Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Луговые подбелы Приамурья (микроморфология, физические и химические свойства в связи с мелиорацией)

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Луговые подбелы Приамурья (микроморфология, физические и химические свойства в связи с мелиорацией)"

г я п 1 ? 1

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА. ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА. ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им.М.ВЛОМОНОСОВА

ЛУГОВЫЕ ПОДБЕЛЫ ПРИАМУРЬЯ (ШКРОМОРФОЛОШЯ, ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА В СВЯЗИ С МЕЛИОРАЦИЕЙ)

Специальность 03.00.27 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВСВДЁНИЯ

На правах рукописи

УЖ 631.41+631.43:631.62

ГЫНШША АИР БАЗАРОВНА

Москва - 1991

Работа выполнена в лаборатории физико-химических процессов мелиорированных почв Института водных и экологических проблем Дальневосточного отделения АН СССР и на кафедре географии почв факультета почвоведения МГУ им.М .В Ломоносова.

Научные руководители: - член-корр. АН СССР, профессор

Г.В.Добровольский

- доктор биологических наук С.А.Шоба

Официальные оппоненты: - доктор биологических наук

В.Д.Васильевская .

- кандидат биологических наук ЕЗ.Кулинская

Ведущее учреждение - Дальне/восточный институт сельского

хозяйства

Защита состоится н " 1991 г. в часов

мин. на заседании специализированного совета К 053.05.16 в МГУ им.M.В.Ломоносова по адресу: II9898, Москва, ГСП, Ленго-ры, МГУ, факультет почвоведения, Ученый совет;

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ.

Приглашаем Вас принять участив в обсгвдении диссертации на заседании Специализированного совета К 053.05.16 в МГУ.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью, просим направлять со указанному выше адресу.

Автореферат разослан " " 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета

кандидат биологических наук Колоколова Л.Н.

; я:;:

.¿ш гдгл :е;лаци)1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Луговые подбелы относятся к группе поверхностно-переувлажняемых текстурно-дифференцированных пота, формирующихся на тяжелых по гранулометрическому соотаву озерно-алловиальных отложениях (Ливеровский, 1962; Зимовец, 1967). Они является одним из характерных типов почв равнин Дальнего Востока, занимающих около 35% площади сельскохозяйственных угодий Хабаровского края.

Среднеамурская низменность является основным районом соломенного и перспективного сельскохозяйственного производства региона и рациональное использование почв этой территории является актуальной задачей.

Поиск оптимальных подходов к использованию луговых подбелов Приамурья требует глубоких знаний их генезиса и свойств. Однако их генезис по настоящее время остается дискуссионным и требует дальнейшего изучения. Особенно это касается химической и текстурной дифференциации подбелов, специфики формирования осветленного горизонта и структурного состояния. Недостаточно введений, касающихся влияния сельскохозяйственного использования и специальных видов мелиораций на изменение физических и химических свойств луговых подбелов.

Поль работы. Установитб^одЩерейциации профиля луговых подбелов и выявить изменения их морфологических, химических и физических признаков и свойств в результате освоения и осушения.

Основные задачи исследования:

I. Исследовать строение профиля луговых подбелов на всех уровнях структурной организации и установить кикрсморфологичес-

кие диагностические признаки ведущих элементарных почвообразовательных процессов почв в естественных и агрогонных ландшафтах.

2. Изучить химические и физические свойства целинных и осушаемых освоенных луговых подбелов.

3. Определить структурные особенности почвы, выявить роль соединений железа и гумуса в агрегировании почвенной массы и проследить изменения в поведении указанных структоров при освоении и осушении.

Научная новизна» Выявлена специфика основных почвенных процессов (гумусонакопления, отбеливания, лессиважа), формирующих луговые подбелы Среднего Приамурья и разработана их микро-корфологическая диагностика. Установлено сочетание элювиальло-глеевого процесса с криозлювогенезом.

Охарактеризована разнокачественность структурного состояния горизонтов профиля исследуемых почв и показано участие криогенного фактора в агрегировании их минеральных горизонтов.

Практическая ценность. Комплекс физико-химических и физических характеристик луговых подбелов слуетт основой для разработки мелиоративных мероприятий и прогнозирования изменений, происходящих в процессе сельскохозяйственного использования. • Осушение метровой толщи луговых подбелов требует минимальной обработка почвы с целью улучшения структурного состояния и водно-воздушного режима поверхностных горизонтов.

Апробация работы. Основные полокения работы докладывались на Всесоюзном совещании мшфоморфологов в г.Харькове (1980), на конференции шлодых географов Сибири и Дальцего Востока в Иркутске (1981), на Ш Всесоюзном совещании кикроморфологов в г.Москве (1988), на УШ Всесоюзном совещании ВОП в ^Новосибирска (1989), на заседании отдела географии почв в институте поч- '

воведения АН КНР в г.Нанкине (1989), на Всесоюзном совещании по почвам Дальнего Востока в г.Владивостоке (1990), на региональных совещаниях в г.Хабаровске (1980,1981), в г.Уссурийске (1987). Диссертационная работа рассмотрена и рекомендована л защите на заседании кафедры географии почз факультета почвоведения МГУ.

