Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эволюция модельной дерново-подзолистой почвы в условиях длительного лизиметрического эксперимента

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Эволюция модельной дерново-подзолистой почвы в условиях длительного лизиметрического эксперимента"

На правах рукописи

ИВАНОВА ТАТЬЯНА ВИКТОРОВНА

ЭВОЛЮЦИЯ МОДЕЛЬНОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ почвы В УСЛОВИЯХ ДЛИТЕЛЬНОГО ЛИЗИМЕТРИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

Специальность 06 01.03 - агропочвоведение, агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2007

003160782

Работа выполнена на кафедре физики и мелиорации почв факультета почвоведения Московского государственного университета им М В Ломоносова

Научный руководитель

кандидат биологических наук, доцент А Б Умарова

Официальные оппоненты

доктор биологических наук Г С Куст

кандидат биологических наук В Ф Уткаева

Ведущая организация

Московская сельскохозяйственная академия им К А Тимирязева

Защита диссертации состоится/<ййй^^^- 2007 г в 15 ч 30 мин в аудитории М-2 на заседании диссертационного совета К 501 001 04 при МГУ им MB Ломоносова по адресу 119992 Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ, факультет почвоведения

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ им MB Ломоносова

Автореферат разослан £f 2007 года

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании диссертационного совета Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах просим направлять по адресу 119992 Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ, факультет почвоведения, Ученый совет

Ученый секретарь диссертационного совета

Л Г Богатырев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы Одним из положений эволюции почв гумидной зоны в автоморфных условиях является формирование различных типов почв с отчетливой дифференциацией по гранулометрическому составу - с обедненной илистой фракцией верхней частью, и, наоборот, обогащенной нижней в результате преобладания нисходящих токов влаги и веществ Процесс формирования таких почв чрезвычайно длительный, изучение их эволюции обычно проводят сравнительно-историческим или сравнительно-географическим методами, т е подбором эволюционного ряда почв (Роде, 1947, Тонконогов и др, 1987, Караваева и др, 2004) Прямых исследований в почвоведении чрезвычайно мало, и, как правило, они касаются различного рода модельных экспериментов (Соколовский, 1952, Педро, 1971, Мельникова и др 1974)

Толчком к возрастанию скорости эволюции почвы может явиться антропогенное воздействие, которое, по мнению ИВ Иванова (2003), может привести к значительному изменению почв вплоть до зональных смен В этом случае скорости процессов могут увеличиваться на порядок При изучении эволюции антропогенно-измененных почв исследователи сталкиваются с проблемой неоднородности почвенного покрова, и с тем, что комбинация факторов, действующих на почву, не остается постоянной, а тоже эволюционирует В О Таргульяном с соавторами (1989) для экспериментального исследования педогенеза, в частности, предлагается планирование и проведение многофазных и многофакторных длительных экспериментов в полностью контролируемых условиях (создание педотронов) Подобный длительный эксперимент ведется с 1961 года на Почвенном стационаре МГУ

Цель работы - исследование эволюции модельной дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы под различными системами мелиоративной обработки в условиях длительного лизиметрического эксперимента. Задачи работы:

1 Изучение динамики гранулометрического состава модельных дерново-подзолистых почв в зависимости от строения почвенного профиля

2 Исследование изменения категорий удельной поверхности почв и отдельных гранулометрических фракций в многолетнем эксперименте

3 Исследование минералогического состава тонких и крупных фракций гранулометрических элементов и их трансформации за 40 лет проведения лизиметрического эксперимента.

4 Изучение особенностей динамики физических и химических свойств почв во взаимосвязи с изменением ее дисперсности микроагрегатного и агрегатного составов, содержания углерода и валового состава почв и тонких фракций

5 Изучение общей направленности изменения физических свойств и ее отражение на гидрологической характеристике почвенного профиля - многолетней динамике лизиметрического стока

Научная новизна связана с тем, что проведенные комплексные исследования изменения свойств твердой фазы почв в прямых натурных экспериментах показали высокую интенсивность ее трансформации на первых этапах после антропогенного вмешательства Впервые получены данные по изменению гранулометрического и минералогического составов почв за 40-летний период, показано, что основной причиной этого явилось перемещение тонких фракций вертикальными потоками влаги Установлено, что на изменение удельной поверхности в дерново-подзолистых почвах в первую очередь оказывает влияние содержание углерода и минералогический состав почв

Практическая значимость работы. Исследована эволюция почв, имитирующих варианты почв, подвергнувшихся глубоким мелиоративным обработкам или различного рода строительным работам, когда на дневной поверхности располагаются нижние иллювиальные горизонты, а верхние гумусовые оказываются погребенными Результаты работы могут быть использованы для прогноза развития антропогенно - нарушенных почв, а также разработки рекомендаций по улучшению качества почв Предложены методические рекомендации по получению многолетней экспериментальной информации в условиях больших лизиметров оптимальной частоте и регулярности проводимых определений Кроме того, полученные результаты имеют важное значение для развития общей теории почвоведения и эволюции почв

Апробация работы Материалы исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ Основные положения диссертационной работы

были представлены на Всероссийских научных конференциях V Докучаевские молодежные чтения (Санкт-Петербург 2002), Всероссийская конференция «Роль почвы в формировании естественных и антропогенных ландшафтов (Казань, 2003), конференция «Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации» (Москва, 2003), IV съезд Докуч общ-ва почвоведов, (Новосибирск, 2004), Всероссийская конференция «Экспериментальная информация в почвоведении, теория, методы получения и пути стандартизации» (Москва, 2005), XII Всероссийская конференция «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчик, 2005), II Международная научно-практическая конференция «Почва как связующее звено функционирования антропогенно-преобразованных экосистем» (Иркутск, 2006), Всероссийская научно-практическая конференция «Почвоведение и агрохимия в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2006)

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов, списка используемой литературы, включающего /^источников, из них иностранных и приложений Работа изложена на /</3 страницах, содержит Р таблиц, /^рисунков

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю к б н А Б Умаровой за предложенную тему, повседневное внимание к работе, ценные советы и консультации Автор благодарен к б н. ИИ Толпешта, кс-хн МП Верба, кбн В В Иванову за помощь в получении фактического материала и его обсуждении, выражает свою признательность д б н, профессору Т А Соколовой за ценные консультации, а также всем сотрудникам кафедры физики и мелиорации почв за постоянную помощь в работе Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Дан обзор литературы по проблеме развития представлений об эволюции почв Развитие эволюционных идей находит свое отражение в работах П С Коссовича (1911), К Д Глинки (1927), С А Захарова (1927), В Р Вильямса (1946), С С Неуструева, А А Роде (1947), В О Таргульяна и И А Соколова (1978), ИП Герасимова (1980), И А Соколова (1986), ИВ Иванова (2003), А Л Александровского, Е И Александровской (2005) и многих других почвоведов

Заключение о характере эволюции почв основывается на использовании материалов, полученных с помощью комплекса методов и широкого применения гипотетических построений, связывающих воедино разрозненные материалы В главе приведены методы изучения эволюции почв и рассмотрены показатели качественной и количественной оценки изменений почв во времени, их лабильных и консервативных свойств (Ковда, 1973, Березин, 1983) Большой интерес исследователей в последние десятилетия привлекает эволюция антропогенно-нарушенных почв На основании результатов многих исследований были выявлены общие закономерности эволюции антропогенно-нарушенных почв, заключающиеся в увеличении темпов почвообразования в результате интенсификации многих частных почвообразовательных процессов, смене почвенных типов (Герасимов, 1986, Муха, 1988, Караваева, 2000)

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1. Дерново-подзолистые почвы больших лизиметров МГУ

Исследования проводились на больших лизиметрах, построенных в 1960 г на почвенном стационаре МГУ по проекту Н А Качинского с целью сравнительного изучения методов окультуривания дерново-подзолистых почв (Качинский, 1970) Лизиметры представляют собой цементные емкости площадью 8 м2 и глубиной 1,75 м, разделенные между собой стенкой в 0,5 м В целях обеспечения дренажа дно лизиметров засыпано гравием, сначала крупным, затем средним и мелким, а над ними лежит десятисантиметровый слой кварцевого песка (Карпачевский, Умарова, 2003) Лизиметры углублены в грунт таким образом, что поверхность почвы лизиметров совпадает с поверхностью окружающей территории В галерее под лизиметрами производится регистрация и сбор объемов фильтрационных вод

Лизиметры заполнены дерново-подзолистой среднесуглинистой почвой, привезенной из Подольского района Московской обл Почва характеризовалась нейтральной реакцией гумусового горизонта и кислой реакцией остальных минеральных горизонтов (табл 1) Распределение гумуса по профилю было типичным для дерново-подзолистых пахотных почв повышенное содержание в гор Апах, резко убывающее по профилю По химическому составу гор Апах и Е были обеднены полуторными окислами и обогащены 8Ю2, остальные компоненты строго единого характера распределения по профилю не обнаруживали

Таблица 1. Фнзическ не и химические свойства исходно» дерн о во- подзол ист oil почвы

Горизонт, (глубина, см) Содержа нне фш. глины ¿<0,01 мм, %* рН* Содер жание гумуса %* Валовой химический состав, % от прокаленной навески

вол нын солевой StO; Fe:0, AS-0; CaO MgO K:0 MnO

Лпах (0-20) 31 7,10 6,95 2,46 75,62 3,24 13,92 1,33 1,14 2,SO 0,11

Е(20-35) 37 5,57 н.о. 0,45 75,91 3,24 14,28 0,79 1,15 2,74 0,08

В1 (35-60) 52 4,91 3,95 0,33 69,31 5,32 18,30 0,79 1,79 2,61 0,09

В2 (60-120) 51 4,79 3,67 0,31 68,68 5,65 18,55 0,85 1,68 2,70 0,08

ВЗ (120-150) 37 4,98 3,79 0,18 68,86 5,50 18J2 1,02 1,67 2,76 0,10

* из архива кафедры физики и мелиорации почв факультет почвоведения МГУ

Заполнение лизиметров почвой проводилось ь соответствии с различными способами мелиоративной обработки (рис. ]). Каждый вариант обработки имеет 4-кратную повторность. Объектом исследования явились варианты, моделирующие глубокий плантаж (вариант )) » мелиоративную вспашку по Мосолову (вариант 2).

