Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МЕРЗЛОТНЫХ СОЛОНЦОВ ЗАБАЙКАЛЬЯ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МЕРЗЛОТНЫХ СОЛОНЦОВ ЗАБАЙКАЛЬЯ"

Л-2929&

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

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

На правах рукописи ЯКИМОВ Степан Николаевич

УДК 631.445.53

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МЕРЗЛОТНЫХ СОЛОНЦОВ ЗАБАЙКАЛЬЯ

(Специальность 06.01.03. — почвоведение)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1989

Работа выполнена' на кафедре почвоведения Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии ігм. К. Л. Тимирязева.

Научный руководитель: лауреат Государственной премии СССР, академик ВАСХНИЛ, профессор И. П. Панов.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Б. А. Зимовец, кандидат биологических наук, доцент А. В. Кириченко.

Ведущее предприятие — Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт химизации сельского хозяйства.

Защита состоится . .... 1989 г.

в «7$~>>*час. на заседании специализированного совета К-120.35.01 п Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва И-550, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат с1^» |98д г

Ученый ""'і.

Саблина С. М.

специализнроь "и ... . .га— (уО/> старшим „аучнын сотрудник

ОК;Ш ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ Актуальность работы.Интенсивное развитие производительных сил Забайкалья,..особенно в районах строительства Байкало-Амурской •-магистрали, поставило задачу удовлетворения проживающего здось ', : насолсния продуктам:! питания путем ускорения:развития.сельскохо- -.. зяйствонного производства.- Это предопределяет настоятельную нооб-. ходимость проведения разносторонних почвенных исследований, на, правленных на качествет!уго оценку земельного фонда м разработку,; применительно к.мастным условиям, системы методов рац-.юнального : использования почв. Эффективное использование засоленных почв, ко-, торыо являотся ближайшим и наиболее перспективным резервом соль-скохозяйствснных угодий,-затрудняется отсутствием достаточно яс- • них представлений об особенностях состава й свойств этих почв. •" < Исследование засоленных почв, развитых п условиях многолетней . . морзлоты.имеет и боль~оо теоретичаскоо значенио, учитывая; что , вопросы генезиса мерзлотных солонцов региона не изучены. -

: Цель и пплачи исследорпния. Основная цель настоящей работы -изучить фоциальныо.особенности солонцовых почв Забайкалья,, установить влияние многолетней и сезонной мерзлоты на интенсивность проявления солонцового-процесса. В задачи.исследования.входило изучение водно-физических, физико-химических свойств, минералоги- ■' чоского- состава, содержания и состава гумуса, подвижных соединений. - • -

, Объект и методика исследования. Изучение генетических осо-• бенностей солонцов длительно-сезонномерзлотных и мерзлотных про- ■ водилось на двух стационарных площадках,•расположенных в лосо-степной и степной зонах.¡Исследовались лугово-черноземные мерз-:,-•-.. лотные почвы в комплекса с солонцами мерзлотными,; которые сос- • ■тавляют основной пахотный фонд Еравненсхойкотловины, расположен-.

• 1 . ■ 1 . .-¡I

(Й^сковслой лмзь; Лгмч* {/, даЛскож^зяйс.и;!!: * дклдЛ-. ,!!

К- Л. || I

.............. -

ной в'лесостепной соно. По геокриологическому районированию' она относится к переходной зона от сплошного распространения многолетней мерзлоты к острслному..В втом,районе многолетняя мерзлота достигает мощности 70^100 м, ее верхняя граница залегает на глубине. J,5-3j0 м от дневной поверхности. Зональным типом изучаемых степных, длительно-созонномэрзлотных' солонцов являются каштановые почвы.. В пределах стационарных площадок,изучалось пространственное : варьирование основных показателей почв; для детального изучения свойств почв были отобраны смешанные образцыi которые анализировались по общепринятым методикам^ v* • ,''.у-- Научная норизна. В результате проведенных исследований впервые дана генетическая характеристика мерзлотных солонцов Забай-¡ калья. Наш более глубоко изучены длительно-сезонномерзлотныа солонцы, генезис и свойства которых не наши должного освещения в -литературе.

Прпктичоекая ценность работы. Настоящая работа является составной частью исследований ка^одры почвоведения Московской сель. скохоэяйственноП академии им. К.А.Тимирязева. Полученные результа-tu.использованы агрохкмелужбой Бурятской АССР для составления

* ' < - - с. . ' ,', «

практических рекомендаций по освоении солонцовых почв; Материалы исследований докладывались на конференции молодых ученых ТСХА (Москва, 1975, 1978). Г '' 1- .' -

Публикации. По результатам-исследований опубликовано 3 рабоТЫ. . 4 - ■ ■■г: Структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора -литературы, характеристики природных условий, описания•объектов и методики работы, 5 глав экспериментальных исследований, выводов к -списка использованной литературы. В диссертацшг/^^стрытц текстовой части,' 22 таблицы и рисунка,: 14П наименовшгий цитируемой литературы,' в vom числе 14 на иностранном языко. •

СОДЕОДНИЕ РАБОТЫ . '

I". Краткая характеристика природных условий почвообразования . мерзлотных солонцов

• Солонцы мерзлотные'и-длнтольно-сезонномерэлотшо в Забай- . кальо.'встречается по межгорным котловинам "сложенным - четвортичны-ки отложениями:.; супесями, песчано-галечниковой"толщейдревне-озерными отложениям!. Мерзлотныо солонцы "распространены в лосо- ■ степной зоне.: Лесостепь- не .составляет, спло'лной зоны, • а встречается отдельными массивам;!¿ приуроченными к. подгортм территориям ■:•■■" внутри степных;котловин или северным;склонам сопок и низких хребтов; 'Для этой зоны характерен" суровый,':резко' континентальный климат. Среднвгодо вая температура - колеблется", от -7 до -4,9°. Холодная , малоснежная зима'сменяется'прохладно^часто-поздней весной. Лото -; короткое, жаркое, засушливое, особенно в начале... Годовое количество .осадков не ¡превышает 400 мм, четко выражен летний максимум» В этот период происходит глубокое .прокачивание почвы: При повсеместном распространении многолетней, мерзлоты,^'которая опускается летомна глубину 1,5-3 м,- создаются .условия для. ежегодного смыкания многолетнемерзлых пород со слоем сезонного промерзания-, оттаивания. Растительность характеризуется-сочетанием -березовых . или лиственных .травянистых, лесов с подлеском,- чередующихся, -с • . участками разнотравно-злаковых лугов (Измгенов, -1972;-Ногина-, -1964;^У$имцева, 1950). , , \ • - . " '