Публикации. По тема диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 4 в соавторстве.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы, содержит 179 страниц машинописного текста, 13 рисунков и 17 таблиц. Список литературы включает 176 наименований, из них 5 иностранные.

Материал для исследования был собран в составе экспедиции лаборатории почвенных процессов ХабКНИИ ДВНЦ АН СССР с 1978 по 1983 гг.

Автор выражает глубокую благодарность научным руководителям член-корр.АН СССР, профессору Г.В.Добровольскому и доктору биологических наук, профессору С.А„Иобе, а также кандидату сельскохозяйственных наук В.И.Росликовой и сотрудникам лаборатории физико-химических процессов мелиорированных почв ИВЭП ДВО АН СССР за оказанную помощь в работе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Равнинные почвы с осветленным подгумусовым горизонтом на юге Дальнего Востока, начиная с работ К.Д.Глинхи (19П)), относили к подзолистым. Исследования Ю.А.Ливеровского (1947, 1962,1969) указывают на отсутствие подзолистых почв и развитие подбелов в этом регионе. С.В.Зонн (1969) на примере текстурно-дифференцированных почв Приморья показал наличие в них лессива жа и отнво их к группе псевдоподзолистых. Дальнейшему подразделению подбелов на луговые и лесные посвящаны работа Б.А. Зимовца (1967) и В.И.Росликовой (1983).

Разработка вопросов мелиорации этих почв направлена на решение проблемы избыточного увлажнения и улучшение их водно-воздушного режима (Степанов, 1976; Синельников, 1987). Широко применяемые осушительные мелиорации не приносят ожидаемого положительного эффекта. В настоящее время Е.С.Зархиной (1980, 1983) подняты вопросы адаптивного подхода к использованию земель.

Для создания научной основы мелиорации необходимым звеном является исследование структурного состояния и поведения агентов структурообразования в горизонтах профиля подбелов. Наиболее информативным в этом плана является микроморфологический метод, разработанный Е.И .Парфеновой, Н.АЛриловой (1977), Г.В.Добровольским, С.А.Шобой (1978), Т^В.Турсиной (1982,1985, 1988), Л.А.Гугашшской (1972,1982).

ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ.

Согласно почвенно-географическоыу районированию СССР

(1983).Среднеамурская низменность входит в Уссуряйско-Ханкай-скую провинцшо подзо лист о-бурых лесных почв и луговых подбелов. Она представляет собой равнину с обширными террасами, сложенными преимущественно глинистыми озерно-аллтавиальными отлояения-ми. Рельеф равнины плоский с большим количеством лонбинообраз-ных и блюдцеобразных западин.

Растительность представлена разнотравно-злаковой ассоциацией, характеризующейся значительным разнообразном и высокой биологической продуктивностью. Это является предпосылкой активных процессов образования органического вещества ж накопления гумуса.

Почвообразование протекает в условиях континентального климата, обусловливающего глубокое промерзание толщи (до 1,5-2,0м). Спецификой безморозного периода являются интенсивные (муссон-ные) ливневые или длительно моросящие дожди во второй половине лета,

В почвенном покрозе, от террас низкого уровня к предгорьям происходит постепенная, с образованием комплексов, смена преобладающих типов: лугово-болотных и лугово-глеевых почв, луговых и лесных подбелов.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследовались луговые подбелы в западной части Средне-ацурской равнины на территории Дальневосточной опытно-мзлиора-тивной станции и совхоза Бабстово Ленинского района Еврейской автономной области. Объектами исследования послужили почвы под луговой растительностью и на мелиорируемых полях, отличающиеся различной степенШЬ гидромор&гости. Разрезы и траншеи закладывались на основных элементах мезорельефа и на различном

расстоянии от дрен, что позволило исследовать типичные луговые •подбелы и их крайние варианты, а также изучить почвы, трансфор-мировашше под влиянием интенсивного и медленного оттока влаги.

В полевых стационарных условиях проводились исследования макро- и мезоморфологии почв, определялись плотность, влажность, фильтрационные свойства, наименьшая влагоемкость, содержание водопрочных агрегатов в свежих образцах; Для анализа динамики влажности почвы использовались многолетние данные метеостанции с.Ленинское.

В лабораторных условиях проводились микроморфологнческие исследования, особое внимание обращено на структурную организацию почвенной массы и признаки перераспределения веществ по профилю. Определены удельный вес твердой фазы, максимальная гигроскопическая влага, гранулометрический и микроагрегатный состав .валовой химический состав почв, физические и химические свойства, содержание железа в вытяжках Мера и Джексона, Тамш, Баскомба, общее содержание гумуса и его качественный состав,-общая и дифференциальная порозность (Аринуикина, 1975; Зонн, 1988; Корчагина, 1973; Пономарева, Плотникова, 1978; Карпачев-ский и др., 1980).