Рис.1. Схема строения профили модельных дер но но-подзол петь к почв лизиметров Почленного стационара МГУ: а) вариант 1,6) вариант 2

Сущность метода сверхглубокого плантажа (Ганжа, Бушинский, 1944), заключается в замене пахотного слоя иллювиальным, как более обогащенного питательными веществами и илом, В обязательные рекомендации входит применение системы агротехнических мероприятий: внесение минеральных и органических удобрений, известкование. Сформированный профиль почвы был следующий: В2пах (0-43), В1 (43-65), Е (65-80), Апах,,^ (80-100), В2 (100-120), ВЗ (120-150), В связи с усадкой почвы в 1965 г. была произведена досыпка горизонта В2 на поверхность (по личным записям З.А. Корчагиной), в результате чего произошло смещение горизонтов на некоторую глубину. В настоящее время

5

профиль почвы В2пах (0-52), В1 (52-77), Е (77-92), АпахП0гр (92-112), В2 (112-130), ВЗ (130-150) Приуроченность генетических горизонтов к этим глубинам основывается на данных предыдущих исследований (Орешкина, 1985, Воронин и др , 1996) и настоящим экспериментальным материалом

Мелиоративная вспашка, предложенная Мосоловым (1951), заключается в замене подзолистого горизонта иллювиальным с целью обогащения коллоидными частицами верхних слоев почвы для улучшения условий структурообразования в пахотном слое Профиль 2-го варианта почв следующий Апах (0-20), В1 (20-45), Е (45-60), В2 (60-120), ВЗ (120-150)

Данный лизиметрический эксперимент интересен с позиций изменения строения профиля при формировании профиля разных вариантов участвовали одни и те же генетические горизонты, представлявшие собой в начале опыта средние насыпные образцы гор Апах, Е, В1, В2, ВЗ В почвенных профилях четко определены границы горизонтов и минимизирована латеральная неоднородность почвенных свойств Разница между вариантами заключалась только в последовательности размещения горизонтов в профиле, причем некоторые горизонты оказались в условиях, несвойственных их природному расположению Столь разные по строению профиля почвы расположены на одной лизиметрической станции, находятся в одних климатических и погодных условиях и в течение всего периода функционирования подвергались одинаковым агрохимическим и агрофизическим мероприятиям вспашка, внесение органических и минеральных удобрений в первые годы эксперимента. Условия функционирования модельных почв отличаются от исходной почвы действием дренажа Точное известное время начала опыта и наличие исходных почвенных образцов, помещенных в лизиметры более 40 лет назад, позволили изучить эволюцию свойств твердой фазы почв

2.2. Методы исследования почв Определение физических свойств проводили общепринятыми методами (Вадюнина, Корчагина, 1986) плотность почвы буровым методом, плотность твердой фазы пикнометрически, гранулометрический и микроагрегатный состав методом пипетки по НА Качинскому с кислотно-щелочной диспергацией, структурный анализ - по Н И Саввинову Удельную поверхность почв определяли

методом десорбции паров воды над насыщенными растворами солей (Шеин и др, 2001) в 4-х повторностях и методом низкотемпературной адсорбции азота (ГОСТ 23401-90) на анализаторе удельной поверхности «СОРБТОМЕТР-М» («Катакон», Россия) в 2-3 повторностях Расчет полной удельной, поверхности в обоих случаях вели по уравнению БЭТ (Воронин и др, 1978), для расчета категорий удельной поверхности использовали уравнение Фаррера (Шеин, 2005) Измерения лизиметрического стока велось 1-3 раза в неделю Метеоданные были любезно предоставлены метеорологической обсерваторией МГУ

Для определения минералогического состава почв были выделены гранулометрические фракции по методике НИ Горбунова (Горбунов, 1972) Минералогический состав тонких фракций (илистой и тонкой пыли) определяли методом рентген-дифрактометрии на дифрактометре рентгеновском общего назначения ДРОН-3 Расчет содержания минералов проводили по модифицированной методике Э А Корнблюма (Соколова и др, 2005) Минералогический состав фракций крупнее 0,01 мм определяли оптическим иммерсионным методом с помощью поляризационного микроскопа с предварительным разделением в бромоформе (уд масса 2,89 г/см3) на легкие и тяжелые минералы (Парфенова, Ярилова, 1962) Количественный подсчет минералов проводили в средней пробе из 500 зерен Валовой химический состав почв и илистой фракции определяли с помощью энергодисперсионного рентгенфлуоресцентного анализатора модели TEFA - III и ReSpekt (ORTEC), (Рентгенфлуоресцентный энергодисперсионный метод ,1982) Общее содержание углерода в почве и в тонких фракциях определяли на газоанализаторе АН - 8012

ГЛАВА 3. ДИНАМИКА ДИСПЕРСНОСТИ МОДЕЛЬНЫХ ПОЧВ 3.1. Динамика гранулометрического состава модельных почв Почвы по отечественной классификации классифицируются по гранулометрическому составу верхнего горизонта (Вадюнина, Корчагина, 1986), поэтому модельные почвы в 1961 году различались по механическому составу на две градации по классификации НА Качинского 1-й вариант - легкоглинистая почва, содержание физической глины в верхнем гор В2 составляло 51 %, и 2-ой вариант - среднесуглинистая почва, содержание физической глины в гор Апах -31 % (табл 1) Наиболее обезылинными являлись пахотный и элювиальный

горизонты, их расположение и определило начальную дифференцирован дасть профилей модельных почв по гранулометрическому составу (рис. 2, а в).

Особый интерес представляют тонкие фракции, как компоненты почвы, обладающие наибольшей химической и физико-химической активностью. К настоящему времени произошло снижение содержания Ш1К в верхней 20-см толще профиля ! -го варианта на 1% и некоторое ее накопление в г ор. Апа\„огр, (рис. 2, б). В результате почва перешла но отечественной классификации из легкой глины н тяжелый суглинок. Изменений в распределении фракций в верхнем гор. Апач 2-го варианта не обнаружено. В остальных горизонтах зафиксировано уменьшение количества тонких фракций практически по всему профилю, особенно в гор. В1, расположенном сразу под пахотным и подстилаемом подзолистым горизонтом; в нем содержание ила снизилось с 33 до 23 % (рис, 2, г). Для погребенных горизонтов обоих вариантов характерно накопление илистой фракции.

^ 0% 20% 40% 69* 80% 100% 0% 2К. -10% «1% 80% НЮ&

ШШЖ1

маашнш!

ЖЖЖШ

130

шт.

"Г

п

* -Ч I !

8В ■ I I

по

шт

4 1 ВЕ

=пгз

ШИ. I

31)

11ИИ111111

70

I' I I

90 1)0

130

6) о»

ш зо м 10 ю 100 но

130

РЖШ-Ш1 Г: ' " ■ -Л ■ ■ 'I

1 1 1

»МШЫИШЦа! Л : . 1 .1

/ п

'■ т-1......... '•■■' и

1 | '■'.'■ 1 1

II Г■ ■ 1

1Й:-.-; ;,-, ■■ авл8ишшшяашщ 1

110

130

жШ

Рис, 2. Профильные диаграммы гранулометрического со ста и а модельных почв: а) -Вариант 1,1961 г; б)-Вариант 1,2001 г; в)- Вариант 2,1961 г; г)- Вариант 2,2001 г.

Для понимания сущности происходящих изменений были рассчитаны гранулометрические показатели, предложенные П.Н.Верезиным (1983): Ф5 -содержание, глинистых частиц, диаметром менее 5 мкм (%), к - дисперсность глинистых компонентов, равная тангенсу угла наклона било гар иф м и чес ко и кривой в интервале диаметра от минимально определяемого до 5 мкм и п -

отсортированность песчаных компонентов (табл 2) По градациям П Н Березина произошло классификационное изменение механического состава верхнего гор В2пах варианта 1 по показателю Ф5 с переходом почвы из тяжелосуглинистой в среднесуглинистую Повышенные по сравнению с исходными значения показателя к свидетельствуют о процессе иллювирования глинистых компонентов в погребенный гумусовый горизонт 1-го варианта и об их выносе за пределы профиля 2-го варианта, тк чем выше величина к, тем грубее глинистые компоненты Профильное распределение песчаных компонентов исследуемых вариантов почв осталось относительно равномерным Изменения их значений не выходят за пределы градации, относящейся к слабоотсортированным

Таким образом, за экспериментальный период дифференцированность профилей изучаемых почв по гранулометрическому составу снизилась, вероятно, за счет процессов перемещения тонких коллоидальных частиц из верхних слоев профиля в нижележащие В составе глинистых компонентов верхних горизонтов 1-го варианта и практически всего профиля 2-го варианта увеличивается содержание грубодисперсного материала. Изменения в распределении гранулометрических элементов в горизонтах, расположенных в условиях несвойственных природным, соответствуют зональному типу почвообразования

3.2. Изменение удельной поверхности модельных почв

Изотермы десорбции паров воды исходных образцов почв (рис 3) показали отчетливое различие между иллювиальными и элювиальными горизонтами Для горизонтов В характерна более высокая сорбционная способность, увеличивающаяся в ряду В3 - В1 - В2, причем их изотермы очень близки Изотермы пахотного и подзолистого горизонтов смещены вниз и располагаются близко друг от друга

К настоящему времени в 1-ом варианте произошло увеличение сорбирующей способности почв во всех горизонтах, за исключением гор Апахпогр, изотерма которой теперь располагается ниже погребенного гор Е Наблюдается расхождение кривых десорбции почвенных образцов гор В2 в зависимости от расположения в профиле - меньшей сорбирующей способностью в настоящее время обладают образцы, отобранные из поверхностного слоя, что согласуется с данными по гранулометрическому составу С увеличением глубины отбора, кривые

8

7 -6

5 -4

3 -2 -1 О

-10(Апах)

-30(В1)

-50(Е)

-70(В2)

-120(В2)

-140(ВЗ)

в)

р/ро

Рис 3 Изотермы десорбции паров воды дерново-подзолистой почвы-

а) исходная почва;

б) вариант 1,

в) вариант 2.

о 1

03 05 07 09 изотерм десорбции почвенных образцов данного горизонта располагаются выше, сохраняя свою форму Разница в расположении изотерм десорбции паров воды между иллювиальными и элювиальными горизонтами сохранилась (рис 3 б)

Во 2-ом варианте ниже остальных располагается изотерма гор Апах Кривая десорбции паров воды гор Е сместилась вверх и в настоящее время находится выше слоев иллювиальных гор В1 и ВЗ Гор В1, располагающийся на месте подзолистого на глубине 30 см, снизил сорбционную способность к парам воды и приближается к пахотному горизонту В целом в данном варианте снизилась изначально существовавшая высокая дифференцированность профиля по данному свойству

В профиле исходной почвы полная удельная поверхность по воде не превышала 97 мг/г (табл 2) Наблюдалось увеличение значений с глубиной, при этом подзолистый гор Е обладал наименьшей удельной поверхностью (34 м2/г),

иллювиальные горизонты

наибольшей (78 - 94 м /г) В 1-ом варианте 10

лизиметрических почв произошло возрастание 8П0ЛИ, особенно с глубины 30 см, и некоторое уменьшение в гор Алах,^ Во 2-ом варианте наблюдается ее увеличение в гор Е и нижних иллювиальных горизонтах, что привело к постепенному возрастанию удельной поверхности с глубиной Изменения в нижней части профилей обоих вариантов незначительны

Таблица 2. Удельная поверхность горизонтов модельных дерново-подзолистых почв.

Год отбора варианты Горизонт; Удельная поверхность (мУг), определенная

образцов (глубина отбора по воде по азоту

образцов, см) ^подн ^ВНУТО $внеш

1961 Исходные Апах 62 16 47 5

образцы Е 34 4 30 9

В1 78 26 52 34

В2 97 40 57 26

ВЗ 94 42 53 26

2002 Вариант 1 В2пах(10) 117 44 73 7

В2 (30) 139 48 91 18

В2 (50) 142 48 93 23

В1 (70) 129 39 90 27

Е(90) 58 22 35 31

Апах (100) 48 23 25 11

Апах „„(110) 42 20 22 4

В2 (120) 157 74 83 37

ВЗ (130) 166 72 94 40

ВЗ (140) 116 53 63 31

Вариант 2 АпахОО) 55 5 50 3

В1(30) 89 43 46 13

Щ50) 89 11 78 16

В2(70) 110 45 65 33

В2(90) 150 78 73 44

В2(100) 155 77 78 н о

В2(П0) 163 85 78 47

В2(120) 154 68 86 но

В3(130) 146 88 58 28

В3(140) 108 64 44 н о

По изотермам десорбции паров воды были рассчитаны категории удельной поверхности внутренняя и внешняя поверхности (табл2) В верхней толще 1-го варианта увеличение полной удельной поверхности в первую очередь обусловлено изменением ее внешней составляющей В гор Е произошло значительное возрастание внутренней поверхности В гор Апахпогр на фоне уменьшения 8П0ЛН также наблюдается возрастание ее внутренней составляющей Во 2-ом варианте отмечается сохранность дифференцированности верхней части профиля по 8внуф, что согласуется с изменением гранулометрических показателей, свидетельствующих о равномерности выноса тонких коллоидальных частиц

Одновременно происходит увеличение внешней удельной поверхности в погребенном подзолистом горизонте