4 -2. Физические и водно-физические свойства - -. -

■■ Изучаемые-мерзлотные и длительно-сеаонномерзлоттю солонцы характеризуются преимущественно тяжелосуглинистым, гранулометри-ческим'составом". Содержание физической глины-по-пробили колоблотг ся от .30 до";65, а илистых частиц:от 20 до -'40.6.; Дкя-.йллювиплып«-v горизонтов характернопошлинное <содеркммеГ.илис?ой.фракции

• В мерзлотных1 солон ¡.ах отмечается более четкая дифференциация'гори-", зонтов по • содержанию илистой фракции« ; что. связано' не только -с про- г-цессом солонцеобрановшия,; ной с более-четко выраженным оглинени-, ем в иллювиальном горизонте. Обцим характерным признаком изучаемых*; мерзлотных и'длительно-сезонномерзлотных , СОЛОНЦОВ ' ЯВЛЯеТСЯ 1 ВЫСОКаЯ v'

• плотность' плювиальных гориз онто в,(I,5-1,6 г/см3 ), • затрудняющая, > - ; проникновение 'атаги. и воздуха-и. оказывающая сопротивление проник-: новению - корневой системы растений в. нижележащие горизонты. • Поэтому,: улучшение физических' свойств солонцового горизонта - . необходимое-'- < условие, успешного'их освоения.' » , " .

: ■ w .Мерзлотные, солонцы по'сравненшо с.-сезонномерзлотными характе-.* ризуются более высокими запасами влаги i что обусловлено капиллярНЫМ подпитыванием почвенного профиля с01 стороны надмерзлотной. вер-_ V " ' ' " .' .' ♦ ». " ховодки. . , * 4

3. Химический состав, и физико-химические свойства * - » -

• . t.- Валопой состпв. В лугово-степных мерзлотных-и длительно-се- . ? зонно-морзлотных луговых солонцах1четко ;шражона дифференциация . •

' ьглноралышх компонентов по,профилю., В элювиальных,горизонтах на-'- -'блюдается более.высокое содержание жолеза и алюминия. Такое про--,.-. флльное распроделениокромнозома и полуторных окислов хорошо-.от- ■.-.-." "ражается;величинами молярных отношений 'SL 0*.\î- Riûj . Ото "отно^-; шение - с увеличением степени солонцеватости ?и • временно избыточного ■ увлажнения почв-возрастает в надсолонцовых * горизонтах. • Валовой : химический состав илистой фра!щии мало различается по генотичос- ;; ким горизонтам.:11з;сопостаачеге1я данных химического,состава почв ; и, выделенных:. илистых фракций видно, что в* высокодиспорсных ; фрак-.v циях -содержится .монызвкреинокислотиîvбодьсо полуторных :окислов :' .'Л .{табл.1 ). Преобладаний' калип над-натрием в высокодисперсной фракции связана-со,спецификой минералогического-состава-почв Забайкалья

<■• . ■■ ■■ . ■... : : Таблица-. I. :# Химические »и физико-химические свойства ' • ......* -

• . Валовой химический * ' ! Сумма} Поглощенные основания,

состав % к сухой| ' % от '

навеско [-——I— [ I

„„. . • . . - - .

Горизонт, глубина, - см

1>Го1

Т

Л1203

11

I

-1_

Солонец лугово-стопной ыорзлотшй,'

А1 О-Ю ,

В1 10-40 Бк Л 40-61 ВСк 6Г-86' С ,86-120

Ат , 2-32

69,0 50,3

64.3

49.4 63,В 54,2 .70,0 Ь5,3

56.5

10,9 20,3 " '14,8 20,9 '14,3 21,8 13.2 -.'23,3, -10.0 -17,5

4.0 8,4 8,8

10,2

5.1 8,3 -5.0' 8,8' • 4,7 ' 8,9.

37,0 55,2

38.2 .29,1

30.3 30,1

22.4 -. 36,4 9,3'' 35,9

Лугово-черноземная мерзлотная,: р. 2 •

А2В, Бк

•ВСк

С

32-60-

60-75

75-95

95-120.

68,7: 47,667,6 48,1 68.5; 48,2"

70.6 43,3

74.7

13,0 21,8 .13.5' 24,3 14,6 -22,2 14,5 19,3

п. з;

ад 13^3

4.2 ' 6,9 5.0 " 6,2 ' 5.9 7,9

1 -8,9

■■И

39,2 60,8

38.1 -'60,1

30.2 62^3 23,2 ,7 20,2- 61;2

Солонец луговой длительно-сезонноморзло'

1-10 10-34 34-52

В1-Вк-"

ВСк.52-82

С ' 82-130

67.4 ¿0,5 '

