относительно высокой активной и обменной кислотностью (рН ка 3,7—4,3). Синхронно по мере усиления гндроморфности увеличивается содержание гумуса в гор. Л[ (соответственно Р-1 и 4—4,41; 12,86%) н возрастает гидролитическая кислотность с 3,0 до 9,5 мг-экв на 100 г почвы. Усиление степени оглеення до полу-гндроморфнон стадии приводит к увеличению мощности зоны выщелачивания оснований (с 18—21 см в автоморфных профилях разр. 1; 2 до 32 см в полугидроморфном разр. 3). В гндроморфном профиле разр. 4 в условиях практического отсутствия внутреннего дренажа вынос оснований резко ослабевает, По физико-химическим показателям полугндроморф-ная почва (разр. 3) характеризуется более низким показателем рН, высокой гидролитической кислотностью, меньшей суммой поглощенных оснований н степенью насыщенности основаниями по сравнению с автоморфной почвой разр. I, что свидетельствует о благоприятных условиях для развития нодзолооб-рлзовательного процесса. Эти предпосылки находятся в противоречии с морфологическими наблюдениями и молярными отношениями 5Юл ЯцОз, по данным валового состава, которые свидетельствуют о более интенсивной выраженности под-золообразовательного процесса в автоморфпом профиле (разр. 1). По-видимому, благоприятные физико-химические условия для развития подзолообразования на полугидроморф-ной и гнлроморфной стадии развития почв не реализуются вследствие ослабления или отсутствия внутреннего дренажа в профиле. На устойчивой гнлроморфной стадии развития профиль приобретает отчетливые аккумулятивные признаки по накоплению гумуса, оснований и подвижных фосфатов.

Валовой состав автоморфной почвы (разр. 1) указывает иа относительное обогащение горизонтов Л) н Л1Л2 кремнеземом но сравнению с нижележащими горизонтами и верхними горизонтами гидроморфиого профиля. Истинное онодзолпвание прослеживается по выносу ^Оз и оснований из этих горизонтов. В трансэлювнальпом профиле (разр. 2) оиодзолнвание несколько ослабляется, хотя наблюдается вынос Г^О^ н основании с элювиально-иллювиальным перераспределением на фоне более высокого их содержания. Одновременно уменьшается мощность элювиальной толщи н относительное обогащение ее ЭЮ».

В полугидроморфном аккумулятивно-элювиальном профиле (разр. 3) в большей по мощности элювиальной части нро-

фнля признаки оподзоленности выражены слабее по данным отношения : Р-Оз н абсолютному их содержанию.

Горизонт Лд этого профиля характеризуется повышенным содержанием ИегОз по сравнению с органогенными горизонтами автоморфпой и гидроморфпой почв. Это обстоятельство согласуется с максимальной обогащенностью его конкрециями, микрофлорой и повышенным содержанием лепндо-крокнта, выявленного при минералогических исследованиях ила.

В гндроморфном аккумулятивном профиле (разр. -1) опод-золенность выражена минимально. Верхние горизонты содержат самое низкое количество ЭЮ^ при максимальной обога-щенности ИгОз, которые имеют слабую тенденцию к элюви-алыю-нллювналыюму перераспределению. Существующие различия природных факторов в исследуемой катепе почв приводят к ослаблению процесса оподзолнвапин и уснлеиню аккумулятивного процесса ог автоморфных к гндроморфным почвам.

Валовой состав ила исследуемых почв характеризуется большим постоянством по всем горизонтам профиля, уменьшением содержания ¿Юз п увеличением Кг03 по сравнению с мелкоземом.

В изучении влияния гидроморфнзма на свойства почв важное значение имеет установление закономерностей распределения в почвах катены наиболее подвижных форм железа, с аккумуляцией и выносом которых связано проявление отдельных элементарных процессов почвообразования.

В исследуемых почвах оксалатно-растворимые формы Ре^Оз имеют биогенное накопление только в автоморфных.профнлнх {разр. 1 и 2). Оподзоленные горизонты этих профилен несколько обеднены аморфным железом, ниже по профилю его содержание меняется незначительно.

Полугпдроморфный профиль (разр. 3) характеризуется равномерным распределением аморфных Ре20з, хотя, по данным валового состава, минералогических и мпкроморфологи-ческих исследований гор. Ад характеризуется самым высоким содержанием соединений Ие и максимальной его сегрегацией в конкреции- Вероятно, здесь преобладают другие, более устойчивые формы Ре.