Удельные поверхности, определенные адсорбцией азота, оказались значительно ниже поверхностей, определенных по десорбции паров воды, причем минимальные значения наблюдаются в гор Апах Расхождения в величинах удельной поверхности, определенных разными методами связаны с большим размером молекул азота по сравнению с молекулой воды, и, по мнению ряда авторов (Воронин и др , 1978, Микапсп, Мап1у1аЬй, 1988), адсорбцией азота может оцениваться только внешняя поверхность частиц В поверхностном гор В2пах 1-го варианта удельная поверхность, определенная по азоту, стала близкой по значениям к гор Апах, снизившись до 7,4 м2/г, а в нижнем - возросла до 40 мг/г В остальных горизонтах изменения оказались незначительными Второй вариант в настоящее время отличается от первоначального постепенным возрастанием удельной поверхности с глубиной и снижением в самой нижней части профиля

ГЛАВА 4 МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ МОДЕЛЬНЫХ ПОЧВ 4 1. Изменения минералогического состава тонких фракций модельных почв

Глинистые минералы представлены каолинитом, диоктаэдрическим иллитом, вермикулитом и смешанослойным иллит-монтмориллонитом В небочьших количествах присутствуют хлориты и почвенные хлориты Исходная дерново-подзолистая почва была отчетливо дифференцирована по составу глинистого материала верхние горизонты были обеднены лабильными минералами, их содержание увеличивалось вниз по профилю, содержание иллитов снижалось с глубиной В верхних горизонтах присутствовал почвенный хлорит (табл 3)

Профили современных модельных почв характеризуются повышенным по сравнению с исходной содержанием лабильных минералов, особенно в погребенных гор Е и АпахП0гр Увеличение содержания лабильных минералов произошло в результате их перемещения из верхних горизонтов, как наиболее тонкодисперсных Данные по гранулометрическому показателю к подтверждают наличие данного процесса О преобладании разбухающего минерала в составе лабильных силикатов в подзолистом горизонте 1-го варианта свидетельствует увеличение удельной поверхности почвы и ила В погребенном гумусовом горизонте увеличение содержания лабильных силикатов произошло за счет

значительного поступления вермикулитового компонента, что отразилось на снижении удельной поверхности горизонта

Табл. 3. Минералогический состав тонкодисперсных фракций модельных почв

Горизонт (глубина отбора образцов, см) фракция Содержание минералов

Иллит диокгаэдрический } + 1 1 Лабильные силикаты (в + им)* Почвенный хлорит Хлорит | Смешаннослойный I [ иллит- моктмориллонет с тенденцией к упорядоченности Ё 1 ж £ а. и Ш Кварц Полевые шпаты

% от суммы Полуколичественная оценка**

Исходная почва

Апах (0-20) < 1 мкм 41 53 6 (в) + 9 + ++ + 9

1-5 мкм 42 40 18 (в) ? + + ++ +++ +

Е (20-35) < 1 мкм 43 36 21 (в) + + + ++ +

1 -5 мкм 39 41 20(в) ? + + ++ +++ +

В1 (35-60) < 1 мкм 35 27 38 (им) - 9 -н- + + -

1-5 мкм 44 31 25 (им) - + ++ + +++ +

В2 (60-120) < 1 мкм 34 27 39 (им) - - ++ + + -

1-5 мкм 41 28 31 (им) - + ++ + +++ +

ВЗ (120-150) < 1 мкм 39 27 34 (в) - 9 + ++ + -

1-5 мкм 46 28 26 (в) - + + ++ +++ +

Вариант глубокого плантажа

В2 (10) < 1 мкм 32 25 43 (им) - - ++ + + -

1-5 мкм 39 25 36 (им) - + ++ + +++ +

В2 (50) < 1 мкм 33 28 39 (им) - 9 ++ + + -

1-5 мкм 37 31 32 (им) - + ++ + +++ +

Е(80) < 1 мкм 36 36 28 (им) 9 9 + ■И- + +

1-5 мкм 38 37 25 (им) 9 + ++ + +++ +

Апахюф (110) < 1 мкм 37 44 19 (в) + + + ++ + -

1-5 мкм 42 38 20 (в) 9 + + ++ +++ +

В2 (120) < 1 мкм 32 24 44 (им) - 9 + + + -

1-5 мкм 45 26 29 (им) - + ++ + +++ +

ВЗ (140) < 1 мкм 32 25 43 (им) - + + + + -

1-5 мкм 38 30 32 (им) - + ++ + +++ +

Вариант вспашки по Мосолову

Апах (10) < 1 мкм 45 42 13 (в) 9 + + ++ + -

1-5 мкм 42 35 23 (в) 9 + + ++ +++ +

В1 (30) < 1 мкм 34 28 38 (им) - 9 + + + -

1-5 мкм 43 29 28(в+им) - + + + +++ +

Е(50) < 1 мкм 37 32 31 (в) 9 9 9 ++ + -

1-5 мкм 46 34 20 (в) 9 + + ++ +++ +

В2 (110) < 1 мкм 35 32 33 (им) - 9 + ++ + -

1-5 мкм 47 30 23(в+им) + + + +++ +

ВЗ (140) < 1 мкм 36 25 39(им) - 9 + -н- + +

1-5 мкм 42 34 24 (им) - + ++ + +++ +

* - в скобках указан преобладающий тип лабильных силикатов (в) - вермикулит, (им) -смешанослойный иллит-монтмориллонит

** - минерал отсутствует, + содержание минерала низкое, ++ содержание минерала среднее, +++ содержат« минерала высокое; 7 - присутствие минерала возможно, но однозначно не диагностируется

В пахотном и подзолистом горизонтах 2-го варианта увеличилась доля лабильных силикатов с преобладанием в них вермикулитового компонента В иллювиальных горизонтах количественных изменений не наблюдалось, но по данным ретгендифрактограмм в составе лабильных силикатов в настоящее время преобладают смешанослойные структуры типа иллит-монтмориллонита

Основные закономерности профильного распределения отдельных групп глинистых минералов, установленных для фракции ила, свойственны также мелкопылеватой фракции Основным отличием является более равномерное распределение по профилю хорошо окристаллизованных иллитов, а также наличие в генетических горизонтах собственно хлоритов и высокое содержание тонкодисперсного кварца В модельных почвах изменения минералогического состава мелкопылеватой фракции аналогичны изменениям илистой фракции

Основные изменения глинистого материала в модельных дерново-подзолистых почвах происходят в результате перемещения минералов в суспензиях Перенос глинистого материала осуществляется с дифференциацией по минералогическому составу с преимущественным выносом разбухающих минералов, как самых тонкодисперсных и гидрофильных

4 2. Изменения минералогического состава крупных фракций модельных почв

Основными минералами крупных фракций являются кварц и полевые шпаты Кварц представлен прозрачными и полупрозрачными зернами разной степени окатанности, среди которых преобладают зерна с сильно корродированными поверхностями, многочисленными черными точками и царапинами, в верхней части профиля встречаются зерна с гумусовыми пленками Полевые шпаты представлены кислыми плагиоклазами - альбитами и олигоклазами и калиевыми полевыми шпатами - микроклином и ортоклазом Кроме основных компонентов минералов легкой фракции в некоторых горизонтах встречаются минералы группы слюд (биотит и мусковит) Для верхних горизонтов характерно накопление фитолитов во фракциях меньше 0,1 мм

Во фракциях крупнее 0,25 мм заметных изменений в минералогическом составе не обнаружено Во фракции 0,25-0,1 мм обоих вариантов почв наблюдается увеличение отмытого от пленок кварца, за счет чего возрастает доля кварца с корродированной поверхностью (рис 4)

а)

биотит

Рис. 5, iерни биотита f обезжелгзненныии краями

Рис, 4. Зерна кварца, покрытые пленками (а): корродированные itpiia кварца (б)

Причем в современных гумусовых (поверхностном и погребенном) горизонтах исчезли исходные гумусовые пленки, а в иллювиальных горизонтах исходные глинисто-железистые.

Исключение составляет гор. 131 2-го варианта, в котором сохраняются зерна, покрытые пленками, но степень отмытости от пленок снизилась с 50 % до 17 %. В данном горизонте к составе легкой фракции обнаружены минералы группы слюд, в составе которых у зерен биотита наблюдается обезжедезнение краевых зон (рис.5).

Фракция 0,1- 0,05 мм исходных обратной по ¿равнению с более крупной размерностью отличалась увеличением доли иоле пых пшатов и появлением слюдистых минералов. В модельных почвах происходиi заметное снижение содержания слюд, обусловленное* их малой устойчивостью, и увеличение количества отмытого от пленок зерен минералов. Причем в их составе заметно увеличилось содержание полевых шпатов и корродированных зерен практически но всех горизонтах. Гор, В, отличавшийся максимальным содержанием полевых шпатов и заметным содержанием слюд в исходной почве, в настоящее время характеризуется их наибольшим разрушением и переходом в более мелкие фракции вследствие меньшей устойчивости. Количество полевых шпатов в нем снизилось с 36.1 % до 11,2%.

Фракция 0,05-0,01 мм отличалась отсутствием или низким содержанием корродированных зерен кварца. В составе полевых шпатов is ней преобладали зерна с чистыми поверхностями. Почти но всех горизонтах во фракции крупной пыли отмечается снижение доли слюдистых минералов. Исключение составил гор,

15

В2пах, где наблюдается их относительное увеличение, что, вероятно, связано с неоднородностью исходного материала, заложенного в данный опыт С другой стороны, здесь наблюдается уменьшение размера и одновременно увеличение общего содержания полевых шпатов в результате дробления в пределах этой фракции, появление бурых пленок на зернах кварца.

Таким образом, изучение минералогического состава песка и крупной пыли в модельных почвах позволило зафиксировать процесс снятия исходных пленок с поверхности минералов более крупных фракций и процессы разрушения неустойчивых или исходно корродированных зерен минералов, унаследованных от исходного материала горизонтов

ГЛАВА 5. ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ПОЧВ 5.1. Валовой состав модельных почв и его изменение.

Валовой химический состав исходной дерново-подзолистой суглинистой почвы имел однотипный характер верхние горизонты обеднены полуторными окислами и обогащены кремнеземом (табл 4) Все остальные компоненты, в сумме редко превышающие 5-6 % от общей минеральной массы, строго единого характера распределения по профилю не обнаруживали

В настоящее время в погребенном гумусовом горизонте содержание Ре203 и А1203 значительно увеличилось как в почве, так и в илистой фракции, вследствие подстилания слоя более тяжелым по гранулометрическому составу гор В2, экранирующим и задерживающим вертикальный отток почвенных растворов Перенос железа происходит, главным образом, в силикатной форме в виде илистых суспензий В условиях отлично действующего дренажа передвижение растворов и суспензий возможно по крупным трещинам, ходам корней и крупным порам (Корсунов, Ведрова, 1996)

Изменения в распределении Ре203 в варианте 2 также связано с перемещением тонких фракций по профилю В гор Е происходит увеличение содержания железа как в почве, так и в илистой фракции Кроме того, данные по минералогическому составу тяжелых железосодержащих минералов в крупнопылеватой фракции, являющейся преобладающей в гранулометрическом составе, соответствуют изменению содержания железа. В профильном распределении А1203 наблюдается схожий характер с распределением Ре203

16

Горизонт (глубина отбора образцов, см) % на прокаленное вещество Молекулярные отношения