4275

66.5 43,4 63,4 ' 47,6/70,0 . ■ 46,0

•14.5

2573

17.2 19,8 16.619,6 12,628,2

НТО

6.2 8,7 5,4 7,9 -5.2 8,2

23,0 54,8

22,0 44,3

18,3 41,5

17',6 33,6

17,3 ,7

Р.1

33.2 ,7;4 4^2 51,4 14,2 5,3 '48,1-17,6 .4,2' 47,6 12,7 /3,3

43.8 15,5 4,8

34,4 2,6 ' 2,2

34.3 3,1 2,5

30.2 3,6 3,9

29.3 " 3,9 2,1

' 30,1 4,8 3,9 ный, р.8 '' -28,7'П;3 " 5,2

21.9 30,3' 3,5 - 29,6 26,2 "2,8

31,3 26,7. -3,4 37,0 24,9 3,4

: «■ • -4. • Мине; ¿логический • состав илистой фракции

■ . Основными ком юнаками гилксхой фракции ¡луговс^настановых солонцеватых почв и I элонцов луговых длительно-сезонномерзлотных являются минералы монтмориллонитовой группы, в,основном,представленные монтмориллонитом (54-9®); содержание остальных минералов не превышает 10-4€£?. Илистая фракция лугово-степных мерзлотных и длительно-сеэонноморзлотных солонцов состоит,• главным образом, из слюдомонтмориллонитоиых образовании с высоким содержанием . ..-ыонтморкллонитовых пакетов (45-605?) и гидрослюд (35-60$). Содер-.жание хлорита составляет'около. 10$. .•.-■■ .•-/.- -"

г - Соотношение: между глшистыми^минералами в исследованных --мерзлотных и длительно-сезонномерзлотных почвах изменяется по го-. ■риаонтам довольно значительно. В верхних горизонтах по. сравнению с.-почвообразующей породой в-составе . илистой фракции снижается,- . доля монтмориллонита-(независимо от того, представлена.ли она индивидуальным материалом или пакетами в-смезаннослойном образова- • нии) и хлорита, что сопровождается значительным>(2-8 раз) увели- -^чением доли гидрослюд, а :в ряде случаев и каолинита. Одновременно происходит диспергирование и структурное разулорадочивание-монт- : мориллонитового компонента, Дифференциация такого-рода характерна >:для почв,;испытывавших в прошлом или испытывающих.в настоящее 'Время действие ц елочных растворов и,' следовательно, вполне зако-. номерна и-для изучаемых почв (Травникова, • 1976,1977; Корнблюм и ■' др., 1972). Степень трансформации профиля по илу возрастает вместо с увеличением солонцоватости: от лугово-каатановых-солонцева-тых почв к солонцам. • ,

Высокоо содержание в иллювиальных, горизонтах мерзлотных и длителыю-созошюморзлотных соло1щов минералов:монтмориллонитовой •группы способствует проявлению более высокой-гидрофильности этих

горизонтов. .Во .всех.исследованных почвах в* составо глинистых ми-.-"' Тнералов присутствует хлорит,, чем в известнойморе можно ■ объяснить » ш2сох00 содержшше поглощенного мапгля! в солощових почвах.'-,-■..Соловой состпп'почп. В условиях Забайкалья пронесен солена--копл'ения в-почвах и.грунтовых.-водах приобретают специфические особенности.. Они:,определяются-котловинным характером рельефа,- пестро. той литологического-состава-почвообразующих-пород," резко континентальном климатом, малым количеством и ливневым:характером осадков, а также длительным сезоншш проморзанием почвенно-грунтовой толци. ..В соловом режиме: почв Забайкалья четко выделяются две характерные • тенденции, в солевой аккумуляции и миграции: длительное1 соленакоп-. ■лонио (зима-осень-раннее лото)- и кратковременное■ рассолешо во '• ' второй половине лета. (Митупов,- Г967.1973; Королек; Л970;1972) .-.- . В мерзлотных и длительно-сззонномерзлотных • солонцах ¡ как правило, верхний.надсолонцовый горизонт содержит незначительное количество водорастворимых солей-0,08-0,09%.. Максимальное • количество их: в мерзлотных солонцах:.! отмечается * в - горизонте» К^,; на глубина-' 60-80 см, т.е.. в слое^где происходит:испарение.капиллярных растворов, поднимающихся от надмерзлотной верховодки..Плотный- остаток • составляет здесь 0,19256.'.Ниже содержание.солей убивает, составляя в почвообразущей породе .0,161%.; В составе анионов,изучаемых-со-" лонцов преобладают бикарбонаты и сульфаты. Хлорвды,' благодаря хорошей растворимости.и слабому биологическому поглощению, быстрее * 'других солей-выщелачиваются из почвенного профиля (табл.2). . . ■ • ? .. .В составе" водорастворимых • катионов мерзлотных»солонцов - во ., всех горизонтах-преобладает.магний и.кальций., Некоторое:увеличение -кальция наблюдается в": горизонтах Вк:и ВСК.-,Содержание натрия.не- , ; значительное," В:катионной части• сезонномерзлотных. солонцов- преобладает натрий¿^содержание которого > в надсолонцовом.горизонте не-; -значительно, " 'ниже по профилю количество • его .резко возрастает •• Л',':

(табл.2), Кальций и магний имеют такое же профильное распределе- Ъ нйв,-как. в мерзлотных солонцах, но количество.их'меньпе по срав- ^ нению^с натрием. В- .оставе анионов преобладшот.бикарбонаты й- ■•*: -сульфаты. Изучаемое солонцы характеризуются сульфатно-содовым типом засоления. Данные таблицы'2 показывают, что процесс почвооб- ; разования в морзлотных и длительно-сезонномерзлотных почвах 'про-; •

такает в условиях целочной реакции среды*' -

, - I. ' . . .-,-1:'■■ Таблица. , 7 •.■■,-

* | Состав водорастворимых-солей {%) V ■- : ; -ч

зо£т~{оЩ? } НС03- | СГ { 5 04~| Са"14"! | 'рН • >ток>% I_!__;_! ' ' •V I I_

- • • ' Лугово-степной сорзлотный солонец, р.1 -А^ 0,085 0,043 0,004 0,019 0,012 . 0,005 .0,002 ,7,3 \ В£ 0,133 - 0,073 0,008:'0^024 "0,013 0,010 - 0,005". 8,1 «ЕкЛ 0,179 0,079 - 0,018 г 0;043 0,014'. 0,018" 0,007 ■".' 8,"4 .Век , 0,192 0,085 0,014 ' 0,050 0,021• 0,017 0,005> 7,в' С г -; 0;1б1. 0,036 0,057 0,028 0,015, 0,020 .0,005 7,5,