Гидроморфный профиль (раап. 4) отличается повышенным содержанием аморфного Ре: в аморфных профилях его содержание колсблется от 0,12—1,10%, в гндроморфном — 0,83— 2,13%, что соответственно составляет 2,88—19,23% и 22,86— 41,68% от валового содержания.

Распределение окристаллнзованных форм Ре^Оз по горизонтам исследуемых почв совпадает с содержанием валовых и силикатных форм Рег03. Наблюдаемое снижение содержа-

шт «кристаллизованных фирм Fe203 в гидроморфном профиле указывает па возможность перехода его в аморфное состояние в условиях длительных восстановительных процессов, Не исключена возможность обогащения гидроморфного профиля подвижными соединениями Fe за счет склонового при-виоса.

Для качественного состава гумуса исследуемых почв отмечено преобладание фулыкжнслот над гумлиовыми кислотами (С г.„. : С ф.к. колеблется 0,17—0,93) с преимущественным содержанием фракций свободных гумниовых и фульво-кислот и связанных с R2O3 и Са в иллювиальных горизонтах. Агрессивные фракции фульвокнелот доминируют в автоморф-пых разрезах (рис. 1). С усилением степени гндроморфностн их доля снижается. Как считают Пономарева В. В. и Николаева Т. Л, (1961), это происходит за счет образования высокомолекулярных и высокополнмернзоваиных гумусовых веществ при застойном водном режиме. Величина негидролизу ем ого остатка во всех разрезах высокая — от 57 до 90%,

Во вторых гумусовых горизонтах, в отличие от всех остальных, преобладают гумимовые кислоты н по составу гумуса они резко отличаются от лесных почв. В полугидроморфном профиле разрез 3, где Ajh четко обособлен, морфологически Сг.н. :С ф.к, равно 1,33, в автоморфном профиле разр. 1, где он выражен фрагментарно, оно снижается до 0,91.

Радиоуглеродные датировки, проведенные в ИГ АН СССР, показывают, что возраст гор. A;h полугндроморфпой почвы (разр. 3) датируется до 5—ti тыс. лет, тогда как возраст современного гумусового горизонта Ад (разрез 3) и At (разр. 1) датируется всего до 1 тыс. лет.

Это позволяет заключить, что второй гумусовый горизонт унаследован от предшествующих стадий почвообразования.

Полугпдроморфные условия содействуют сохранению его индивидуальности и особенно исходного реликтового группового состава гумуса, что в большей мере, чем физико-химические свойства, валовой состав, отражают первичную специфичность гор. Ajh.

В современных автоморфных условиях под влиянием преимущественного продуцирования органогенными горизонтами фульвокнелот в условиях промывного водного режима происходит разрушение старого гумусового горизонта н замещение его более молодым гумусом. По генезису почвы со вторым гумусовым горизонтом правильнее относить к роду остаточио-луговых.

Минералогический состав илистой фракции

Исследования илистой фракции проведены термографически на аппарате АГВУ-6 н рентгендифрактометрнческн на

приборе ДРОН-2. Установлено, что основными составляющими всех исследуемых образцов являются: слюда-смектнт, смектит, гидрослгода, каолнппт, хлорнт-смектнт и кварц.

Преобладающим компонентом почв катены являются смек-тнтовыи, составляющий 30—757g, и гндрослюднстый— 20— 55%.

Количество хлорита и каолинита невелико: сумма этих минералов не превышает 5—10%. Смектнтовый компонент представлен неупорядоченно с мешан послойным и образованиями слюда-смектнтового н хлорнт-смектитового тина, а также индивидуальным минералом смектнтового тина.

Преобладание смектнтового компонента в составе пла обуславливает его высокую гпдрофильность. По данным ДТА, гндрофильность илистых фракций колеблется в пределах 9— 13%, снижаясь лишь в верхних обедненных смектптом горн-зонтах. Для автоморфного профиля отмечено резкое обеднение верхних горизонтов илистой фракцией, а в ее составе слю-да-смектнтоными смешаннослопнымн образованиями с высоким, более 50%, содержанием емектптовых пакетов н увеличение слюда-смектптов с высоким количеством слюдистых пакетов, а также минералов с жесткой структурой (гидрослюды, каолинита, хлорита). В иллювиальных горизонтах отмечено повышенное количество смектнтового компонента представляющего гетерогенную систему с абсолютным преобладанием смешаннослойных образований с высоким (>50%) содержанием разбухающих пакетов, В полугидроморфном профиле (разр. 3) содержание смектитовои фазы увеличено до 42—40% в верхних горизонтах, до 03—72% в нижних, гндро-слюд уменьшено соответственно от 42—(3% до 20—30%. ¿Максимально обеднен ил смектнтовым компонентом гор.