А1203 Ре203 Р2О5 СаО М£0 КгО МпО р]о МЬ | АЬОз 1 Ре,0,

Исходная почва

Апах 80,30 9,96 2,73 0,13 1,10 0,80 2,55 0,12 11,65 13,69 78,15

Е 80,72 9,84 3,02 0,09 0,70 0,61 2,63 0,09 11,64 13,92 71,11

В1 73,08 13,71 5,08 0,07 0,72 0,93 2,73 0,07 7,32 9,05 38,26

В2 70,43 14,85 5,19 0,03 0,72 1,11 2,59 0,07 6,58 8,05 36,09

ВЗ 74,! 7 13,36 4,93 0,02 0,93 0,66 3,07 0,09 7,62 9,42 39,97

Вариант глубокого плантажа

В2пах(10) 70,83 14,87 4,99 0,17 1,20 0,98 2,59 0,08 6,66 8,90 37,77

В2 (30) 70,56 16,61 5,44 0,04 0,91 1,11 2,72 0,09 5,96 7,21 34,48

В2 (50) 71,89 14,98 5,33 0,08 0,83 1,02 2,75 0,09 6,63 8,14 35,83

В1 (70) 74,71 13,05 4,20 0,02 0,71 1,18 2,81 0,09 8,06 9,72 47,33

Е (90) 78,55 10,59 2,99 0,10 0,82 0,84 2,63 0,18 10,67 12,59 69,87

Апах П0Гр (110) 68,27 15,39 5,32 0,03 0,93 1,19 2,68 0,09 6,17 7,53 34,14

В2 (120) 73,94 14,61 4,38 0,07 0,78 0,76 2,32 0,06 7,21 8,59 44,85

ВЗ (140) 75,40 13,85 4,39 0,05 0,81 0,60 2,52 0,09 7,69 9,24 45,69

Вариант вспашки по Мосолову

Апах (10) 77,47 10,66 3,21 0,10 1,25 0,83 2,74 0,16 10,35 12,34 64,23

В1 (30) 75,39 12,62 4,33 0,05 0,85 0,93 2,81 0,09 8,32 10,14 46,26

Е (50) 74,60 12,89 4,43 0,04 0,75 1,11 2,81 0,07 8,05 9,82 44,74

В2 (70) 74,54 12,83 4,37 0,06 0,76 1,05 2,65 0,08 8,10 9,86 45,41

В2 (90) 70,01 15,60 5,30 0,04 0,81 1,19 2,68 0,08 6,26 7,62 35,11

В2 (110) 69,54 15,79 5,31 0,07 0,81 0,88 2,58 0,08 6,15 7,47 34,81

ВЗ (140) 72,64 15,15 4,35 0,09 0,75 1,14 2,36 0,07 6,88 8,14 44,42

Небольшое различие состоит в том, что оксиды алюминия накапливаются не локально, как оксиды железа, а практически по всему профилю В минералогическом составе крупных фракций, представленном легкими минералами (кварц и полевые шпаты), наблюдается увеличение доли полевых шпатов практически во всех генетических горизонтах

Распределение валового содержания 8Ю2 по профилю варианта 1 изменилось в соответствии с изменением содержания полуторных оксидов Рассчитанные молекулярные отношения 8Ю2 ЯгОз, БЮг А1203, БЮг Ре203 сохранили свое распределение по профилю, за исключением тех горизонтов, где наибольшим образом изменилось содержание полуторных оксидов Распределение ЭЮг ЯгОз повторяет распределение БЮг А1203 Очевидно, основной вклад в картину распределения полуторных окислов вносит алюминий В валовом составе

илистой фракции наблюдающиеся изменения молекулярных отношений ЯЮг РегОз по сравнению с исходной почвой позволяют предполагать, что состав ила в настоящем профиле является относительно однородным и, следовательно, в основе дифференциации профилей лежат процессы лессиважа.

Изменения в содержании щелочных и щелочноземельных элементов в профиле модельных почв имели различный характер Распределение К20 было весьма равномерным в исследуемых почвах, в 1-ом варианте его содержание несколько увеличилось, а во 2-ом - снизилось, за исключением гор ВЗ обоих вариантов СаО накопился с поверхности, очевидно, в первую очередь, за счет известкования в 1967 г

В распределении валового содержания Р2О5 в почвах прослеживаются некоторые закономерности Известно, что значительная, а нередко и преобладающая часть фосфора в почвах представлена органическими соединениями На их долю может приходиться до 70 - 80 % всех запасов фосфора (Орлов и др, 2005) Наряду со значительным увеличением содержания органического вещества в гор В2пах 1 варианта возросла концентрациия Р2О5 с 0,03 % до 0,17 % В остальных горизонтах его концентрация несущественно отличается от первоначальной, за исключением гор АпахПОгр, в котором она снизилась более чем вдвое, как и количество углерода. В варианте 2 с изначально дифференцированной верхней частью профиля происходит накопление Р2О5 в гор В1 и снижение в погребенном гор Е

5.2. Изменение содержания углерода. Первоначальное распределение углерода характеризовалось максимумом в гумусовом горизонте и минимумом в гор ВЗ, что и определило исходную дифференциацию профилей по содержанию этого элемента (рис 6) Уже в первые годы исследования наблюдалась положительная динамика углерода во всех горизонтах обоих вариантов, и особенно в гор В2пах 1-го варианта, где его содержание достигает значений, характерных для гумусовых горизонтов дерново-подзолисгых почв, тем самым, образуя еще один максимум содержания элемента

Столь быстрое увеличение содержания углерода связано с внесением органических удобрений в первые годы исследования В дальнейшем происходило накопление углерода в пахотных и подпахотных горизонтах обоих вариантов В

погребенном пахотном горизонте общее содержание углерода значительно снизилось, но максимум на этой глубине сохранился

ВАРИАНТ 1

ВАРИАНТ 2

1 2 3

-1961 -2002

Рис 6. Профильное распределение содержания углерода в вариантах исследования а) общее содержание в почве, б) содержание в илистой фракции, в) содержание во фракции мелкой пыли

Характер распределения углерода в илистой и мелкопылеватой фракциях схож с таковым в почве, хотя имеются и некоторые особенности В илистой фракции варианта 1-го варианта также произошло снижение содержания углерода практически по всему профилю, за исключением верхней 10-см толщи и погребенного пахотного горизонта, в которых наблюдается незначительное

увеличение содержания элемента. Во фракции мелкой пыли фиксируется возрастание концентрации углерода в верхнем 10-см слое более чем в 2 раза

Во 2-ом варианте в начале эксперимента наблюдалась значительная дифференцированность по углероду только в илистой фракции В настоящее время произошла нивелировка распределения элемента, произошел вынос углерода илистой фракции за пределы пахотного горизонта. Профильное распределение органического вещества во фракции тонкой пыли 2-го варианта показало постепенное снижение концентраций углерода вниз по профилю Существенных изменений в распределении углерода данной фракции не выявлено

Отметим, что резкое увеличение содержания углерода после внесения органических удобрений (торфа), под влиянием растительного покрова в пахотном и подпахотном горизонтах исследуемых вариантов почв и вынос из них тонких фракций привели к снижению удельной поверхности Аналогичные результаты были получены рядом исследователей (Воронин, Витязев, 1971, Бондарев, Кумпан, 1979, Кауричев и др, 1983, Ыккапеп, МаШуШШ, 1988, Ушакова, 1990)

ГЛАВА 6. ДИНАМИКА СТРУКТУРЫ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ

Длительность эксперимента и проведение агромелиоративных мероприятий повлияло на микроагрегатный состав и заметно изменило распределение структурных элементов в профиле исследуемых вариантов Оба варианта почв в настоящее время характеризуются большим выходом илистой фракции в микроагрегатном анализе при общем снижении этой фракции, полученной гранулометрическим анализом, что свидетельствует о меньшем количестве ила, участвующего в микроагрегировании почв В настоящее время в обоих вариантах исследования наблюдается тенденция к увеличению количества микроагрегатов более крупных размеров

Анализ структурного состояния поверхностных горизонтов исследуемых вариантов на макроуровне показал, что агрегатный состав является весьма динамичным свойством почвы, изменчивым под действием различных факторов В 1961 году при загрузке почвы в лизиметры в обоих вариантах преобладала фракция агрономически ценных агрегатов, особенно в гор В2пах варианта 1 (рис 7 а)

Остальные фракции агрегатов были представлены в 1-ом варианте глыбистыми частицами, а во 2-ом варианте - мелкими агрегатами Внесение

органических и минеральных удобрений, ресулярная вспашка до 1977 г., поддерживало структурное состояние пахотных горизонтов на высоком культурном уровне (Шеин и др., 2000). В дальнейшем, после прекращения регулярных агротехнических и

агрохимических мероприятий наблюдается тенденция к увеличению глыбисгостя

агрегатов, особенно в гор. В2пах 1-го вариан та.

В о до прочность агрегатов

пахотных горизонтов обоих вариантов на протяжении всего эксперимента была невысокой и оценивалась в большинстве случаен как удовлетворительная, хотя в варианте 1 количество водопрочных агрегатов всегда было несколько выше, чем в варианте 2.

Таким образом, агрегатный состав в исследуемых вариантах менялся в связи с внесением органических и минеральных удобрений и ведением севооборотов. Морфологически верхние горизонты представленных вариантов продолжают оставаться весьма различными по окраске и структуре. Гор. Апах, расположенный а соответствии с генетической принадлежностью, имеет темно-серую окраску, комковато-зернистую структуру, является рыхлым. Поверхностный слой гор. В2пах отличается бурой окраской, глыбистой структурой, он плотный, в засушливый период па его поверхности образуются греши л ы-

Г ЛАВА 7. ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ИПОРОЗНОСТН МОДЕЛЬНЫХ НОЧИ

В первые годы исследования значения плотности почв были низкими, несмотря на то, что почва послойно смачивалась при заполнении лизиметров. Наименее плотным был погребенный гумусовый горизонт, его плотность составляла в 1965 г. 1,14 г/см3. Наиболее плотными являлись иллювиальные горизонты, втом числе И горизонт, расположенный на поверхности. Определения

60« 40«

0% 100% 80« 60% 40% 20«

¡О «0.25 . ]иВ0.26-*>| ' I >10 »0,25

Гр

_к и т] Ь 0

п я

1961 1965 1967 1969 1974 1977 19В0 1933 1993 2001

Рис.7. Динамика агрегатного состава пахотных горизонтов молельных почв: а) вариант I; 6) вариант 2. содержание водопрочные агрегатов,(1>0,25 мм

плотности почв, проводимые с периодичностью 5-10 лет, показали, что плотность почвы постепенно возрастала и особенно с глубиной, что связано с усадкой почвы под действием вышележащих слоев Наибольшее увеличение плотности произошло в погребенном гумусовом горизонте с 1,14 до 1,58 г/см3 Он уплотнился до значений, свойственных иллювиальным горизонтам Плотность верхних горизонтов широко варьировала в различные годы исследований, снижаясь в периоды внесения органических удобрений до 1,03 г/см3 в 1-ом варианте и 0,85 г/см3 во 2-ом варианте и увеличиваясь до исходных величин после снятия агромелиоративной нагрузки

Анализ динамики плотности твердой фазы почв показал, что распределение этой величины по профилю варианта глубокого плантажа имеет схожий характер с распределением плотности почвы На протяжении 20 лет эксперимента плотность твердой фазы генетических горизонтов оставалась практически неизменной и только к 1995-2001 годам она несколько увеличилась по всему профилю Увеличение плотности твердой фазы связано с накоплением минералов, имеющих высокую твердость

Изменение плотности почв исследуемых вариантов существенно изменило и их порозность В результате уплотнения почвы произошло соответствующее снижение их общей порозности с 62 -67 % до 45 -55 % в верхних горизонтах модельных почв.

ГЛАВА 8. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЛИЗИМЕТРИЧЕСКОГО СТОКА

МОДЕЛЬНЫХ ПОЧВ

Изучение фильтрационных свойств лизиметрических почв, показало, что скорость вертикального стока находится в прямой связи с особенностями строения почвенного профиля и структурного состояния слагающих его горизонтов Особое значение имеет верхний горизонт, формирующий внутрипочвенный сток

Всего за 2002 г выпало более 500 мм осадков, общий сток в варианте 1 составил около 300 мм и во 2 варианте 200 мм (рис 8) Высокая фильтрация 1-го варианта связана с особенностями строения иллювиального горизонта, расположенного на поверхности Присущие этому горизонту трещиноватость и глыбистость позволяют пропускать воду гораздо быстрее в засушливые периоды Разница между вариантами в объемах лизиметрического стока подтверждается

многолетним экспериментальным материалом В начале опыта почвы лизиметров представляли собой насыпные варианты, была нарушена влагопроводящая структура межагрегатного порового пространства

Рис 8 Кумулятивная кривая осадков и лизиметрического стока в модельных почвах в 2002 г.