Луговой.солонец длитольно-сезонномврзлотный, р.О -.ч.г-А1'; ;0,09Г . 0,058 0,002 : 0,"014 0,004 0,004 : 0,009, 7,5 ' " : В1 ' 0,126 0,079 0,005 0,022 0,002 - 0,002 0,016 0,4 *

ас.^; ]о,204' . 0,100-; 0,006 0,062 .0,006 0,008 0,022 8,8

-'Век - ; 0,277 - 0,129 0,006 - 0,092 . 0,008 " 0,010" 0,032 . 8,8 • 'С г": 0,292 " 0,074 0,045* 0,117 . 0,006 0,010 ' 0,040 9,0 „

* • • - Таким образом, формирование мерзлотных солонцов.нам. представ--?ляотся;следующим,образом., Сравщтелъно молодой; возраст -окружающих -. ¡горных.массивов в условиях-розко континентального климата и.ливно-: ■вого_характера выпадающих осадков .приводит к интенсивному; вызола-: чиванию логкорастворимых^солой;при. их выветривании'. Логко раство-" римые соли, мигрируя по уклону,'и ■ обогащаясь другими продукта.«! :<Л. выветривания, способствуют образованию бикарбонатов цолочей ике-лочныхгзомоль с .примесью, сульфатов и хлоридов, .накапливающихся" у

,. основания склонов, .вызывая засоленио.нодмерзлотной>верховодки. :В •

■ результате "длительной: пульсации легкорастворимых. солой в зависи-

• мости от минерализации надмерзлотной ворховодки, соотношение в -- ней[соды и нейтральных.солей, длительность.обработки почв слабо--целопными растворами приводит к.развитию почв солонцового рлда'от

■ лугово-чорноземных солонцеватых почв до.мерзлотных солонцов.

.":■ Оипико-химаческио с по п от пл.. Сумм а обменных оснований солон-"цов мерзлотных:и длительно-сезонномерзлотных, а также зональных--"почв,- зависит/в-основном от■содержания гумуса и механического состава. В мерзлотных^ солонцах она значительно чем-в длительно-сезонномерзлотных. В мерзлотных солонцах сумма обменных оснований составляет.около. 37-38, .а в.длительно-сезонномерзлотных - но пре-выдает 22-23 м-эквна 100 г почвы (табл.1)*. ,.....- ;

• • - • Для солонцов:мерзлотных и длительно-сезонноморзлотных характерно изменение>состава обменных катионов.по профилю.. Содержание, обменного натрия в элювиальном горизонте.мерзлотных-солонцов но превышает влшлювиальном увеличивается.и достигает 14,2% от-емности.обмена. Для ¿всех генетических горизонтов мерзлотных солонцов характерношовьшенное содержание обменного магния/,В.элю-.....

виальном,горизонте."его; содержится 33^2?, а в иллювиальном -

отемкости обмена,- Солонцам длительно-ссзонномеролотшм■ свойст- - -венно более высокое содержание-обменного-натрия;. Количество его ; -в солонцовых горизонтах составляет 30,35,. а о Сменного. магнлп. -21,9$ отсуммыг обменных ката оно в.; В составе - поглс-денных оснований : .гумусово-олюшального' горизонта мерзлотных н длительно-: сезонно- .*. ; мерзлотных солонцов преобладает КаЛЬЦИЙ.\ В иллювиальном,горизонте:* длительно-сезонномерзлотных солонцов поглощенного магния :в 2 раза -'меньше; 'чем кальция.Оумма обменныхгнатрия и• магния.в• иллкталь-,; ' ном"горизонте изучаемых мерзлотных и длительно-сезонномерзлотных . 'солонцов составляет, более Б0Г5 от. сум:.и обменных,катионов.''

5. Содсреднио и качественный состав гумуса . ■.«•,••.,;,, '

■ Образование гумуса в сезонноморзлотных почвах степной зоны-. Забайкалья протекав' в специфических условиях. Характерным для них"является низкая продуктивность естественных угодий, незначи-: тельные обций запасы биомассы, бедный видовой соста'в, низкая численность почвенной микрофлоры и фауны. Для образующихся в ЭТИХ. условиях солонцов'и каштановых почв<характерна.малогумусность и фульватный тип гумуса при высоком:содержании в нем.гуминов" (табл.3)' * * ,

., " В .ландшафтно-геохимическом-отношении Еравнинская котловина-: относится ж "лесостепной зоне с транзитно-аккумулятивной-поверх- • i ностьп. Развитие , здесь почвенного и растительного'покрова'протека; вт. в условиях слабоминералкзованной:верховодки и притока растворимых ■ вощест в со стороны водорадделов и высот, что ведот-к развитию -более богатого растительного покрова»по сравнениюсо<степной эо- . ной. Баагоприятный водно-темпоратурный режим■в' летний период -способствует, хотя и кратковременным, но; интенсивным микробиологи- ■"■■ чоским процессам. Значительное поступление >, органических - остатков -и .активная микробиологическая деятельность сказываютсл,:пре»де - г всего,'на относительном накоплении- гумуса и его качественном-составе. :.Исслодовшшыо почвы существетю' отличаются по этим призна- ; кам от1 длительно-созонномерзлотных: почв 'степной зоны;:. ■ • • : - ■ Мерзлотные и длительно-созонноморзлотныо солонцы различаются как - по общему: содоркшпт гумуса ,-так и по' характеру распределения ОГО ПО почвенному профилю. В ворхном горизонте мерзлотных СОЛОН-.'г цов;лесостепной-зони содержится 7-®,-а о иллювиальном- горизонте ■ (Bj-) содержание его составляет 5,0-5,0$. .. . * 'к

• В составе гумусовых ве-дестп мерзлотных-солонцов преобладают" гууиновмэ кислоты, ошоззгао Сгк:С.к-.йол1.'.тс единицы (табл.3). .. -:.

~ 11 г • ' ' '

. - • Таблица 3

Содержание некачественный состав, гумуса .