A2ti. IIa реитгендифрактограммах ила из гор, Лл и Ai обл

наружены максимумы со значениями d = 6,16—6,19Л, характерные для ленидокрокпта.

Глинистый материал нижних горизонтов представлен в основном слюда-смектнтовыми образованиями с количеством набухающих пакетов, превышающих 50%; содержание хлорит-смектнтов минимально. Глинистый материал гндроморфиого профиля отличается максимальным содержанием смектнтового компонента (51—70%) и низким содержанием фазы гндро-слюд (17—37%), хлорита и каолинита (5—12%), В составе смектнтового компонента почти отсутствуют хлорнт-смектпто-вые емешаииоелоиные образования. Илистая фракция почти мономннеральная и отличается максимальной гндрофнлыш-стью среди почв изучаемой катены. Таким образом, по мере увеличения гндроморфностн уменьшается степень дифферен-цировапиости ила и его минералогического состава, что со-

гласуется с ослаблением степени оподзоленности ночи катены. Одновременно в этом направлении увеличивается количество смектитовой фазы, ее мономпнеральность и'дисперсность, что сопровождается увеличением гндрофильностн ила,

С гндром орфизм ом связано появление в поверхностных горизонтах глееватых н глеевых почв'минерала окислов Ре — лепндокрокита (-у—РеООН).

Результаты изучения современной миграции веществ методом хроматографнческих колонок показывают, что в исследуемых почвах наибольшая миграция соединений органического С, железа, Са и наблюдается из горизонтов подстилки (Ло), а подвижных соединений железа из гор. Л1 автоморф-'-■ных профилей; наименьшее — в полугндроморфном.

Минимальный вынос железа из верхних горизонтов полу- ■ гндроморфпой глееватой почвы, возможно, связан с более благоприятными условиями (оптимальный рН, увлажнение, неустойчивый окислительно-восстановительный режим, состав и численность микрофлоры и др.) для сегрегации Ре в конкреции, поэтому почвенный раствор на глубине 20 см относительно обеднен подвижным железом.

Для современного почвообразовательного процесса в* исследуемых почвах характерен вынос кальция, частично магния (особенно в гидроморфных условиях) н Ре, накапливаемого биогенно нлн высвобождающегося при частичном разрушении силикатов с последующим перераспределением и накоплением его в иллювиальных горизонтах.

Вынос органического вещества и миграция его на большую глубину усиливается по мере увеличения степени увлажнения с преимущественной локализацией по трещинам.

Состав и свойства мезоструктурных компонентов генетических горизонтов почв

Исследование механического состава мезоструктурных компонентов показало, что масса, заполняющая трещины (ВТМ) и трубчатые поры, значительно отличается от пнутрн-педной массы (ВПМ) и кутан па гранях педов. В основном трещины заполнены значительно более тяжелым материалом, чем ВПМ и напедные кутаны. Лишь в антоморфной почве до горизонта В2 включительно внутритрещинная масса легче по механическому составу, чем ВГ1М, что, очевидно, связано с более активной миграцией суспензии в осветленной части профиля в эти горизонты. Возможно, что в результате более частого воздействия кислых • почвенных растворов происходит разрушение глины в трещинах с выносом продуктов разрушения, " '

В целом, сильнее всего обеднено физической глиной и илом белесое заполнение (БЗ) или внутрнтрещннный материал

элювиальной толщи. Максимальное количество тоикодисиерс-ных частиц накапливается в нижней части магистральных трещин. Кроме выноса тонкодпсперсного материала из элювиальной толши вследствие оподзолнвання, имеет место п передвижение глинистых частиц и нижнюю часть трещин без разрушения (трещинный лесспнаж).

Выявляется четкая закономерность утяжеления механического состава трещинного материала с глубиной по профилю с максимальным содержанием ила во ВТМ горизонтов ВС и С. Наиболее резко по механическому составу разделяются ске-летана (более легкая) и заполнения трубчатых пор и трешнн (более тяжелые). Существенных различий в гранулометрическом составе между боковыми, верхними и нижними гранями педов не выявлено. В целом по катене механический состав ВТМ утяжеляется с усилением степени гидроморфиости.

Валовой химический состав ВТМ показывает, что материал, заполняющий верхнюю часть трещин (горизонты Л2В1— В2), обогащен кремнеземом н обеднен полуторными окислами по сравнению с ВТМ из горизонтов Вз—С.