осадки, сток, мм

Рис. 9. Динамика осадков и разница лизиметрического стока между вариантом 1 и 2 в годы лизиметрического эксперимента

Для восстановления структуры порового пространства потребовалось некоторое время, и равновесный с метеорологическими условиями сток сложился к 1971-1973 гг, когда почвенные горизонты приобрели черты сложения, свойственные новым условиям На протяжении всех лет эксперимента 1-ый вариант имел большие значения стока Высокая удельная поверхность, значительное содержание илистой фракции, быстрое возрастание органического вещества после внесения удобрений, семипольный севооборот - все это способствовало тому, что в 1 варианте сложился хорошо оструктуренный более водоустойчивый гор В2пах В данном варианте лизиметрический сток был

сформирован в первый же год опыта, в отличие от 2 варианта, в котором лизиметрический сток сложился лишь к третьему году эксперимента

Разница между первым и вторым вариантом всегда положительная (рис 9), однако происходит постепенное сближение фильтрационной способности почв, связанное с постепенным снижением дифференцированности почв по исследованным свойствам, увеличением глыбистости верхних горизонтов в обоих вариантах

ВЫВОДЫ

Комплексные исследования трансформации наиболее стабильных характеристик твердой фазы модельных дерново-подзолистых почв подвергнувшихся значительному антропогенному влиянию, заключающемуся в изменении строения почвенного профиля, показали фиксируемые изменения свойств почв через 40 лет после начала лизиметрического эксперимента

1) При размещении нижнего иллювиального горизонта В2 мощностью более 40 см на дневной поверхности произошло значительное обеднение его верхней 20 см толщи илистой фракцией на 7 % Это привело к переходу почвы в другую классификационную категорию по гранулометрическому составу В случае расположения гумусового гор Апах на глубине 90-110 см наблюдается увеличение содержания тонких фракций и увеличение разнообразия гранулометрических элементов, связанное с поступлением минеральных илистых частиц из вышележащих горизонтов При размещении гор Апах в соответствии с природным расположением на дневной поверхности не наблюдается заметных изменений в распределении гранулометрических фракций и величинах удельной поверхности

2) В процессе длительного эксперимента произошло возрастание полной удельной поверхности в минеральных горизонтах почв, в гумусовых горизонтах удельная поверхность несколько сократилась Поверхность, определенная адсорбцией азота, оказалась в прямой зависимости с содержанием илистой фракции и обратной с содержанием органического вещества в почве

3) Изменение минералогического состава тонких фракций почв обусловлено процессами перемещения лабильных минералов Изучение минералогического состава крупных фракций выявило, что в модельных почвах протекает процесс, приводящий к снятию пленок с поверхности минералов более крупных фракций и

процессы разрушения неустойчивых и частично разрушенных, корродированных зерен минералов, унаследованных от исходного материала

4) Исследование валового состава и содержания углерода в почвенных образцах и илистой фракции указывает на перемещение железа и углерода в составе тонких фракций - лессиважа

5) Общая направленность изменения физических свойств выражена в укрупнении микро- и макроагрегатов, уплотнении почвенных горизонтов, увеличение трещиноватости верхних слоев Вертикальный сток, характеризующий специфику порового пространства почвенного профиля, показал постепенное увеличение стока в обоих вариантах и сближение абсолютных величии в многолетнем аспекте

Публикации по теме диссертации

1) Иванова Т В Изменение некоторых физических свойств дерново-подзолистых почв в условиях многолетнего лизиметрического опыта // Тезисы докладов V Докучаевских моюдежных чтений «Сохранение почвенного разнообразия в естественных ландшафтах», Санкт-Петербург, 2002, С 125-126

2) Умарова А Б , Кирдяшкин П И, Иванова Т В Особенности вертикального переноса влаги в дерново-подзолистых и серых лесных почвах // Всероссийская конференция «Роль почвы в формировании естесгвенных и антропогенных ландшафтов», Казань, Изд-во «Фэн», 2003, С 89-92

3) Умарова А Б ,Иванова Т В, Кирдяшкин П И Динамика физических свойств на разных уровнях исследования почв в длительном (1961 - 2001) лизиметрическом эксперименте // Труды всероссийской конференции «Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации» 22-25 декабря 2003 г, Москва 2003, С 132-134

4) Умарова А Б , Шеин Е В , Кирдяшкин П И, Иванова Т В Фактор времени в изучении почвенных свойств и процессов прямые лизиметрические исследования // Материалы IV съезда Докуч общ-ва почвоведов, Новосибирск, 2004, Наука-Центр, книга 1 2004,С 217

5) Умарова А Б , Банников М В , Бутылкина М А, Кирдяшкин П И, Иванова ТВ Специфические особенности биосферной функции почвенного покрова, как

природной среды переноса веществ // Биосферные функции почвенного покрова. Тезисы докладов конференции 15-17 февраля 2005 г Пущино, 2005 С 95

6) Умарова А Б Иванова Т В Динамика дисперсности антропогенно-измененных почв И Структура и динамика молекулярных систем Тезисы докладов XII всероссийской конференции 27 июня - 2 июля 2005 г Йошкар-Ола, Изд-во МарГТУ 2005 С 219

7) Умарова А Б Иванова Т В Динамика дисперсности антропогенно-измененных почв // Структура и динамика молекулярных систем Сб статей Вып XII Изд-во МарГТУ, 2005 Часть 1 С 259-264

8) Иванова Т В, Умарова А Б, Самойлов О А, Егоров Ю В, Бекецкая Т В Сбор экспериментальной информации в многолетнем лизиметрическом эксперименте // Труды Всероссийской конференции «Экспериментальная информация в почвоведении теория, методы получения и пути стандартизации» МГУ, 2005 Изд-во Россельхозакадемии С 3-5

9) Умарова А Б, Иванова Т В, Кирдяшкин П И Исследования преимущественных потоков влаги в почвах методом лизиметров // Современные проблемы повышения плодородия почв и защиты их от деградации Материалы международной научно-практической конференции и III съезда Белорусского общества почвоведов 27-29 июня 2006 г Минск, 2006, С 254-256

10) Умарова А Б, Иванова Т И, Кирдяшкин П И Гравитационный поток влаги и его роль в эволюции почв прямые лизиметрические исследования // Вестник ОГУ, 2006, №6, т 2, С 103-110

11) Иванова ТВ Изменение свойств твердой фазы дерново-подзолистых почв в многолетнем лизиметрическом эксперименте // Материалы Всероссийской научной конференции «Почвоведение и агрохимия в 21 веке», С 192-193

12) Умарова А Б , Иванова Т В Эволюция дерново-подзолистых антропогенно-измененных почв II Материалы II Международной научно-практической конференции, посвященной 75 - летию кафедры почвоведения Иркутского государственного университета (4-7 сентября 2006г) «Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем» -Иркутск Изд-во Иркутского гос Ун-та, 2006, С 129-130

Подписано в печать 10 09 2007 г Исполнено 11 09 2007 г Печать трафаретная

Заказ № 686 Тираж 100 экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш, 36 (495) 975-78-56 www autoreferat ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Иванова, Татьяна Викторовна

Введение.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

ЭВОЛЮЦИИ ПОЧВ.

1.1. Основные понятия и представление эволюции почв.

1.2. Методы изучения эволюции почв.

1.3. Эволюция текстурно-дифференцированных почв и скорости их формирования.

1.4. Эволюция антропогенно - нарушенных почв.

1.5. Лизиметрический метод исследования почв.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Дерново-подзолистые почвы больших лизиметров МГУ.

2.2. Методы исследования почв.

ГЛАВА 3. ДИНАМИКА ДИСПЕРСНОСТИ

МОДЕЛЬНЫХ ПОЧВ.

3.1. Динамика гранулометрического состава модельных почв.

3.2. Изменение удельной поверхности модельных почв.

ГЛАВА 4. МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ

МОДЕЛЬНЫХ ПОЧВ.

4.1. Изменения минералогического состава тонких фракций модельных почв.

4.2. Изменения минералогического состава крупных фракций модельных почв.

ГЛАВА 5. ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ПОЧВ.

5.1. Валовой состав модельных почв и его изменение.

5.2. Изменение содержания углерода.

ГЛАВА 6. ДИНАМИКА СТРУКТУРЫ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ

ПОЧВ.

ГЛАВА 7. ИЗМЕНЕНИЯ ПЛОТНОСТИ И ПОРОЗНОСТИ

МОДЕЛЬНЫХ ПОЧВ.

ГЛАВА 8. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ

ЛИЗИМЕТРИЧЕСКОГО СТОКА МОДЕЛЬНЫХ ПОЧВ.

Выводы.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Эволюция модельной дерново-подзолистой почвы в условиях длительного лизиметрического эксперимента"

Актуальность работы. Одним из положений эволюции почв гумидной зоны в автоморфных условиях является формирование различных типов почв с отчетливой дифференциацией по гранулометрическому составу - с обедненной илистой фракцией верхней частью, и, наоборот, обогащенной нижней в результате преобладания нисходящих токов влаги и веществ. Процесс формирования таких почв чрезвычайно длительный, изучение их эволюции обычно проводят сравнительно-историческим или сравнительно-географическим методами, т.е. подбором эволюционного ряда почв (Роде, 1947; Тонконогов и др, 1987; Караваева и др., 2004). Прямых исследований в почвоведении чрезвычайно мало, и, как правило, они касаются различного рода модельных экспериментов (Педро, 1971; Мельникова и др., 1974).

Толчком к возрастанию скорости эволюции почвы может явиться антропогенное воздействие, которое, по мнению И.В. Иванова (2003), может привести к значительному изменению почв вплоть до зональных смен. В этом случае скорости процессов могут увеличиваться на порядок. При изучении эволюции антропогенно-измененных почв исследователи сталкиваются с проблемой неоднородности почвенного покрова, и с тем, что комбинация факторов, действующих на почву, не остается постоянной, а тоже эволюционирует. В.О. Таргульяном с соавторами (1989) для экспериментального исследования педогенеза, в частности, предлагается планирование и проведение многофазных и многофакторных длительных экспериментов в полностью контролируемых условиях (создание педотронов). Подобный длительный эксперимент ведется с 1961 года на Почвенном стационаре МГУ.

Цель работы - исследование эволюции модельной дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы под различными системами мелиоративной обработки в условиях длительного лизиметрического эксперимента.

Задачи работы:

1. Изучение динамики гранулометрического состава модельных дерново-подзолистых почв в зависимости от строения почвенного профиля.

2. Исследование изменения категорий удельной поверхности почв и отдельных гранулометрических фракций в многолетнем эксперименте.

3. Исследование минералогического состава тонких и крупных фракций гранулометрических элементов и их трансформации за 40 лет проведения лизиметрического эксперимента.

4. Изучение особенностей динамики физических и химических свойств почв во взаимосвязи с изменением ее дисперсности: микроагрегатного и агрегатного составов, содержания углерода и валового состава почв и тонких фракций.

5. Изучение общей направленности изменения физических свойств и ее отражение на гидрологической характеристике почвенного профиля - многолетней динамике лизиметрического стока.

Научная новизна связана с тем, что проведенные комплексные исследования изменения свойств твердой фазы почв в прямых натурных экспериментах показали высокую интенсивность ее трансформации на первых этапах после антропогенного вмешательства. Впервые получены данные по изменению гранулометрического и минералогического составов почв за 40-летний период; показано, что основной причиной этого явилось перемещение тонких фракций вертикальными потоками влаги. Установлено, что на изменение удельной поверхности в дерново-подзолистых почвах в первую очередь оказывает влияние содержание углерода и минералогический состав почв.