г }• ру ! Общее| С, % от общего. Г~Гуминовые}с зонт У содер}-,-г--,- кислоту, %Ггк

,..'.... То , ; .:зкание,иавлв+гуми-.фуль-»не- . -•—:—,п

} /.« + С, % каем.{новые: во-,}гидро*сво- {связ} фк } }; Iсмесь!кис— |кис--}лизн.!бодн.• с ,

} //а-й{лоты ¡лоты оста- и Са } 1 }. !р207-Н -.... { . ¡ток .{связ.| . }..

!. ' ! ^аОН! Л' ! . ! ' • !« ' ! ! '

_)., ) I ? Г 3 | • • > • -

Ч'-

Солонец лугово-степной мерзлотный,*рЛ V ' ";; , \ ■ •

8,08^0,20. '4,69 - 40,1 29,8 19,3 -:59,965,4 " 34.6Д.6 4,0 В: 5,87±0,31 , 3,41 " 50,8 : 31,1 19,7 49,2 53,8 46,2 1,3

, 1,84±0,20 I,СВ.":'51 ^6,•; 26,8 24,8 ^'48,4;^,6 - 67,4-1,1 3,7. • Лугово-черноземная мерзлотная,> разр.2", ' ; Л - .

'А]- . -' 9,55^0 ,* 42 -, 5 ^ 54 ч' 60,2*, 33,2 : 21,9;' 39',8';'.'31,4 . 68,6.1,8 з',9'. А1В- 7,20±0;30 ;'4, 18 \ 57,9 36,2' 21,7 42,1 -20,9 "79,1 "1,7 3,5';

Ек \: "2,58^0,19. -1,50 59,6 ; 37,8 ;21,8, 40,4.,. 18,4/81,6 1,5 3,б

Солонец лугово-степной;мерэлотный, -разр.З ' " . . •

Ах ' -7,2^6;4011;4;20'^51^30,4 21,*4< 78,3 .21,7-1,4 4,2 .

.В^ "; ,5,23±0,36;^3;04:;:52;б:;'28,8': 23,0;: 47,'4\ 54;9 :"45,Х'Д,2'3,8 . V *л!,62^0,21 ; 0,86.; 50,7. -25,4 - 25,3.; 49,3 ,31,4 68,6 1,0 3,7'

. Солонец луговой длитольно-созонномерзлотный, разр.8 ■ Ах 2,70*0,14 1,57 * 42,0 25,0.17,0 58,0 32,6 67,4 1,3 4,5 В£~ • *Т.91±0,14 -1,11 42,0 23,0 19,0 58,0 22,4.77,6 1,2 4,7 В^ -1,58*0,11 '0,91 41,0 17,0 24,0 59,0 23,8 76,2 0,7 4,6.

• Лугово-кал;тановал солонцоватая-длительно-' " ■ - " • " .....

V. '. ч _ созо1шо-мерзлотная, разр.9 ■ - . . . ■ : ; :.: -'А^Г.^-г.-е^ОИО- 1,68 50,0 -30,6 - 18,4 '50",0 24,8 75,2 1,6 4,4:, В1 1,46^0,20^.0,85 ' 38,0 22,0.16,0 62,0 18,5 81,5 1,3 4,6 Вк / 1,05±0,юЧ,69 40,0 22,0 18,0 60,0 20,0 80,0 1,2 4,7

Каштановая длительно-сезонномерзлотная, разр.Ю ■■■■.>■ ■) Ах 3,24*0,11. 1,88 42,8 29,3 .23,4 57,2 20,3 79,7 1,2 3,7 ; лв1: ;2,83*0,14-- 1,69; 40,7 -20,3 20,4- 59,3 ' 18,2:;81,8 1,0 3,8' Ек - .0,97-0,08 0,55 39,0 18,8 20,2 61,0 ' 17,9 82,1 0,9 3,7

■ . Шесто с тем эти солонцы отличаются довольно- высоким 'содержанием ' свободных и связанных с подвижными-полуторными окислами гуминовых:' кислот и : ворхних горизонтох -до-79,3?. от общего количества.' Совпа-' . дение. пориода гумусообразовашя с повышенным накоплением носили-.-^ катных.форм полуторных" окислов в результате "надморзлотного гидро-морф-лзма и внутрлпочвенного "выветривания". (Макеев,'1975) .способ- ; •ствует образованию, в мерзлотных/солонцах подвижных форм гуминовых>; кислот,' в том число и в виде,комплексных их соодиноний'. • Это-может ;

- служить косвенны}« подтвервдением:того;..что-в солонцах полуторныо V окислы.мигрируютпреимущественно в.вида:металлоорганических комп-"*

.лексов," что. отмечалось в ряде работ ¿выполненных на; кафедре почво-1': ведения ТСХА., - ; . ;

а:., .;-.Кра№10 'ноблагоприятные-условия,,'создою1чиося -для• передвижения:5 :растворов через иллювиальный горизонт, а также попеременное воз-I действие, промораживания, ■ ¿пйсо !бст'вуют конденсированию.продуктов -гумификации ;и закреплению, их в' форме прочных - соединений, с - полутор-: ными окислами. Таким-образом,'даже в-солонцовом.горизонте отноше-; ние'Сг : Сф сохраняется больсо единицы,- несмотря на-насыщенность. :натрием и магнием почвенно-поглощающего комплекса-и, высокуюраст-.' 1 воримость .гумуса,- Возможно, что.фульватно-гуматный состав органи-• ческого 1 вещества .в-мерзлотных солонцах обязан.не' только, современ-ному-процессу почвообразования, но и носит-реликтовый характер,- • '.свойственный почвам луговой стадии- почвообразования. а >: * ' ■* м>'Повышенное содержание фракции гуминовых0кислот, связанных, с1 подвижными полуторными окислами,; типично для мерзлотных.солонцов.;

> . - г - * - .