ОСОБЕННОСТИ ШРЭШ0ГИЧ2СХ0Г0 СТРОЕНИЯ ЛУГОВЫХ ПОДБЕЛОВ

Луговые подбелы характеризуются четко выраденной дифференциацией по элгааиально-кллювиалыгоыу типу, высокой степенью гу-муонрованности, рассыпчатой водоустойчивой икрянистой структурой иллювиального горизонта.

Статистическая обработка параметров шрфологического строения исследуемых профилей луговых подбелов показала увеличение вариабельности мощностей и глубин залегания горизонтов,

а также меггоризонтной трещноватости от плакорного участка к понизению. Это объясняется тем, что с увеличением гидроморф-ности в исследуемом ряду усиливается криогенное выпучивание и полигональное растрескивание.

Для гумусового горизонта характерна высокопористая многопорядковая водоустойчивая структура, которая наиболее отчетливо выражена в луговых подбелах, формирующихся в условиях протяженного уклона от плакорного участка к понижению« В зависимости от степени гидроморфкости, почве1шая масса его приобретает комковато-порошстую структуру на плакоре, зернисто-порошстую на переходном участке и пластинчато-поропистую в понижении..

Элювиально-глеевый горизонт характеризуется четкой дифференциацией структурных отдельностей на пылеватуго и плазменную составляющие. В почве плак-орного участка плазма концентрируется во внутряпедной части агрегатов, в почве переходного участка -в нижней части пластинчатых агрегатов, в понижении оно имеет раздельно-чешуйчатое строение. Во всех случаях пылеватые зерна первичных минералов в значительной степени отмыты от плазменного материала. К этому горизонту приурочено и максимальное содержание железисто-шрганцовистых конкреций.

В иллювиальной толще наибольшее количество глинистых натеков находится в ее нижней части. В горизонте Big отсортированная глинистая плазма редко имеет признаки натечности. Она располагается на поверхности агрегатов, приобретая ооидное строение, или образует самостоятельные округлые агрегаты. В результате этого иллювиальные горизонты приобретают "икрянистую" структуру, которая наиболее четко выражена в почве переходного участка, а в почзе понижений "икрянкстый" горизонт маломощен.

ШХРОМОРФОЛОП1ЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ПОЧВООЕРАЗаВАТЕШЫХ ПРОЦЕССОВ

румусообразование е Значительная биогенная переработан-ность почвенной кассы гумусового горизонта обусловила равномерное распределение сгусткових форм гумуса первичных агрегатов» Агрегаты небиогенного происховдения характеризуются неравномерной гумусированностью.

Большое разнообразие микроформ гумуса и наличие растительных остатков разной степени разложенности свидетельствует о разнонаправленной трансформации растительных остатков. Прочные экзодермальные ткани растительных остатков преобразуются преимущественно б углеподобные частицы. Под воздействием почвенной фауны и микрофлора мягкие ткани образуют сгустки бурого цвета. Дальнейшая зоогенная переработка приводит к накоплению темно-окрашенных гумонов и формированию мюллевого типа органопрофиля.

В элювиально-глеевом горизонте инситно-зоогешюе образование гумуса ослаблено.

В иллювиальные горизонты тонкодисперсннй гумус мигрирует вместе с иллимерпзованным глинистым материалом. Незначительное црисутствие углеподобных частиц и гумонов в этих горизонтах унаследовано от почвообразухщей порода.

Лессивак. Одним из наиболее вероятных путей текстурной дифференциации луговых.подбелов является миграция и перераспределение илистой фракции по профилю почв.

Несоответствие максимума содержания глинистых натеков (в гор.В2о ) и ила (в гор.В1д ) объясняется разной устойчивостью ила сохранностью глинистых новообразований в иллювиальных горизонтах. В верхней части глинистые кутаны под влиянием промо-

раживания, циклов увлажнения и обезвоживания разрушаются и внедряются во внутрипедную массу, формируя округлые агрегаты -ооиды. В нижней части профиля, где влияние криогенного фактора ослаблено, глинистые новообразования сохранили натечное строение. Следствием лессиважа является относительное накопление пнлеватых фракций в горизонтах А1 и Ед.

Элззвиально-глеевый процесс диагностируется по Формам жа-лезистых новообразований и наличию отмытых зерен первичных вет-нералов (Ромашкевич, Герасимова, 1982). Обезжелезнение почвенной массы элювиально-глеевого горизонта луговых подбелов за счет формирования железистых стялений наиболее ярко проявляется на плакорном участке, где пульсация окислительно-восстановительного режит наиболее отчетливая. На переходном участке диффузность границ железистых стяжений свидетельствует о мекое резкой смене окислительно-восстановительных условий. Образование охристой прослойки в понижении связано с боковым притоком подвижных соединений.