Практическая значимость работы. Исследована эволюция почв, имитирующих варианты почв, подвергнувшихся глубоким мелиоративным обработкам или различного рода строительным работам, когда на дневной поверхности располагаются нижние иллювиальные горизонты, а верхние гумусовые оказываются погребенными. Результаты работы могут быть использованы для прогноза развития антропогенно - нарушенных почв, а также разработки рекомендаций по улучшению качества почв. Предложены методические рекомендации по получению многолетней экспериментальной информации в условиях больших лизиметров: оптимальной частоте и регулярности проводимых определений. Кроме того, полученные результаты имеют важное значение для развития общей теории почвоведения и эволюции почв.

Заключение Диссертация по теме "Агропочвоведение и агрофизика", Иванова, Татьяна Викторовна

выводы

Комплексные исследования трансформации наиболее стабильных характеристик твердой фазы модельных дерново-подзолистых почв подвергнувшихся значительному антропогенному влиянию, заключающемуся в изменении строения почвенного профиля, показали фиксируемые изменения свойств почв через 40 лет после начала лизиметрического эксперимента.

1) При размещении нижнего иллювиального горизонта В2 мощностью более 40 см на дневной поверхности произошло значительное обеднение его верхней 20 см толщи илистой фракцией на 7 %. Это привело к переходу почвы в другую классификационную категорию по гранулометрическому составу. В случае расположения гумусового гор. Апах на глубине 90-110 см наблюдается увеличение содержания тонких фракций и увеличение разнообразия гранулометрических элементов, связанное с поступлением минеральных илистых частиц из вышележащих горизонтов. При размещении гор. Апах в соответствии с природным расположением на дневной поверхности не наблюдается заметных изменений в распределении гранулометрических фракций и величинах удельной поверхности.

2) В процессе длительного эксперимента произошло возрастание полной удельной поверхности в минеральных горизонтах почв, в гумусовых горизонтах удельная поверхность несколько сократилась. Поверхность, определенная адсорбцией азота, оказалась в прямой зависимости с содержанием илистой фракции и обратной с содержанием органического вещества в почве.

3) Изменение минералогического состава тонких фракций почв обусловлено процессами перемещения лабильных минералов. Изучение минералогического состава крупных фракций выявило, что в модельных почвах протекает процесс, приводящий к снятию пленок с поверхности минералов более крупных фракций и процессы разрушения неустойчивых и частично разрушенных, корродированных зерен минералов, унаследованных от исходного материала.

4) Исследование валового состава и содержания углерода в почвенных образцах и илистой фракции указывает на перемещение железа и углерода в составе тонких фракций - лессиважа.

5) Общая направленность изменения физических свойств выражена в укрупнении микро- и макроагрегатов, уплотнении почвенных горизонтов, увеличение трещиноватоети верхних слоев. Вертикальный сток, характеризующий специфику порового пространства почвенного профиля, показал постепенное увеличение стока в обоих вариантах и сближение абсолютных величии в многолетнем аспекте.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Иванова, Татьяна Викторовна, Москва

1. Александрова J1.H. Процессы гумусообразования в почве. // Гумусовые вещества почвы. Зап. Ленинград, с.-х. ин-та, 1970, т. 142. С. 26-82.

2. Александрова Л.Н., Короткое A.A. Степень развития дерново-подзолистого процесса под луговой растительностью в дерново-подзолистой зоне. // Вестник с.-х. науки, 1958, №11, С. 32-39.

3. Александровский А.Л. Методические подходы при изучении эволюции почв. // Общие методы изучения истории современных экосистем. М.: Наука, 1979. С. 142-161.

4. Александровский А.Л. Почвы на песчаных и двучленных породах метеоритных кратеров Илуметса. // Процессы почвообразования и эволюция почв. М.: Наука, 1985. С. 103-113.

5. Александровский А.Л. Эволюция почв Восточно-Европейской равнины в голоцене. М.: Наука, 1983. 148 с.

6. Александровский А.Л., Александровская E.H. Эволюция почв и географическая среда. Ин-т географии РАН. М.: Наука, 2005. 223 с.

7. Александровский А.Л., Иванов И.В., Методы изучения возраста почв. // Пространственно-временная организация и функционирование почв. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1990, С. 44-57.

8. Аржанова B.C. Лизиметрические исследования почв в горнолесных геосистемах высотной поясности юга Дальнего Востока. Тезисы докладов 1-й Всероссийской конференции «Лизиметрические исследования почв», 1998. С 4244.

9. Бараков П.Ф. Лизиметры и их роль в изучении свойств почв, Обусловливающих ее плодородие // Почвоведение, 1908, №3.

10. Белоненко Г.М., Ивашина А.Д., Котвицкий Б.Б., Мирошниченко H.H. Антропогенное элювиирование дерново-подзолистых почв и методы его изучения. Минералы почв: генезис, география, значение в плодородии и экологии. - М., 1996. С. 160- 168.

11. Беляев А.Б. Антропогенная трансформация черноземов при различном использовании. // Тез. Докл. 2-го съезда общества почвоведов, Санкт-Петербург, 27-30 июня 1996 г. Кн. 2. - М., 1996. С. 19-20.

12. Березин П.Н. Особенности распределения гранулометрических элементов почв и почвообразующих пород // Почвоведение, 1983, №2, С.64-72.

13. Бехар А. Зависимость между минералогическим составом илистой фракции и удельной поверхностью, емкостью поглощения и гигроскопичностью почв // Почвоведение, 1973, № 6, с. 111 116

14. Бирюкова О.Н., Орлов Д.С. Состав и свойства органического вещества погребенных почв // Почвоведение, 1980, № 9, с. 49 65

15. Большаков В.А., Орлова П.П., Симакова М.С., Муромцев H.A., Кахнович З.Н., Резников И.В. Влияние осушения и агротехники на химические свойства дерново-подзолистых глееватых почв, дренажных и почвенных вод // Почвоведение, 1995, № 4, С. 438 445.

16. Бондарев А.Г., Кумпан Л.Э. Сравнительная характеристика удельной поверхности основных типов почв Нижнего Заволжья // Почвоведение, 1979, №12. С. 67-75

17. Бондарев А.Г., Силаков С.Н. Изменение физических свойств серых лесных почв при их окультуривании // Почвоведение, 1993, №7, С. 107-112.

18. Боул С., Хоул Ф., Мак-Крекен Р. Генезис и классификация почв. М.: Прогресс, 1977.416 с.

19. Бушинский В.П., Система обработки почв по Вильямсу. (Почвенно-биологические и биохимические основы) // Вестник АН СССР, 1944, № 9, С.56-69.

20. Быстров Ю.В. Особенности формирования минералогического профиля подзолистых почв центра Русской равнины. Автореферат на соискание ученой степени к.б.н., М., 1992, 21 с.

21. Быстрое Ю.В., Седов С.Н., Шоба С.А. Оценка преобразования минералов крупных фракций в профиле подзолистой суглинистой почвы // Вестник Моск. унта, Сер. 17,1993, № 1.С. 31-37.

22. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986.416 с.

23. Ван Ицюань. Модели движение воды в почве, их экспериментальное обеспечение и использование // Автореферат на соискание ученой степени к.б.н., М., 1996.

24. Величко A.A., Морозова Т.Д. Палеогеографические основы истории формирования современного почвенного покрова // Эволюция и возраст почв СССР. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1986. С. 22 36.

25. Вельбель Б.М. Данные лизиметрических исследований Плотянской сельскохозяйственной опытной станции // Журнал опытной агрономии, 1905, №4.

26. Вильяме В.Р. Общее земледелие с основами почвоведения. М.: Сельхозгид, 1936,646 с.

27. Вильяме В.Р. Общее земледелие с основами почвоведения // М.,1938,218 с.

28. Вильяме В.Р. Почвоведение, М., 1946, вып. 3.

29. Винник М.А., Болышев H.H. Первые итоги наблюдений в открытом лизиметре // Почвоведение, 1972, № 4, С. 114-121.

30. Винокуров М.А., Колоскова А.Б. Изменение свойств лесостепных почв при окультуривании. Алма-Ата: Изд-во Казахского гос. университета, 1969.104 с.

31. Воронин А.Д., Бабанин В.Ф., Малиновский В.И. Свойства поверхности раздела между твердой и жидкой фазами почв // Проблемы почвоведения. М.: «Наука», 1978, с. 27-33.

32. Воронин А.Д., Витязев В.Г. К оценке величины внешней и внутренней поверхности твердой фазы почв по изотермам десорбции паров воды // Почвоведение. 1971. №10, с.50-57.

33. Воронин А.Д., Шеин Е.В., Початкова Т.Н., Умарова А.Б. Изменение физических свойств дерново-подзолистых почв в условиях многолетнего лизиметрического опыта // Вестник МГУ. Сер. 17, Почвоведение, 1996, №3, с. 2840.

34. Гедройц K.K. Почвенный поглощающий комплекс и почвенные поглощенные катионы как основа генетической почвенной классификации. В кн. Наркомзем. Носовская с.-х. опытн. Станция, вып. 30,1925.

35. Геннадиев А.Н. Опыт исследования современного этапа почвообразования на северо-западе ETC // Почвоведение, 1985, № 6, С. 17-31.

36. Георгиевский A.B. К вопросу о подзоле. Материалы по изучению русских почв. Вып. 4. СПб., 1888. С. 1 48.

37. Герасимов И.П. Учение В.В. Докучаева и современность. М.: Мысль, 1986, 128 с.

38. Герасимова JI.B., Первова Н.Е., Лобутев А.П. О почвообразовании под различной растительностью на покровном суглинке в условиях 20-летнего лизиметрического опыта//Почвоведение, 1989, № 1. С. 24-30.

39. Глинка К.Д. Деградация и подзолистый процесс // Почвоведение, 1924, № 3 -4. С. 29-39.

40. Глинка К.Д. Почвоведение. 3-е издание, М.: Новая деревня, 1927,580 с.

41. Глинка К.Д. Почвоведение. 4-е издание. М. Л., Сельхозгид, 1931.

42. Голубев Б.И. Лизиметрические методы исследования в почвоведении и агрохимии. М., «Наука», 1967.

43. Горбунов Н.И. Методика подготовки почв к минералогическим анализам. Методы минералогического и микроморфологического изучения почв. М., 1972. С. 5-15

44. ГОСТ 23401-90. Порошки металлические. Катализаторы и носители. Определение удельной поверхности.

45. Градусов Б.П. Минералы со смешаннослойной структурой в почвах. М.: Наука, 1976,128 с.

46. Григорьев Г.И., Коновалова A.C. Вопросы классификации, номенклатуры и диагностики суглинистых дерново-подзолистых окультуренных почв Русской равнины. // Почвоведение, 1963, № 7. С. 27 -45.

47. Гринченко A.M., Муха В.Д., Чесняк Г.Я. Трансформация гумуса при сельскохозяйственном использовании // Вестник с.-х. наук, 1979, № 1. С. 36-40.

48. Громыко И.Д. Окультуривание дерново-подзолистых почв // "Современные почвенные процессы", М., 1974, С.136-153.

49. Гугалинская Л.А., Алифанов В.М., Фоминых Л.А. Концепция формирования профиля почв гумидной области Русской равнины // Пространственно-временная организация и функционирование почв. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1990. с. 83-92.

50. Дергачева М.И. Лизиметрический метод в изучении эволюции системы гумусоых веществ почв // Тезисы докладов 1-й Всероссийской конференции «Лизиметрические исследования почв», 1998. С 52 55.

51. Дмитриев Е.А., Карпачевский Л.О., Строганова М.Н. Скорости почвообразования в лесных биогеоценозах // Проблемы почвоведения, М. Изд-во Наука, 1982, с. 121-126.

52. Докучаев В.В. Русский чернозем: Отчет Вольного экономического общества. СПб.: Вольное экономическое общество, Ш83. 376 с. То же: Сочинения. М.: Изд-во. АН СССР, 1949. Т. 3.622 с.