.Чем .больше .зтой' фракции в составе гумуса, том меньше ¡к пептиза-, . - - • - ' . . :ция^ Как отмечал- Н.Д:Градобоев (1972), вэтом случае наругается ^

'»коррелятивная связь* между; количеством. поглощенного натрия; и.пеп--

- тизируомостью, почвенного • ила. Наши исследования - показали, что ; количество воднопептизированного ила: в ■ лугово-степных, мерзлотных ,.;

солонцах очень незначительно и не может играть сколько-нибудь за-метцугароль в проявлении солонцовых свойств.'Содержание фульвокис-лот в*лугово-ствпных мерзлотных солонцах вниз по профилю•увеличивается',' ' поэтому отношение Сгк : Сф>к в солонцовых и подсолонцовых

горизонтах, как правило,-больше или около единицы. •• .....

, > ^Лугово-мерзлотные'черноземные почвы отличается также • погашенным -количеством подвижных.гуминовых кислот,: составляющих 20-30$ : общей:их"суммы.'Однакокооффициент цветности.свидетельствует о том, что гуминовые кислоты отих почв имеют более выраженное ароматическое ядро, а малая- устойчивость к.электролиту говорит об их.-незначительной'дисперсности. Следовательно, гуминовые кислоты зо- , нальных.почв характеризуются более сложной природой по сравнению с гуминовыми кислотами мерзлотных солонцов. , IVмyс морзлотных солонцов отличается более сложной природой,-чем гумус длительно-се-зонномерзлотных солонцов.- - . : ■ -

' - ■_■- : ; 6/ Содержание подвижных соединений -.■■■-

: -Экспериментальными исследованиями (Цорупа, 1968; Панов, ■ Цо-

рупа; Квачл; 1971; Панов, Гу^н, 1977 и др.) установлено,'.что со- . * ■■ • . ■ - . - - . Г Л . 1 . "• * * ' ' . . - - * ¿-Л к* • - -..Д.' ; ' -. - . . .... .

лонцовые почвы*отличаются-от зональных повышенным содержанием под-, вижных соединений и четкой дифференциацией их по профилю. Для со- ; лонцовых почв характерен такжо.значительный запас потенциально--','• подвижных. соединений, природа которых изучена слабо. "Приурочен- •>•-■■ ность потенциальноподвижных соединений к солонцовым горизонтам, а

.также■. их тасная зависимость отраспространешш илистых частиц ука-- > < - •

.зываот на- определенную взаимосвязь4 этих соединений со вторичными -

• ' .....> ч г , .

образованиями.:- ..* . ..

... - 1. о ■ 1 ...V . ь " ■ . ' >. ■ ■ . > ...

..-'1:4 .-»» -г* »г г}'".... - "к ч .-V'■ . : • < .

- В; зональных лугово-чорноземных. морзлотных - и каштановых дли-толыю-ссзонномерэлотных почвах отмочаотся небольшое" количество : водорастворимых СООДННОНИЙ и по профилю-их количество изменяется '

несущественно.

• „"у. - В мерзлотных солонцах содержится повышенное количоство водо: растворимых« соединений, причем наблюдается1их.четкая-диффоренциа-: ция»по > профилю»«' • В надсолонцовых: горизонтах -количество подвижных

мшералышх- соединений: минимальное, в солонцовом И: под солонцовом,-'максимальное. Увеличение суммы легкоподвижных соединений в' солон-■>..цах по сравнениюгс зональными почвами происходит благодаря- накоп-: ¡лению кальция, магния и натрия; особенно,-заметног возрастает их ;

• содержание в солонцобом .и надсолонцовом горизонтах.'; - ч- < - • " ->'.■ .*. ; Образованию. подвижных соединений», способствует - временное ■ из- ■

быточное, уапажнение,-которое характерно как для сезонно-мерзлот-•< ных,.так и морзлотных солонцов. " * • - .По-сравнению с мерзлотными ^солонцами в профиле длительно-се--. зонномерзлотных .солонцов процессы глееобразования выражены менее .■'. ■ " четко. Весной в этих почвах законсервировано г меньше- влаги по сравнению с мерзлотными почвами. Оттаивание сезонно-мерзлотных почв| одновременно идет как . сверху, так и снизу;'поэтому атяние избы-.

• точного'увлажнения.проявляется'не ^так;активно и'не■столь длитель».£ нов время, как г в мерзлотных. Следовательно, : совокупность:процес-> Д ейр^ связанных сосвобождениемнесиликатных форм полуторных окислов и других соединений,-идет"менее интенсивно. ' '

- к ! ■ . ,, ■ ' - • ' - „.....~ . ;

Отсутствие в профиле длительно-сезонномерзлотных почв ее- ;

'тественного гидрологического барьера,.обусловленного многолетней V*

мерзлотой, способствует трансформации и-выносу за-пределы почвен- ?

Iного профиля некоторой;части подвижных соедийош1й;: Все ото•вместе -

'взятое ведет к меньиему накоплению оксалатнорастворимых форм же- <-'

■леза^ в профиле сезонномэрзлотных почв по, сравнению ■ с мерзлотными. .'

: . - . -> Повышенное количество подвижных-форм железа в верхних.гори-,г'

: зонтах солонцов по сравнению с 'зональными почвами: связано, с про-.-.

цессами временного оглеения, обусловленного крайне отрицательными >водно-физическими:свойствами иллювиального горизонта. ^ -, ; ■ Изучение профильного распределения подвижна продуктов почво образования позволяет прийти к заключению, что все исследованные солонцы мерзлотные и длительно-сезонномерзлотные. характеризуются однотипным строением профиля, образованного последовательным рядом горизонтов. Однако в.количественном отношении профильная дифференциация содержания оксалатнорастворимых форм полуторных окислов наиболее выражена, э мерзлотных , солонцах, отражая большую .степень проявления глеевого процесса и,криогенного.накопления в профиле отих- почв по'сравнению с длительно-;сезонномерзлотныш1 солонцами. Таким образом, по мере усиления^признаков морфологической и химической солонцоватости почвы возрастает количество и.подвиж-■ ность минеральных соединений.:' : ,