Листоватая и пластинчатая микроструктуры о дифференциацией материала агрегатов на плазшнную и пылеватую составляющие, по свидетельству криолитологов (Ершов, 1979; Кесткова и др., 1980; ?&кростроение..., 1988),являются криогенными типам® ш-ростроения, формирующимися в условиях аккумуляции твердой влаги в виде горизонтальных ледяных шлиров. Различия в кихростроо-нии почвенной массы элювиального горизонта в различных элементах мезорельефа определяются спецификой зимней аккумуляции влаги в этом горизонте. На плакоре образование ледяных шлиров ограничено малыми запасами влаги в почве, а в понижении - высоким уровнем влаги в предзимний период. На переходном участ-

К9 сочетаются и возможность зимней аккумуляции влаги и после-зимнего ее оттока. Это обуславливает субгоризонтальную локализация шлиров, приводящих к четко выраженной микрослоистости минеральной массы. Агрегаты с аналогичным микростроением описаны многими почвоведами: И.А.Гришиным с соавторами (1975), Л.А.Гугалинской (1979), Б.А.Ильичевым (1982), И.А.Соколовым, С.А.Шобой (1982) и также объясняются фазовыми превращениями воды под влиянием промерзания.

Агрегирование иллювиальных горизонтов. Структурные отдельности подразделяются на 3 группы: I - агрегаты-блоки, размером 3-5 мм частично покрытые глинистой кутаной, с охристой внутрипедной кассой; 2 - округлые, 6 1-3 мм, покрытые глинистой оболочкой ооидного строения с охристой внутрипедной массой; 3 - округлые глинистые агрегаты - ооиды а 0,1-2 мм.

Агрегаты-блоки формируются в условиях зимнего обезвоживания, растрескивания и усадки почвенной массы иллювиальных горизонтов. В дальнейшем периодическое промерзание вызывает переорганизацию или внутриагрегатную сепарацию тонкодисперсных частиц. Этому способствует в свою очередь миграция влаги в пределах структурных отдельностей к фронту промерзания.

Обезвоживание внутрипедной массы приводит к цементации ео оксидами железа. Сходный механизм внутрипедной сепарации описан в палеокриогенных почвах Русской равнины (Гугалкнская,1979) а агрегаты ооидного строения описаны во многих мерзлотных почвах (Морозова, 1966; Гугалинская, 1979; Микростроекае...,1988).

Общей чертой формирования криогенных плаетинчатых или ооидных структур является дифференциация материала агрегатов •на пылеватую и плазменную составляющие. И. А .Тютюнов (1950)

экспериментально показал, что при замораживании в полидисперсных системах агрегируются ь первую очередь коллоидные частицы с меньшей поверхностной энергией. Указанная закономерность и является причиной формирования криогенных типов микрестроения, которые в зависимости от условий промерзания (наличие или отсутствие льдонакопления), а также от содержания гр;'бо- и тонкодисперсных фракций гранулометрического состава приобретают пластинчатое строение или формирование агрегатов-ооидов.

В нишей части зоны иллювиированкя явления промерзания ослабевают и усиливается оглеение над водоупором, в связи с чем агрегатообразование становится менее четким.

Трансформация шкростроокяя почв под влиянием освоения и осушения. При осушении и использовании луговых подбелов в сельскохозяйственном производстве в пахотный горизонт вовлекается верхняя часть элювиально-глеевого горизонта. Это приводит к уменьшению содержания гумуса, уплотнению почвенной массы и снижению интенсивности деятельности почвенной зоофауны по сравнению с гумусовым горизонтом целинных почв, о чем свидетельствует резкое уменьшение следов их жизнедеятельности. Последнее диагностирует общее ухудшение экологических условий почвы под влиянием агрогенного воздействия (уплотнение почвенной массы,, осушение, внесение удобрений). В связи с уменьшением поступления растительных остатков и ослаблением их биогенной переработки в горизонте резко уменьшается содержание хлопьевидных и сгусгковых форм гумуса. В результате упрощается структурная ор- . ганизация почвенной массы и появляются признаки коркообразования.

В элювиально-глеевом горизонте, который захватывает переходный Е§В, агрегаты слабо цементируются оксидами железа. Нота-

ловашым фактором, влияющим на агрегирование, является уменьшение увлажненности почв в результате осушения, которое послужило причиной ослабления зимнего перераспределения влаги и льдо-накопления в горизонте. Вследствие этого в горизонте уменьшилась степень дифференциации компонентов агрегатов по фракциям гранулометрического состава, а агрегаты приобретапгкрупноштт-чатую форму.