53. Долотов В.А. Влияние сельскохозяйственного освоения на почвенный покров на востоке Русской равнины: Автореф. дис. Канд. с.-х. наук, М., 1965, 15 с.

54. Дьяконова К.В. Современные процессы почвообразования // Тезисы докладов 1-й Всероссийской конференции «Лизиметрические исследования почв», 1998. С. 55-58.

55. Дюшофур Ф., Основы почвоведения. // М., "Прогресс", 1970,591 с.

56. Елпатьевский П.В., Аржанова В.С. Лизиметрические исследования как метод изучения современных процессов почвообразования // Генезис и биология почв Дальнего Востока. Владивосток, 1994, С. 16-21.

57. Завалишин А.А., Надежкин Б.В. К вопросу о преобразовании лесных подзолистых почв под влиянием культуры. // Почвоведение, 1952, № 11. С. 988 -1000.

58. Зайдельман Ф.Р. Гидрологический режим почв Нечерноземной зоны. Л., Гидрометеоиздат, 1985.

59. Зайдельман Ф.Р. Подзоло- и глееобразование. М., 1974. Наука, 208с.

60. Зайдельман Ф.Р. Эколого-мелиоративное почвоведение гумидных ландшафтов//М.,"Агропромиздат", 1991,320 с.

61. Зайдельман Ф.Р., Беличенко M.B. Изменения физических свойств и гидрологического режима почв Москворецкой поймы под влиянием мелиорации и сельскохозяйственного использования//Почвоведение, 1999, № 11. С. 1376-1392.

62. Зайдельман Ф.Р., Плавинский В.А., Белый A.B. Влияние глубокого мелиоративного рыхления на физические свойства почв на тяжелых покровных породах и урожай // Вестник Моск. Ун-та, Сер. 17 Почвоведение, 1986, № 2, с. 10 -16

63. Захаров С.А. Курс почвоведения. М., 1927, 285 с.

64. Захаров С.С., Александрович П.К. Накопление и изменение органического вещества в почве под влиянием культур полевого севооборота // Труды Белорус, с,-х. академии. -1971,т. 79.

65. Зверева Т.С. Преобразование минералов в почвах таежно-лесной зоны в зависимости от уровня гидроморфизма // Почвоведение, 1995, № 7, с. 817 823

66. Зонн С.В. О генезисе почв с мощным осветленным горизонтом Западной Сибири // Известия СО РАН СССР. Сер.биол. наук, 1979, № 5. Вып. 1, С, 3 9.

67. Зонн С.В. О процессах подзоло- и псевдоподзолообразования и проявление последнего в почвах СССР // Почвоведение, 1969, № 3. С. 3 11.

68. Зонн С.В. Современные проблемы генезиса и географии почв. М.: Наука, 1983,167 с.

69. Иванов А.И. Окультуривание дерново-подзолистых почв Северо-Запада России как фактор оптимизации питания сельскохозяйственных растений. // Бюл. ВНИИ удобрений и агропочвоведения, 2001, С. 94.

70. Иванов В.В. Распределение минералов крупных фракций в профиле суглинистых подзолистых почв // Почвоведение, 1988, № 3. С. 74 -80.72.

71. Иванов И.В. Развитие представлений об эволюции почв в российском почвоведении // Проблемы эволюции почв. Материалы IV Всероссийской конференции. Пущино, 2003, С. 5 -10.

72. Иванов И.В., Александровский A.JI. Методы изучения эволюции почв. // Почвоведение, 1987, № 1. С.112-121.

73. Капилевич Ж.А., Целищева Л.К., Высоченко A.B. Трансформация почв, развитых на озерно-ледниковых глинах под влиянием дренажа. // Почвоведение, 1991, №2, С.13-22.

74. Караваева H.A. Длительная агрогенная эволюция дерново-подзолистой почвы // Почвоведение, 2000, № 2, с. 169 179

75. Караваева H.A. Типы эволюции основных групп пахотных таежно-лесных почв Русской равнины. Проблемы почвоведения: Советские почвоведы к XIV Международному конгрессу почвоведов. М.: Наука, 1990, с. 135 - 144

76. Караваева H.A., Жариков С.Н., Кончин А.Е. Пахотные почвы Нечерноземья: процессно-эволюционный подход к изучению // Почвоведение, 1985, №11. С.114-126.

77. Караваева H.A., Лебедева И.И., Скворцова Е.Б. Географо-генетический подход к изучению пахотных горизонтов: диагностика подклассов // Почвоведение, 2004, №6. С. 645 -653.

78. Карпачевский Л.О., Умарова А.Б. Большие лизиметры почвенного стационара МГУ // Агрохимический вестник, 2003. № 2. С. 5-6.

79. Кауричев И.С., Витязев В.Г., Шевченко A.B. Влияние несиликатных форм железа на удельную поверхность почв // Известия ТСХА выпуск 1,1983. С.103-106.

80. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. М.: Колос, 1996, 366 с.

81. Ковда В.А. Основы учения о почвах. Книга 2. Изд-во «Наука», М., 1973.

82. Козловский Ф.И. Рюльман Й., Травникова Л.С., Кузяков Я.В. Дифференциация исходно гомогенных субстратов по илу в многолетнем полевом опыте // Почвоведение, 2001, №2.

83. Козловский Ф.И. Современные естественные и антропогенные процессы эволюции почв. М.: Наука, 1991,196 с.

84. Кондратьев A.A., Гриценко В.В. Изменение агрономических свойств дерново-подзолистой почвы при глубокой обработке // Почвоведение, 1971, №6, С.60-69.

85. Колосов Г.Ф. Артефакты лизиметрического метода исследования почв // В кн.: Тезисы Всероссийской конференции «Лизиметрические методы исследования почв», МГУ, 1998.

86. Копысов И.Я. Стационарные исследования для целей мониторинга мелиорируемых почв Кировской Области // Аграрная наука достижения и перспективы: Тезисы докладов научной конференции, Киров, 9-10 июня, 1994. С. 84-85.

87. Корнблюм Э.А., Дементьева Т.Г., Зырин Н.Г., Бирина А.Г. Изменение глинистых минералов при образовании южного и слитого черноземов, лиманной солоди и солонца//Почвоведение, 1972. №1. С. 107-114.

88. Короткое A.A. О характере почвообразования в пахотных дерново-подзолистых почвах // Почвоведение, 1972. № 4, С. 15-23.

89. Корсунов В.М., Ведрова Э.Ф. Роль несиликатного железа в формировании профиля подзолистых почв Восточной Сибири // Почвоведение, 1996, № 4, с. 476 -483.

90. Коссович П.С. Основы учения о почве. СПб., 1911. Ч. 2, вып. 1. 264 с.

91. Кречетов П.П. Моделирование процессов трансформации состава почвенных растворов и ППК орошаемых карбонатных черноземов // Тезисы докладов 1-й Всероссийской конференции «Лизиметрические исследования почв», 1998. С. 62 -65.

92. Кузнецов П.В. Анизотропность почв в лесных биогеоценозах. Канд. дис. М., 1998,131 с.

93. Кулешова С.И. Влияние оглеения, дренажа и глубокого рыхления на структуру тяжелых почв нечерноземной зоны РСФСР // Автореф. на соск. уч. степ, к.б.н., М., 1990,26 с.

94. Кураченко Н.Л., Трубников Ю.Н. // Агрохимия, 2002, № 5. С. 17-21.

95. Левин Ф.И. Окультуривание подзолистых почв .// М. "Колос", 1972, 264 с.

96. Леонова A.A. Миграция метрибузина в почвах: лизиметрические исследования и моделирование // Автореферат на соискание ученой степени к.б.н., М., 2001.

97. Мельникова М.К., Ковеня С.В // Исследование лессиважа в модельных опытах. // Тр.Х Междунар. конгресса почвоведов. Т.VI, ч.2, М., 1974. С.600-609.

98. Минеев В.К., Шевцова Л.К. Влияние длительного применения удобрений на гумус почвы и урожай культур // Агрохимия 1978, № 7. С. 134 - 141.

99. Михайлина В.И., Подцубный H.H. Влияние длительного окультуривания на состав гумуса дерново-подзолистых пылевато-суглинистых почв // Изв. Моск. с.-х. академии. 1967, № 4. С. 112-117.

100. Мосолов В.П. Коренное улучшение дерново-подзолистых почв // Социалистическое земледелие,М., 1951, №4, С.21-38.

101. Муха В.Д. Естественно-антропогенная эволюция почв (общие закономерности и зональные особенности). М.: Колос, 2004,271 с.

102. Муха В.Д. Общие закономерности и зональные особенности изменения почв главных генетических типов под воздействием сельскохозяйственной культуры. Автореф. докт.дис. Харьков, 1979, 36 с.

103. Муха В.Д. Основные характеристики культурной эволюции почв // Естественная и антропогенная эволюция почв. Пущино, 1988, С. 100-107.

104. Назаренко И.И., Куцыкович М.Б., Филон В.И. Изменение минералогического и химического составов дерново-подзолистых почв Предкарпатья при сельскохозяйственном использовании.// Почвоведение, 1985, №10. С.

105. Накаряков A.B., Трофимов С.С. О молодых почвах, формирующихся на обвалах отработанных россыпей в подзоне южной тайги Среднего Урала // Почвообразование в техногенных ландшафтах. М.: Наука, 1989.

106. Никонов В.В., Горбачева Т.Т., Лукина Н.В. Агрохимический вестник, 2003, № 2. С.6-7.

107. Орешкина Н.С. Опыт изучения физических свойств и водного режима дерново-подзолистой почвы на модели. // Автореф. на соиск. уч. степ, к.б.н., М., 1985, 27с.

108. Орлов Д.С. Химия почв. // М., МГУ, 1985,376 с.

109. Орлов Д.С., Садовникова J1.K., Суханова Н.И. Химия почв // М.: Высшая школа, 2005, 558 с.

110. Парфенова Е.И., Ярилова Е.А. Минералогические исследования в почвоведении. М., Изд-во АН СССР, 1962.

111. Педро Ж. Экспериментальные исследования геохимического выветривания кристаллических пород//М., 1971,252 с.

112. Пестряков В.К. Изменение содержания и состава гумуса и биологической активности дерново-подзолистых почв при сельскохозяйственном использовании. // Зап. Ленинградского с.-х. ин-та, 1970, № 52. С. 59-63.

113. Пестряков В.К. Окультуривание почв Северо Запада. Л.: Колос, 1977, 343 с.

114. Пестряков В.К., Бережков С.Ф. О почвообразовании в дерново-подзолистых почвах Валдайской возвышенности под различными угодьями // Генезис и плодородие пахотных почв. М., 1974, С. 21-75.

115. Пестряков В.К., Семенов A.A., Люжин М.Ф. Изменение содержания и состава гумуса при освоении и окультуривании дерново-подзолистых легкосуглинистых почв // Почвоведение, 1980, № 7, с. 46 57

116. Плакхина Д.М., Фридланд В.М. Пленки в железистом глубинно-глееватом подзоле // Почвоведение, 1980, № 6, с. 15 26

117. Пономарева В.В. Теория подзолообразовательного процесса // М.-Л., "Наука", 1964, 379 с.

118. Пономаренко C.B., Таргульян В.О., Шоба С.А. Начальные этапы формирования почв в лесной зоне на суглинистых отложениях // Микроморфология антропогенного изменения почв. М.: Наука, 1988,215 с.

119. Попов П.Д., Смирнов А.П. История лизиметрических исследований. // Агрохимический вестник, 2003, № 2. С. 2-4.

120. Порай-Кошиц M.JI. Практический курс рентгеноструктурного анализа. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1960. Т.2.625 с.

121. Постников A.B., Смирнов А.П., Филиппов А.Л., Садовская Э.Н. Лизиметрическая станция в Немчиновке. Лизиметрические исследования в России. Сборник научных публикаций. М., НИИСХ ЦРНЗ, 2004. С. 9-19.