:.>.", Во всех,анализируемых разрезах длительно-сезонномерзлотных и мерзлотных почв в верхних горизонтах обнаруживается накопление оксалатнорастворимых форм полуторных окислов. Но, в мерзлотных- . солонцах-количество -оксалатнорастворймого железа составляет . -1,3-1,556, а в длительно-сезонномерзлотных всего'лиЁь 0,4-0,7^.' ", Накопление оксалатнорастворймого железа в верхних горизонтах происходит и в тох, и в других солонцах за счет суммарного аффекта биогенного и криогенного накопления. . Основной причиной, вызывающей активное-новообразованно полуторных окислов в мерзлотных со-' лонцах,являются резко выражошше" восстановительные процессы, возникающие весной при\оттаивании сверху ^фронта сомкнутой длитольной сезонной и многодетной мерзлоты^ Так;как.к.началу"оттаивания в -поверхностных горизонтах скапливается больаое количество влаги, , которая затем, мигрирует ¡ьелод за фронтом.оттаившг.ш, то, на грани-■це надсолонцового и солонцового'горизонтов,: из-за крайно отрица-

тельных.водно-фнзичоских свойств иллювиального:горизонта, постоян ного подпора ^'надмерзлотной верховодки" в "это время в наиболее ин тенсивной "форме могут проявляться; восстановительные процессы..' Исследованиями Н.-СЛСауричева (1968) показано,- что' характерной ' особенностью поверхностного оглеения^является "расшатывание". мине- ... ральной основы почв;,вследствие чего,полуторные - окислы-из устой-' чивых форм-трансформируются в растворимые. Последние липь частич^ но.выносятся за проделы горизонтов,"основная масса.образует орга-но-минеральные соединения с 'гумусовыми кислотами, ^больвая.часть

которых"осаждается на месте образования,;а другая - мигрирует в . * - - ... -„ • иллювиальный горизонт; ^ ■ • . — •< г,' \

V,.* : Насыщенность.поглощающего комплекса натрием и магнием и;: как следствие, крайно неблагоприятные•водно-физические свойства иллювиального горизонта-вызывают резкую смену окислительно-восстано- \ вительных условий на границе солонцового и надсолонцового гори- : зонтов и"создают своего рода геохимический барьер; В этой части • профиля и осаждается большинство органо-минеральных и других рас-1 творимых ■ форм соединений железа и алюминия,. когорыэ 1 затем участ-. -вуют в синтезе вторичных глинистых образований, играющих большую.: ро_/1ь в формировании иллювиального горизонта. >• .

■■'■.. ■ , 7. Фракционный. состав фосфатов, мерзлотных почв ■ ;,... ; \ -

ч/ Фосфор - один из основных»элементов,-необходимых"для-роста_'-! и развития растений: Источником питания "растений:являются•разные » формы'фосфора. В частности, наиболее, доступнцо соединения- фос- ■ фаты щелочных■ и" щелочноземельных элементовисключая высокооснов-шв кристаллические фосфаты кальция типа аппатита. , - ■ , . -V В Сибири многочисленными опытами: С.М.Поставской,■ Г.П.Гамзи-кова (1975), Л.Л.Лнтипина (1978), Н.Е.Абапгаовой, В.И.'Дугарова (1982) .выявлена высокая эффективность'фосфорннх удобрений.: В то г.

же время, особенно для изучаемого региона, явно недостаточно сведений о фракционном составе.почвенных фосфатов. В изучаемых мерзлотных почвах - лугово-чорноземной и солонце!.- фракционный состав минеральных фоофатов в нижних'горизонтах довольно близок.;,.Верхние горизонты данных почв заметно.отличаются по абсолютному.содержанию железофосфатов- (табл.4). ,.>/,.' , '.'- • - : ■ Таблица 4

г ,.Фракционный состав* минеральных форм фосфатов в мерзлотных

* * ' ;почвах _ "" ■л''.:,-.-.-■■'■.-.,.■...: . ■

Гл^нал '' ■ Мг/1°° г " , |: су~

I Са^Р^Са-Рп'}А1-Р { Ге-Р, { Са-Рц |

•Лугово-черноземная-мерзлотная, разр.2

А1\

а2в

Вк Век С "

А1

Ек , ,Вск

2-32 - 6,4 7,1 20,5 ' 7,5 47,7

32-60 '4,9 8,3 '4,3 .19,5 "7,3 - 44,3

60-75 4,3 28,4 4,2 12,4 14,3 ■ 63,6 '

75-95 5,2- * 24,3, 6,2 14,2 15,2 " 65,1'

95-120 5,8 14,2 . 7,2 17,4 б;з 50,9

Солонец . лугово- -степной мерзлотный, разр Л " ■

\ 1-Ю 6,2 0,8 "13,0 36,4 " 9,1 74,3

10-40 4,6 8,1 7,0 ' 33,8 -8,7- 63,0.'

/40-61 ( 4,4' 19,6 5,4 ■•"20,6*: .17,7. . 67,3 '

61-76 6,1 23,4 4,7 20; I 15,6 70,9 -

■ 76-120 7,4 13,2- 7,5 •19,6 7,2 54,9

'Содержание наиболее растворимой и легкоусвояемой фракции < Са-Рр низкое. . Некоторое .увеличе1сие ео вниз по профилю у солонца ^

- мерзлотного;свидетельствует о присутствии легкорастворимых солей гв надмерзлотной верховодке. Количество фракции Са-Рп, которая

- является'ближайгим-резервом для питания растоний,.невысокое. Роз-.кое увеличение ее наблюдается только в карбонатных горизонтах;

! Алкмофосфаты накапливаются 'в-основном в верхних горизонтах.'Во • ' фракции минеральных фосфатов.:в мерзлотных почвах накапливаются'

• преимущественно железофосфаты.- .Это накопление идет-за- счет1крио-генного ожелознения мерзлотных почв,-а в солонцах и за счет про--'Цессов временного глееобразования^,Состав и-распределение юше- ; > ч ральных'фосфатов.« в-профиле определяется процессом почвообразова- • ния. Доминирующее значение в закреплении фосфатов-в мерзлотной г < - зоне играют:несиликатныо полуторные окислы,', особенно-железа. - ;

• В II в о д ы ^ /

• у Механический состав, мерзлотных^и длительно-сезонномерзлотных солонцов преимущественно тяжелосутлинистый."Распределение или-..стой фракции указывает на-'четко выраженный'элювиально-иллювиальный процесс. Валовой химический состав свидетельствует о = чатко 'вира-,: женной профхльной диф^ореьартации' кремнезема'и полуторных окислов.' ; ■„•:: 2. Водержание легкорастворимых солей в солонцах 'мерзлотных?:; . и- длительно-сезонномерзлотных 'невысокое,.' а распределение - их- по - ■■ • . профилю неравноморное.■• Засоление сульфатно-содовоо. - Процесс поч- • '•вообразоваиия¡протекает:в условиях-целочной реакции: > ••:-.