В иллювиальной толще, в I м от дрепы, уменьшение степени увлажнения идет на фоне оттока влаги к дренам, что обусловливает снятие глинистых оболочек с поверхностей агрегатов и разрушение ооидных микроструктур. Все это приводит к высвобождению оксидов железа из агрегатов и формированию самостоятельных ке-лезистых стяжений. Обилие компактных железистых стяжений рядом с дреной в горизонте B2g может быть также обусловлено привнесением различзгых форм его соединений с влагой, передвигающейся к дрене и частичным оседанием его в этой зоне. Указанные изменения ослабляются с удалением от дрены.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛУГОВЫХ ПОДБЕЛОВ

Луговые подбелы по гранулометрическому составу глинистые. Преобладающей фракцией во всех горизонтах 1ф0ме Big является пылеватая, в составе которой микроморфологичоски обнаруживайся и фитолиты. Профильное распределение фракций гранулометрического состава элювиально-иллювиальное (табл.1) со значитель-« ной аккумуляцией пыла в поверхностных горизонтах. В органогенных горизонтах эта фракция цементируется гумусри в составе агрегатов. В слабогумусированном элювиально-глеевом горизонте физические свойства определяются диспергированной шиеватой фракцией. В связи с этим горизонт приобретает крайне неблаго-

Таблица I

Механический и микроагрегатный составы

Горизонт, Фракции гранулометричес- Фракции микроагре-глубина, кого состава, мм гатного состава,

с« мм

1-0,05 0,050,001 <0,001 >0,05 <0,05

Луговой подбел целинный

А1 . 5-15 7,6 74,6 18,1 54,4 45,5

Ез 20-30 3,3 64,8 31,9 16,1 83,9

ВЦ 50-65 0,5 46,6 53,8 57,1 42,9

В23 90-100 3,1 54,4 44,2 42,9 57,1

ВС 130-140 0,7 65,4 42,9 16 Д 83,9

Луговой подбел освоенный, осушаемый

Ап 0-20 3,4 68,6 28,0 62,1 37,9

АпЕд 24-34 2,7 67,2 30,1 43,3 56,7

Ев 35-50 2,3 65,2 32,6 30,8 69,2

е2в 50-60 0,5 52,2 47,4 57,0 43,0

В1е? 60-85 0,1 48,6 51,2 67,9 32,1

В?2 90-110 0,6 55,3 44,1 56,4 43,6

приятные дал развития корневой системы растений физические свойства. В яллпвиалышх горизонтах розкое увеличение тонкодисперсных фракций обусловлено накоплением илллмэризованного материала.

Микроагрегатный состав обнаруживает высокую степень агре-гировапностя гумусового а иллювиальных и слабую степень агре-глрованпоста элювиально-глеевж горизонтов.

Большое в.-;:як;:13 на агрегатное состояние оказывает динами-

ка влажности. Анализ многолетней динамики влажности обнаруживает зимнее накопление влаги в осветленном горизонте (табл.2).

Таблица 2

Динамика влажности в поверхностных горизонтах луговых подбелов по данным метеостанции о. Ленинское за 1963-1976 гг.

Гопичгтт Глубина, Март, Май, Июль, Сентябрь, хщшоипх см ' апрель июнь август октябрь

Средпие и засушливые годы (6 лот) А1 0-15 31,7/52,0 27,3/44,7 25,9/42,4 27,3/44,7

Е§ 15-45 31,2/66,4 26,4/56,2 23,5/50,0 25,9/55,1

Избыточно-влажные годы (8 лет) А1 0-15 35,3/67,9 38,0/62,3 34,6/56,7 35,8/58,7

Ев 15-45 37,2/79,1 29,7/63,2 29,0/61,7 30,3/64,5

Примечание, в числителе - % от веса почвы, в знаменателе - % от ПВ.

Подобное же перераспределение влаги показывают данные А.Н.Степанова (1967) изучавшего влажность почвенной толщи луговых подбелов до 80 см в зимний период.

Известно, что более интенсивное льдовыделение с образованием прослоек льда отмечается в пылеватых грунтах (Ершов,1979)„ Одновременные влагонакопление и промерзание в условиях высокого содержания шшеватой фракции (60-70*) вызывают сильнейшую диспергацию и сортировку почвенной массы элювиально-глеевого горизонта по фракциям гранулометрического состава.

При таянии льдистых горизонтов значительно уменьшается их о.бьем и образуются полигональные межгоризонтные трещины. Последние способствуют локальноцу переувлажнению и являются

одной из причин значительной вариабельности глубины залегания и мощности горизонтов, которая усиливается с увеличением гидро-морфности почвы.

В иллювиальных горизонтах с высоким содержанием глинистого компонента (в основном слюда - смектитового состава) при криогенном обезвоживании почвенной массы происходит усадочное сжатие, морозное растрескивание. В дальнейшем структурные отдельности подвергаются внутриагрогатной сепарации составных компонентов, переориентировке глинистой плазмы. Это приводит к уменьшению внутриагрегатной и увеличению меиагрегатаой пористости.