122. Резников И.В. Изменение структурного состояния тяжелых почв Нечерноземной зоны РСФСР под влиянием заболачивания, дренажа, глубокого рыхления //Автореф. на соиск. Ученой степени к.б.н., М., 1987, 25 с.

123. Ремезов Н.П. К теории подзолообразовательного процесса // Почвоведение, 1937, №8. С. 1139-1159.

124. Рентген флуоресцентный энер го дисперсионный метод анализа почв в целях контроля уровня их загрязненности. Методические рекомендации. Почвенный институт им, В.В. Докучаева, 1982.

125. Роде A.A. Почвообразовательный процесс и эволюция почв. М.: ОГИЗ, 1947. 100 с. То же: Роде A.A. Генезис почв и современные процессы почвообразования. М., «Наука», 1984. С.56-137.

126. Роде A.A. Система методов исследования в почвоведении. Новосибирск, Наука, 1971.

127. Розов Л.П. Почвенно-динамические процессы в подзолистых почвах при их дренировании // Почвоведение, 1937, № 5, С. 682 692.

128. Савельев Д.В. Почвообразование в модельных экосистемах почвенных лизиметров.// Автореферат на соискание ученой степени к.б.н., М., 2001, 24 с.

129. Савельев Д.В., Владыченский A.C. Гумусное состояние почв модельных экисистем почвенных лизиметров // Вестник МГУ, Сер. 17,2001, № 1. С.3-7.

130. Семенов H.A., Ященко H.A. Лизиметрические исследования луговых агрофитоценозов и почв // Тезисы докладов 1-й Всероссийской конференции «Лизиметрические исследования почв», 1998. С. 78 81.

131. Синкевич З.А. Современные процессы в черноземах Молдавии. Кишинев, 1989.

132. Скрынникова И.Н. Методы исследования химического состава жидкой фазы почв. // Методы стационарного изучения почв. М., «Наука», 1977, с. 3-40.

133. Соколов И.А. О генезисе, диагностике и классификации почв с текстурно-дифференцированным профилем // Почвоведение, 1988, № 11, с. 32 43

134. Соколов И.А., Караваева H.A., Александровский А.Л., Иванов И.В. Эволюция почв: понятия и термины (опыт разработки) // Эволюция и возраст почв СССР, Пущино, 1986.

135. Соколов И.А., Макеев А.О., Турсина Т.В., Верба М.П., Ковалев Н.Г., Кулинская Е.В. К проблеме генезиса почв с текстурно-дифференцированным профилем. // Почвоведение, 1983, №5

136. Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Толпешта И.И. Глинистые минералы в почвах: Учебное пособие. Тула: Гриф и К, 2005. - 336 с.

137. Суворов А.К. Особенности миграции органических и минеральных веществ в пахотных дерново-подзолистых почвах. // Почвоведение, 1974, № 2, с. 3 10

138. Таргульян В.О., Бирина А.Г. Профилеобразующая роль оглеения в суглинистых почвах таежной зоны ETC. // География и генезис антропогенно-измененных и естественных почв. М., 1986. С. 14-24.

139. Таргульян В.О., Соколов И.А. Структурный и функциональный подход к почве: почва-память и почва-момент. // Математическое моделирование в экологии. М.: Наука, 1978. С. 17 33.

140. Таргульян В.О., Фокин А.Д., Соколова Т.А., Шоба С.А. Экспериментальные исследования педогенеза: возможности, ограничения, перспективы // Почвоведение, М., 1989, №1. С. 15-23.

141. Темкин М.И. Журнал физической химии. Т.29,1995, с.1610

142. Толчельников Ю.С. Время и почвы // Изд-во ВГО, 1986. Т. 119, вып. 1. С. 62 -66.

143. Тонконогов В. Д. Глинисто-дифференцированные почвы Европейской России. М., 1999,156 с.

144. Тонконогов В.Д., Градусов Б.П., Рубилина Н.Е., Таргульян В.О., Чижикова Н.П. К дифференциации минералогического и химического составов дерново-подзолистых и подзолистых почв // Почвоведение. M., 1987, № 3. С.68-81.

145. Тюгай З.Н. Влияние длительного применения минеральных удобрений на поверхностные свойства илистой фракции почвы. Вестник Московского ун та. Сер. Почвоведение, 1978, № 3. С. 32-37.

146. Тюлин В.В. Изменение строения почвенного профиля дерново-подзолистых почв и их физико-химических свойств под влиянием сельскохозяйственного освоения // Труды Кировск. с.-х. ин-та, 1969. Вып. 44. Т. 22. С. 42 49.

147. Умарова А.Б, Шеин Е.В, Архангельская Т.А. Особенности формирования элементов водного режима дерново-подзолистых почв в годовой, сезонной и суточной динамике.// Вестник Моск. Ун-та, 2002 г.

148. Умарова А.Б. Почвенно-экологический мониторинг процессов переноса воды и веществ в модельных дерново-подзолистых почвах в условиях многолетнего лизиметрического опыта// Автореферат на соискание ученой степени к.б.н., М., 1995.

149. Ушакова JI.A. Влияние антропогенного воздействия на поверхностно-энергетические свойства дерново-подзолистой почвы и обыкновенного чернозема. //Изменение агрофизических свойств почв под воздействием антропогенных факторов М., 1990. С.104-112.

150. Фридланд В.М. Об оподзоливании и иллимеризации (обезыливании). // Почвоведение, 1958, № 1

151. Цыпленков В.П. О возможности моделирования современного почвообразовательного процесса в полевых условиях. // Вестник Ленинградского ун-та. Сер. Биология, 1975. Вып. 4, № 21, С. 130-137

152. Чендев Ю.Г., Авилов Н.П. Содержание и запасы гумуса в черноземах разновозрастных пашен. // Докл. Рос. Акад. с.-х. наук, 2000, № 5. С. 22-25.

153. Чижикова Н.П. Изменение минералогического состава тонких фракций почв под влиянием агротехногенеза. // Почвоведение, 2002, № 7, с. 867 875

154. Чижикова Н.П. Устойчивость почв при антропогенном воздействии с позиции изменения их минералогического состава.// Проблемы антропогенного почвообразования. Тезисы докладов международной конференции. M., Почвенный институт, 1997, т. 1, с. 239 - 241.

155. Шевцова JI.K. Методы исследования органического вещества длительно удобряемых почв. // Почвоведение, 1972, № 8. С. 45-54.

156. Шеин Е.В. Курс физики почв,- М.: Изд-во МГУ, 2005.432 с.

157. Шеин Е.В., Карпачевский JI.O. Толковый словарь по физике почв. М., 2003, с. 89

158. Шеин Е.В., Початкова Т.Н., Умарова А.Б. Почвенно-экологические исследования на станции изолированных лизиметров Московского университета. // Почвоведение, 1994, № 11. с. 112-117.

159. Шилова Е.И. Лизиметрический метод, его значение и условия применения для познания современных процессов почвообразования. // Применение лизиметрических методов в почвоведении, агрохимии и ландшафтоведении. Л., 1972, С. 1-22.

160. Шишов Л.Л., Муромцев H.A., Большаков В.А. Методологические и методические аспекты лизиметрии. Тезисы докладов 1-й Всероссийской конференции «Лизиметрические исследования почв», 1998. С 29-32.

161. Шишов Л.Л. и др. Лизиметры в почвенных исследованиях.// М., 1998,264 с.

162. Atkinson N.I., Wright I.R. Chelation and the vertical movement of soil constituents // Soil Sei. 1957. v. 84, № 1, pp. 17-23.

163. Behar A., Paskaleva K., Hubenow G, 1969. Clay minerals in the main soils types in Bulgaria. Soil Science and Agrochemistry, 5. s. 21 35

164. Blume H.P., Schwertmann U. Genetic Evaluation of Profile Distribution of Aluminum, Iron, and Manganese Oxides // Soil Sei. Soc. Amer. Proc., Vol. 33, 1969, p. 438-444

165. Bork H.-R. Die Holozane relief und Bodentwicklung in Lossgebieten. // Catena. Suppl., 1983, № 3. P. 1-93.

166. Derome J. The ion-balance monitoring plot network // The Lapland Forest Damage Project. Russian-Finnish report. The Finnish Forest Research Institute, Rovaniemi Research Station, Rovaniemi, 1993, pp. 49-57.

167. Duchafour Ph. Lessivage et podzalisation. Rev. forestiere franc. 1951, № 10,76 p.

168. E. de Jong. Comparison of three methods of measuring surface area of soils. // Canadian Journal of soil science, 1999, vol. 79, № 2, p. 345-351.

169. Firek A. Comparison of simple methods of determining the surface of soils. -Rocz. Gleboznawaze, 25,1974, p. 45 55.

170. Graham R.C., Wood H.B. Morphological development and clay distribution in lysimeter soil under chaparral and pine. Soil Sci. Soc. Am. J., 1991,55: 1638-1646.

171. Jauhiainen Erkki. Age and degree of podzolisation of sand soil on the coastal plain of northwest Finland. // Commentationes biological, Soc. Sci. Fennica, 1973. V. 68. 32 p.

172. Kaiser K, Guggenberger G. Mineral surfaces and soil organic matter. // Eur. J. Soil Sci., 2003. 54, № 2, c. 219 - 236

173. Kubat J., Lipavsky J. The effect of fertilization and liming on the carbon concentrations in arable soils. // Rostl. Vyroba. 1996. - № 2. P. 55-58.

174. Liski J., Ilvesniemi H., Makela A., Starr M. Model analysis of the effects of soil age, fires and harresting on the carbon storage of boreal forest soils // European Journal of Soil Science. 1998. V. 49, p. 407 417.

175. Mastrantonio J.L., 1990. Lesson from the lysimeters. Forestry Research West, U.S.Department of Agriculture. 7-9.

176. Merritts D., Chdwick O.A., Hendrick D.M. Rates and processes of soil evolution on uplifted marine terraces, northern California. // Geoderma. 1991. V. 51. № 1-4. P. 241-275.

177. Niederbrudde E.A., Ruhlicke G. Umwandlungen von A1 Cloriten durch Kalkung. Zeit Ppflanzenern. Bodenk., Band, 144, Heft 2,1981, s. 57 - 71.

178. Nielsen J.D., Moberg J.P. The influence of K depletion on mineralogical changes in pedons from two field experiments and in soils from four pot experiments. Acta Agric. Scandinav., 1984, v. 34, p. 391 -399.

179. Parsons R.B., Sholtes W.H., Riecken F.F. Soil of Indian mounds in Northeastern Iova as benchmarks for studies of soil genesis. // Soil Sci. Soc. Amer. Proc., 1962. Vol. 26, p. 491-496.

180. Debuyser A., Tessier D. Soil physical properties affected by long term fertilization. // Eur. J. Soil Sci., 2004. - 55, № 3, c. 505 - 512.

181. Puri B.R., Murari K. Stadies in surface area measurement of soils. Comparison of different methods. Soil sci., 96,1963, p. 331 336.

182. Singh S.S., Brydon J.E. Activity of aluminum hydroxy sulphate and the stability of hydroxy aluminum interlayers in montmorillonite. Can. J. Soil.Scu. 1970. V. 50, № 6, p. 137-140.

183. Shein E.V., Umarova A.B. Changes in physical properties of soils and soil processes as derived from data of a long-term lyzimetric experiment (1961-2002). Eurasian Soil Science. Vol.35. 2002, pp. S100-S106.

184. Syers J.K., Adamams J.A., Walker T.W. Accumulations of organic matter in a chronosequences of soil developed on wind blown sand in New Zealand // Journ. Of Soil Sci. 1970. v. 21, p. 146-153.

185. Tributh H., Boguslavski E., Lieres A., Steffens D., Mengel K. Effect of Potassium removal by crops on transformation of illitic clay minerals. Soil Science, 1987, v. 143 № 6, p. 404-409.

186. Unger P. W. Soil organic matter and nitrogen changes during 24 years of dryland wheat tillage and cropping practices // Soil sci. Soc. Amer. Proc. 1968, № 3.