Кутаны на поверхностях недов мало отличаются между собой по содержанию 5Ю2 н Рг03, но имеется тенденция снижения количества этих окислов по мере усиления степени гидроморфиости. По сравнению с ВТМ напедные кутаны более богаты кремнеземом и обеднены ЯгОз-

Содержание гумуса в трещинах н трубках показывает исключительно глубокое проникновение гумуса вниз по профилю и накопление его в трещинном материале в сравнительно высоких количествах, близких к содержанию в верхних горизонтах. Так, в автоморфиом профиле (разр. 1) количество гумуса в ОМ гор. Л1 составляет '1,41%; Л1Л2— 1,98%, а во ВТМ гор. ВЭД — 2,76%; в гндроморфном профиле (разр. 4) ОМ гор. Л пер содержит 12,86% гумуса; Л2В]К — 2,67%, а ВТМ гор. С20 —6,10%. Во ВТМ гумуса заметно больше, чем в нанедных кутанах (рис. 2 и 3). Содержание гумуса во ВТМ по катене возрастает с усилением степени гидроморфиости почв, Дерноио-глеепая почва вы дел лот с л по содержанию гумуса по ВТМ максимальным накоплением и сравнении с другими профилями.

Распределение гумуса по трещинам сходно с распределением физической глины и ила, т. е. наблюдается параллельное нарастание утих показателей с глубиной по профилю с максимумом по ВТМ горизонтов В3 н ВС.

Подвижные Рг05 и К20. Разрезы 1, 2 н 3 характеризуются максимальным содержанием Р2О3 и КгО в средней части магистральных трещин (в горизонтах Вз; ВС), тогда как в разр. 4 эти максимумы ныражепы слабо, то есть с ослабленн-

gm .дренаж а н гидроморфном профиле ослабевает перераспределение веществ по элювиально-иллювиальному тину,

В целом содержание гумуса и подвижных форм P2Os и KjO во ВТМ выше, чем в мезоструктурных компонентах ледов.

, Трещины в исследуемых почвах — основные каналы, обеспечивающие глубокое проникновение и миграцию элементов питания растений и продуктов жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, ^

фракционный состав'железа в мезоструктурных компонентах почв катены имеет как общие, так л отличительные черты.

Общим является некоторое повышение суммы силикатного и неенлнкатного железа как.в материале ВПМ, так и во ВТМ с глубиной по профилю. Для всех почв характерно также повышение относительного-содержания силикатного железа во ВТМ по сравнению с ВПМ. Причина этого, видимо, связана с большей мобильностью неенлнкатных форм железа и как следствие более энергичным их выносом из внутрнтрещнниого материала, в связи с более активной миграцией веществ по трещинам. Возможно, также, что за счет выноса подвижных форм Fe^Oj по зонам устойчивой миграции (трещинам) не накапливается значительного количества подвижных форм, а следовательно, и окристаллизованпых. Увеличение силикатного FeaOj возможно за, счет относительного его накопления н просыпания минеральных зерен скелета, в сухие сезоны го-:да, когда трещины открыты.

Кутаны верхних, нижних.и боковых граней ледов но содержанию железа различаются мало. Накопление железа на этих гранях проявляется незакономерно, различия между гранями невелики и могут носить случайный характер. Для всех граней (напедных кутан) характерно пониженное содержание силикатного и большое количество аморфных форм железа по сравнению с ВПМ, что свидетельствует о значительной трас-формации форм железа в зонах наиболее активного передвижения почвенных растворов.

Профиль полугидроморфной п гидроморфной почвы заметно отличается от профилей автоморфных почв как по общему содержанию железа во ВПМ и ВТМ, так и но соотношению силикатного, окристаллизованного н аморфного железа (рис. 4). ВТМ автоморфных почв характеризуется более высоким содержанием общего железа по сравнению с ВПМ, а также по сравнению с ВТМ, полугидроморфной и гидроморфной почв. В полугидроморфной и гидроморфной почвах ВТМ беднее по содержанию общего железа по сравнению с ВПМ. Содержание аморфного железа в подах (ВПМ) заметно возрастает в гидроморфных почвах по сравнению с автоморфной, а распределение «кристаллизованных форм имеет противоположную закономерность. Для образцов ВТМ полугпдроморф-

ион и гндроморфной почв характерным является обедне ни« аморфными формами железа по сравнению с ВПМ и ОМ, что указывает на значительную мобилизацию железа в трещинных зонах, где создаются благоприятные условия развития интенсивного оглссння вследствие обогащения материала третий гумусом.