Агрегатное состояние л микростроение определяют плотность и пористость почвенной массы горизонтов. В целинных вариантах гумусовый горизонт рыхлый (плотность 0,89 г/см3). Характерна разветвленная система мэжагрегатпых пор сообщающихся с макропорами, создающая благоприятный водно-воздушный режим в горизонте. Плотность пахотных горизонтов сравнительно высока и находится на пределе допустимых норм (1,25 г/см3). Порозность уменьшается в основном за счет какропор - порозности аэрации.

В элювиально-глеевом горизонте плотность резко возрастает до 1,45 г/сгР. Сеть пор соответственно упрощается и представлена преимущественно мэяслоевыми ыакропорами. Плотность иллювиальных горизонтов в связи с агреглрованностью уменьшается (1,36 г/см3). Порозпость представлена макропорамл образующим четковидную систему.

При освоении и осушении сеть макропор минеральных горизонтов в середине кендрепного пространства упрощается, а у дрены усложняется. Зто является дополнительным фактором, наряду с мезорельефом, влияющим на неоднородность условий развития

культур.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛУГОВЫХ ПОДБЕЛОВ

Кислотность, емкость поглощения и насыщенность основания-Луговые подбелы по величине актуальной кислотности относятся к слабокислым, а по гидролитической - к сильнокислым (табл.3).

Таблица 3

Физико-химические свойства луговых побделов

Горизонт, глубина, см

Гу- рН

Мус,

а /о

вода.

Гидролитическая кислотность

Обменные основания

Са" Ме"

Ем- Наоы-

кость щен-

пог- ность, лоще- а ния *

мг-экв на 100 г почвы

Луговой подбел целинный

А1 5-15 8,3 5,8 10,0 23,6 6,8 40,4 75

Ее 20-30 1,6 6,0 6,1 10,0 4,8 20,9 71

В1с 50-65 0,9 6,0 5,8 17,6 9,4 32,8 82

В2е 90-110 0,3 6,1 3,7 15,5 8,4 27,6 87

ВС 130-140 0,7 6,2 3,8 16,4 8,9 29,1 87

Луговой подбел освоенный, осушаемый

Ап 0-20 4,7 5,9 6,5 14,6 5,1 32,2 80

АпЕ, 525-35 2,8 5,5 5,9 13,5 4,9 24,4 76

Ее 35-50 1,2 5,6 4,9 12,4 4,9 22,2 78

В1е 60-85 0,9 5,9 4,9 13,3 8,2 26,4 81

В2 е 90-100 0,5 5,9 • 4,8 12,1 7,5 24,4 80

ВС 120-130 0,4 6,0 3,9 12,9 6,7 23,5 83

Показатель гидролитической кислотности тесно связан с содержанием и формами гумуса. В органогенном горизонте он ■имеет максимальное значение, резко падает в осветленном горизонте и продолжает постепенно уменьшаться в иллювиальных.

Высокая гидролитическая кислотность влияет на степень насыщенности основаниями, уменьшая ее в гумусовых горизонтах. Поэтому несмотря ка высокую емкость поглощения и аккумуляцию обменных оснований при сельскохозяйственном использовании луговых подбелов весьма эффективно известкование. Снижение содержания оснований и емкости поглощения в осветленном и увеличение этих показателей в иллювиальных горизонтах показывает общую тенденцию, характерную для текстурно-дифференцированных почв.

В освоенных, осушаемых луговых подбелах уменьшение содержания обменных оснований обусловлено ослаблением степени гуму-сированноста и выносом их с дренажными водами. В элювиально-глеевом горизонте отмечается увеличение емкости поглощения и насыщенности основаниями, связанные с перемещением горизонта вниз и ослаблением элювиалько-глеевого процесса и криоэлюво-генеза в условиях осуиения.

Валовой состав и формы соединений железа. Валовое содер-гание полуторных оксидов в профиле луговых подбелов имеет элювиально-иллювиальное распределение (табл.4). Из поверхностных горизонтов выносятся алюминий и железо, при этом происходит относительное накопление крегаезека. Определение свободных и силикатных форм соединений железа показало, что аккумуляция этого элемента в иллювиальных горизонтах происходят преимущественно за счет силикатных форм. Это подтверждает определенное шкроморфологически перераспределение илистой фракции путем лессива:-:а. Вынос железа происходит также в результате миграции влаги боковым током в понижения мезорельефа. В гумусовых горизонтах биогенно накапливаются кальций, магний и кремнезем.

В ссугт.ежх и освоенных вариантах планировка и припашка уменьшили элювиально-иллювиальную дл'Тдарегщиацию веществ, но

Таблица 4

Валовый химический состав и формы соединений железа в горизонтах профиля луговых подбелов

Горизонт, ЗЮ„ А1-0, Ре„0, СаО МбО ^гЦ

глубина, ^ -3 -3 -—-

по сили- по по см Джек- кат- Там- Бас-

сону ное му комбу

% на прокаленную навеску % на абсолютно сухую

навеску

Луговой подбел целинный

А1 2-10 70,3 15,5 5,4 1,2 1.2 2Д 2,5 1,2 0,30

Ее 20-35 70,0 16,1 5,9 1,0 1Д 2,3 3,2 0,9 0,04

В1в 50-65 66,0 19,7 6,9 1,0 1.2 2,3 4,1 0,8 0,03

В1Б 75-90 66,3 19,3 6,4 1.0 1,4 2,3 3,6 0,8 0,02

В2е 100-125 67,7 17,8 ■ 6,8 1,0 1,4 2,3 4Д 0,9 0,02

ВС 135-145 67,0 18,6 5,6 1.0 1.6 2,3 3,9 1Д 0,03

Луговой подбел освоенный, осушаемый

Ап 0-20 70,1 15,9 6,0 1.3 0.7 2,1 3,2 0,9 0,10

Ее 40-50 69,9 16,0 6,5 0,9 0,9 2,0 4,2 0,5 0,03

В1в 65-75 67,1 18,7 7,0 0,9 0,9 1,9 4,5 0,5 0,04

В2е 90-100 66,2 18,9 6,8 0,9 1Д 2,2 4,7 0,6 0,02

ВС 130-150 66,0 18,8 7,2 1.4 0.7 2,1 4,7 0.7 0,02

в целом она сохраняет черты, характерные для целинных почв.

Под влиянием осушения и использования почв в сельскохозяйственном производстве заметно уменьшается содержание железо-органических и аморфных форм соединений железа в поверхностных горизонтах. Это свидетельствует об изменении окислительно-восстановительного режима и переходу его в другой тип почвенных условий. Соответственно должны измениться и способы обработки этих почв, поскольку в новых условиях южно позволить минимальную обработку почв, защищающую их от эрозии.

Групповой я бракционный состав гумуса. Основными группами гумуса органогенных горизонтов являются бурые гушновые кислоты (ВТК), связанные с полуторными окислами; черные гуминовне кислоты (ЧКГ),- связанные с кальцием; фульвокислоты (ФК), связанные с полуторными окислами и глинистыми минералами; негидро-лизуемый остаток (табл.5). Органическое вещество гумусовых горизонтов луговых подбелов характеризуется фульватно-гугатным составом гумуса. Под влиянием освоения и осушения уменьшилось процентное содержание гумуса и степень гумификации. Направленность гумусообразования изменилась в сторону увеличения группы фульвокислот и негидролязуегого остатка. Зто свидетельствует о весьма слабой окультуренности освоенных почв.

Таблица 5

Качественный состав гумуса логовых подбелов

Горизонт, глубина,

см

/О

Гумяновыа 1С; с лоты

Фульво- Сгк кислоты пфтг

сумма 1а сумма всех Фракций

Не-гидролизу-еглк остаток

Луговой подбел целинный

А1 5-15 4,80 18 16 6 40 4 38 1,06

Ео 20-45 0,93 5 30 2 39 7 44 0,87

В1е 50-65 0,53 0,4 10 2 12 9 32 0,32

Луговой подбел освоенный, осушаемый

Ап 0-20 2,73 8 8 7 22 5 36 0,62

35-50 0,71 2 10 4 16 7 30 0,52

В1р 60-85 0,53 I 6.5 12 8 27 0,45

22 17 56

42 54 61

¡йонтгфикашш фракций гумуса с их микроморфологичесха-формгмя показало, что ВТК имеют хлопьевидное строение, размеры 20-60 мкм, слабо связаны с глинистой плазмой и являются

2

составной частью сложных агрегатов. ЧГК представлены гумонами размером ~ I мкм, их скоплениями и более прочно связаны с глинистыми минералами. Удаление этой части гумуса ведет к усилению оптической анизотропности глинистой плазмы при сохранении ее микроструктуры. Разрушение последней начинается при удалении Ш фракции. Микроформы гумуса И и Ш фракций очень сходны, различие заключается лишь в прочности связи их с минеральной основой. Это служит основанием отнесения обеих фракций к черным гуминовым кислотам.

ЗАКЛЮЧЕНИЙ

Анализ микростроения и вещественного состава луговых подбелов позволил уточнить механизмы дифференциации профиля и закономерности агрегатообразования в генетических горизонтах. Условия почвообразования в пределах озерно-аллювиальных равнин муссонно-мерзлотной океанической фации значительно отличаются от условий развития тяжелых равнинных почв других регионов Союза. Высокая цродуктивность растительных ассоциаций, высокая динамика влажности, пульсация окислительно-восстановительного режима, усиленная криогенезом, ми1фоагрегированность озерно-аллювиальных отложений и богатство их обменными основаниями определяют характер основных почвообразовательных процессов. На фоне в целом благоприятных для роста и развития растительности условий режим влажности оказывает основное лимитирующее влияние. Смягчение колебаний влажности, в значительной степени обуславливаемые биогенными процессами, возможно проведением тепловых мелиораций (лесозащитные насаждения, снегозадержание), улучшением агрегатного состояния и увеличением мощности пахотного горизонта.