Материал трещин и педов автоморфных почв характеризуется Солее активной трансформацией силикатных форм железа и переходом продуктов их превращения в «кристаллизованные формы или частичным выносом за пределы почвенного профиля. Таким образом, данные по формам железа в различных мезокомнонентах профиля изучаемых почв позволяют отметить, что для автоморфных почв процессы превращения железа связаны с проявлением оподзоливания, тогда как в полугндроморфных и гндроморфпых почвах наибольшую роль играет трещинное оглеенне.

Распределение микроорганизмов в профиле исследуемых автоморфных и гндроморфных почв согласуется с распределением гумуса. Причем с усилением степени увлажнения увеличивается количество микроорганизмов по катеие. Гидроморф-нан дерново-глеевая почва, содержащая самое высокое количество гумуса (12,80%), характеризуется максимальной био-гениостыо профиля среди изучаемых почв.

Исследование распределения микроорганизмов па мезо-уровпе позволило установить четкую локализацию их внутри каждого изучаемого горизонта. В автоморфпом профиле наибольшее количество микроорганизмов сосредоточено па нижних гранях педов, более богатых гумусом. Минимальное — на верхних гранях (рис. 2). В гидроморфном профиле локализация микроорганизмов происходит на боковых гранях педов в горизонтах ВС (рис. 3), а для породы — на верхних.

Трещины в исследуемых автоморфных и гндроморфных почвах представляют собой «артерии жизни», обеспечивающие глубокое проникновение микроорганизмов в почву.

Выводы

1. Комплексное исследование катены почв Владимирского ополья на основе изученных профилей па макро-, мезо- и мни* роморфологлческом уровнях показало, что рассматриваемые почвы сформировались под воздействием процессов гумусо-иакоилення, оподзоливания, лесснважа и оглеення. Степень выраженности указанных процессов тесно связана с геоморфологическими и гидрологическими условиями почвообразования конкретных компонентов катены.

2. Усиление степени гндроморфностн в совокупности с ухудшением поверхностного и инутрипочвенного стока обус-

ловлнвают нарастание'признаков оглеення, ослабление элю-виально-нллювнальной дифференциации почвенных профилей, утяжеление их механического состава, ослабление суспензионного переноса веществ и относительное увеличение процессов переноса веществ в растворах.

3. Наиболее ярко оподзоливанне и лесснваж проявляются в профиле автоморфной светло-серой лесной почве, формирующейся на выравненном; водоразделе. Для нее характерно преобладание в составе гумуса агрессивных фульвокнслот, кислая реакция среды, наиболее резкое обеднение илом и 1?г03 верхней части профиля.

4. Изучение состава и свойств мезоструктурных компонентов генетических горизонтов почв позволило установить локальные особенности развития почвообразования и почвенном профиле: „

а) наиболее активно элювиальные процессы развиваются по боковым граням педов, вдоль трещин, которые следует рассматривать как основные каналы, обеспечивающие миграцию веществ, в том числе гумуса и элементов питания растений;

• б) напедные кутаны по сравнению с ВПМ обогащены кремнеземом и обеднены ИгОз; отмечается тенденция уменьшения в них ЙаОз по мере усиления степени гндроморфности почв;

в) состав внутритрещнпиой массы (ВТМ) изменяется как по профилю почв, так и в различных почвах катены; материал, заполняющий трещины в верхней части профиля (горн-зонты АгВ|—Вг) обогащен кремнеземом,, обеднен илом, полу-тораокнелами, гумусом и подвижными формами РзОб и КаО по сравнению с ВТМ:нижних горизонтов (В3—С); обобщенность ВТМ в нижних горизонтах профиля нлом, гумусом н элементами питания растений нарастает с усилением степени гндроморфности почв;

г) в иллювиальной толщи профилей тонкодисперсный материал на стенках трещин и поверхностях структурных от-дельностей обогащен илом, гумусом, Са, Мц, К и Р по сравнению с составом внутрипедпой массы; можно предполагать, что максимальное накопление ила, ЯаОз, щелочноземельных элементов, в этой части профиля связано не только с процессами оподзоливания и лессиважа, но и глннообразоваиия.

5. Макро- и мнкролокальное проявление оглеення в авто-морфных профилях способствует усилению разрушения породообразующих минералов и создает необходимые предпосылки для активного развития лессиважа.; По мере нарастания гидроморфизма.н ухудшения дреиажа'на фоне усиливающейся сезонной контрастности ОВ состояния почв усиливаются процессы сегрегации железа.