,Р НВ О д ц

1. Дуговые подбелы относятся к группе текстурно-дифферен-цированннх поверхностно-глеевых почв, отличающихся от аналогичных почв других регионов страны высокой степенью гумусирован-ности горизонта А1 и дробовидно-ореховатой структурой иллювиального горизонта.

2. Дифференциация профиля луговых подбелов по элхязиально-иллювиальному типу происходит в условиях выхода их из длительпо-гидрошрфного режима, сопровождающегося процессами морозной агрегации иллювиальных горизонтов л яиилшериэащш тонкодасперс-пого материала.

3. Гумусообразование в луговых подбелах достаточно интенсивно, однако увеличению мощности горизонта аккумуляции гумуса препятствует злювиально-глеевый процесс.

4. Наряду с переувлажнением почвы в летний муссошшй период поверхностные горизонты аккумулируют влагу в зимнее время в результате перемещения ее к фронту 'промерзания и вызываю? диспергацию почвенной массы и хриоэлювогенез.

5. Тонкодисперсный материал, перенесенный в среднюю и плз-нюю части профиля в условиях медленного промораживания и отрока влаги теряет признаки натечности и агрегируется; Пра зтсм оп входит в состава агрегатов образованных пз пеприЕнесенхого та-твриала или образует самостоятельные мжроагрогатн.

6. Физические свойства (агрегировапность, порозность, ражим влажпости) резко отличаются по генетическим горизонтам. Они характеризуются оптимальными показателями в гумусовом горизонте, резко ухудшаются в элпвиально-глеевом, а в аллювиальных характеризуются определенной специфичностью (высокая степень

агрегированноети, плотность и водопрочность агрегатов, отток гравитационной влаги).

7. Под влиянием осушительных мелиорацай заметно уменьшилась степень оглеения луговых подбелов. Недостаточность проводимых мер по окультуриванию осушаемых земель обусловила снижение гумусированности и возрастание в составе гумуса дола фуль-вокислот и негидролизуемого остатка;.

8. При осушении закрытым дренажем, с расширением зоны транзита влаги, в непосредственной близости к дрене происходит улучшение агрегатного состояния элшвиально-глеевого горизонта и трансформация кольцевых криогенных фэрм микростроения агрегатов иллювиального горизонта в неупорядоченные.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Гынинова А.Б. Минроморфологическая диагностика почв с двучленным профилем //Тез.УШ научной конференции иэлодых географов Сибири и Дальнего Востока. Иркутск, 1981,- С.64.

2. Гынинова А.Б. Микроморфологические особенности лугово-глеевых дифференцированных почв Среднеамурской низменности // Рациональное использование почв Приамурья. Владивосток, 1983. -С.66-75.

3. Гынинова А.Б. Микромэрфологня структурных отдельноетей лугового подбела // .Тез.докл;' П Всесоюзна конференции по микроморфологии почв. Тарту, 1983.- С.67.

4. Гынинова А.Б. Ыикроморфологическая диагностика форм гумуса луговых подбелов Среднеамурской низменности //Тез.докл. Всесоюзного совещания "Микроморфологическая деструкция органических остатков в биогеоценозе". !.!., 1987. - С.61.

5» Росликова В.И., Матюшкина Л .А., Гцнинова А.Б. Эволюция структурного состояния луговых подбелов при осушительных мелиорация* //Тез.докл. Всесоюзного совещания "Микроморфология и плодородие". М., 1988.- С.18.

6. Гынинова А.Б., Шоба С.А. Микроюрфология и структурное состояние луговых подбелов Приамурья в связи с их осушением // Микроморфология антропогенно измененных почв. М.:Наука, 1988,-С.150-166.

7. Гынинова А.Б., Росликова В.И.» Матюшкина Л.А. Антропогенная эволюция луговых почв Приамурья под влиянием осушительных мелиорашй //Теэ.докл. УШ Всесоюзного съезда почвоведов. Новосибирск, 1989,- С.195.

8. Гынинова А.Б., Росликова В.И. Мищюморфологическая диагностика структурного состояния луговых подбелов центральной части Среднеамурской пизмешюсти // Почвообразовательные процессы в Приамурье. Владивосток, 1990 (в печати).

9. Гшшнова А.Б., Матюшкина Л.А;, Матрошилов Ю.А. Влияние криогенного Фактора на формирование морфологического профиля луговых подбелов Приамурья //Тез.конференции "Почвы Дальнего Востока, теоретические основы повышения их продуктивности, эффективности использования и охраны". Владивосток, 1990 (в печати).