С. Лнтоморфные и полугидроморфные почвы ополья характеризуются наличием второго гумусового горизонта, возраст которого радиоуглеродным методом датируется около 5—6 тыс. лет; а современных гумусовых горизонтов около 1 тыс. лет. Наличие реликтового гумусового горизонта отличающегося Солее широким отношением в составе гумуса С,.*. : : С ф.к. но сравнению с гумусом современных гумусовых горизонтов свидетельствует о сложной истории развития серых лесных ночв п дает основание полагать о прохождении в прошлом луговой стадии почвообразования почвами ополья-

7. Характерной особенностью серых лесных почв Владимирского ополья является фульнатный состав гумуса и отчетливо выраженная кислая реакция, что заметно отличает их от аналогичных почв северной лесостепи.

8. Дериово-глеевые почвы отличаются от серых лесных отсутствием четкой днфферениировапностн на генетические горизонты, более грубым характером гумуса, наличием подвижного глинистого вещества по всему профилю, начиная с горн-зонта Ль более компактным сложением глинистой плазмы, меньшей выраженностью передвижения глины по профилю, енлыюразвнтой сегрегацией гидроокисей железа, наличием ооидных п железистых новообразований с высоким содержанием органического вещества и наличия в гор, Л2В1К и В^ значительного количества мпкроучастнш, близких ио составу н строению гор. Ль

9. Распределение микроорганизмов в профиле исследуемых ночи согласуется с содержанием н распределением гумуса. Наибольшей биогепностыо характеризуются дериово-глеевые почвы.

10. Исследование распределения микроорганизмов на мезо-уровне выявило четкую локализацию их внутри каждого горизонта, В автоморфном профиле наибольшее количество микроорганизмов сосредоточено на нижних гранях иедов, более богатых гумусом. В гндроморфном профиле локализация микроорганизмов происходит иа боковых гранях педов в гор. ВС0, а для породы — на верхних. Трещины в «исследуемых почвах представляют собой «артерии жизни» обеспечивающие глубокое проникновение микроорганизмов в почву.

11. Основными компонентами илистой фракции почв Владимирского ополья являются смектнтовые минералы (30— 75%) и гндрослюды (20—50%). С усилением гидроморфности возрастает доля смектитового компонента и снижается содержание гндрослюднстых материалов. Количество хлорита и каолинита не превышает 5—10%.

В полугндроморфных и гндроморфных почвах обнаружен лепидокрокит (у—РеООН).

12. В исследуемых почвах оксалатно-растворимые формы РегОз имеют биогенное накопление' только в автоморфных профилях (разр. 1 и 2). Распределение окристаллнзованных форм Ре2Од по катене совпадает с содержанием валовых и силикатных форм. Наблюдаемое снижение содержания окри-Сталлнзованных форм Ре203 в гидроморфном профиле указывает на возможность перехода его в аморфное состояние в ус-, ловиях длительных восстановительных процессов. Возможно, обогащение гидроморфного'профиля подвижными соединениями Ре за счет склонового при вноса.

Данные по формам железа.в различных мезокомпонентах профиля изучаемых почв позволяют отметить, что для автоморфных почв процессы превращения железа связаны с проявлением оподзоливания, тогда как в иолугпдроморфных и гидроморфных почвах наибольшую роль играет трещинное ог-леение.

13. По данным лизиметрических исследований для миграции веществ в современных условиях почвообразования характерны вынос кальция и частично магния, миграция органических веществ и железа в форме железоорганических соединении. Вынос органического вещества и миграция его на большую глубину усиливаются с нарастанием гндроморфнзма.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют об оригинальности', почвообразования в исследуемом районе, что необходимо учитывать прп использовании "этих иочв в связи с освоением Нечерноземной зоны РСФСР.

Спнсо^опубликованных работ

1. Удонго Э. Т. — Некоторые особенности состава и свойств почв различной степени гидроморфности (на примере почв Владимирского ополья). Доклады ТСХЛ. М., 1979, вып. 248, с, 65—70.

2. Удонго Э. Т. — Сравнительная, характеристика физических свойств автоморфных и гидроморфных почв Владимирского ополья. Доклады ТСХА. М., 1980, вып. 258, с. 64—68.

Объем 1 л. л.

Тираж 100

Заказ 598.

Типография .Московской с.-х. академии им. К. Л. Тимирязева 127550, Москва 11-550, Тимирязевская ул., 44