. . 3. Мерзлотные солонцы отличаются повышошой: емкостью ПОГЛО- * ; щенйя и по содержанию • натрия ■ относятся (К ■ малонатриевьм,. а.' длит ел ь-: но*-созонномерзлотныо -' к средненатртевым;. В.иллювиальных,горизон-: тах солонцов длительно-сезонномерзлотных.содержание поглощенного..г, кальция в "два'раза, больше, чем магния... - '

."„•.„■ V- , Во всех исследуемых -горизонтах 'изучаемых • солонцов,'.кро-ме; элювиальных",сумма- обменного* натрия и магния составляет более:,? 50$. ' - * 1 ' * \ ' .

---.:. : 4/-'Длительно-сезонномерзлотные". солонцы существенно, отличают-'? ' ся от; мерзлотных, солонцов по содержанию" гумуса. И:его -качественно-.' му составу. -Для гумуса длительно-сезонномерзлотных солонцов,, характерно' высокое содержание гуминовых. кислот,--связанных- с кальцием,- и повышенное-содержаниечуглерода,'негидролизуомого остатка. ? :-- '

В мерзлотных солонцах преобладают гуминовае кислоты,■связанные с 'полуторными .окислами i что объясняется интенсивным накоплением не-силикатных;форм.полуторных окислов. . ■..■'■■:-.- д.^'

• ; 5. Г]умус солонцов'в целом имеет меньшую степень конденсиро-ванности по' сравнению с зональными почвами, о чем можно судить по величина коэффициента цветности и порогу коагуляции. Повыпонное . содержание■подвижных гуминовых кислот в иллювиальных горизонтах ': мерзлотных;солонцов (более 50$ общего содержания)'свидетельствует об интенсивной миграции их из;верхнего горизонта в форме орга-ио-минаралыых соединений и активном участии последних 'в* формировании профиля солонцовых почв. • ' -.-''•:

г б; Мерзлотные и ддительно-сез'анномарзлатныа солонцы отлкча-. ются от зональных почв "повышенным содержанием водорастворимых ... соединений- и четкой дифференциацией их по профилю (минимум - '.В Г- ' надсолонцовом", максимум - в' солонцовом; и "подсолонцовом горизон-. тах). Общая сумма; водорастворимых соединений -в мерзлотных-и дли-тельно-сезонномерзлотных солонцах по сравнению с зональным« почвами увеличивается в результате накопления кальция^ магния и натрия/ Значительная часть водорастворимых элементов находится -.в -v форме комплексных соединений. Исследованные элементы по интенсивности связывания'в комплексы располагаются¿в следующий ряд: • ' ' Fo > AI > ¿£ > Ca,;Mg . ... "--о

: . ",'.'7. В мерзлотных и дяительно-соэонномерзлотных солонцах содержится бол ьпо потенциальноподвижных соединений, чем в зональных почвах,, среди шх преобладают полуторные ою«слц железа. В мерзлотных солонцах; по: сравнению í с длительно-созотюморзлотнши содержится больно несиликатного железа;.что в первую очородь связано с более жосткими условиями внутрипочвфшого выветри ваш л в * профиле мерзлотных почв, а также с более выраженными условиями' .

временного глееобразования в'связи.с наличием гидрологического барьера, обусловленного многолетней;мерзлотой, препятствующего вы. носу несиликатного железа за пределы почвенного.профиля.*;.

.... . 8 В лугово-черноземной-почве и солонцах-мерзлотных минеральные фосфаты представлены преимущественно железофосфатами, Содержание " наиболее доступных для питания растений фосфорных соединений: . . ■ . (фракция Са-Р^) низкое при невысоком уровне ближайшего розорва ус— 1 вопотк фосфатов (фракция Са-Рд). - ,,

, .... 9.. Основными компонентами тонкодисперсной части мерзлотных и длительно-ссзошоморзлотных солонцов являются слэдо-монтморнлло- • нитовые образования с высоким содержанием монтмориллонитовых па-..кетов <45-60%) и гидрослюд (35-60^), Одновременное иллювиальных- • горизонтах происходи? диспергирование и структурное разупорядочи-, ; ванио монтмориллоштового компонента. Степень трансформации ■ гли-. нистого материала возрастает с увеличением,солонцеватости. '

10. Изучаемые мерзлотные и длительно-сезоннокарзлотные со-.:-лонцы характеризуются однотипным строением почвенного профиля; - . ■ Распределение илистых частиц,: легкорастворимых "солейи соединений, основных химических элементов вдет.по содонцовомутипу. Однако, в, ! отличие от длительно-сезонномерзлотных,: мерзлотные солонцы более ; гумусированы.' За счет криогенных процессов в лх профтае. накаляй-. •• вается больсео количество-несиликатного железа. Основная фракция гуминовых кислот представлена■свободными и связанным! с1 подвижны-. ми полуторными окисл »ами, что является следствием полной коагуля-' ции воднопептизируемого ила.- Минеральные' фосфаты предстааюны' -у;,.,-преимущественно малоподвижными железофосфатами. .

Предложения производству

При сельскохозяйственном использовании нужно учитывать неблагоприятные водно-физические свойства солонцового горизонта и присутствие легкорастворимых солей в профиле мерзлотных солонцов. Мерзлотные солонцы, несмотря на высокое содержание гумуса и пошенную обеспеченность валовыми формами азота и фосфора, отличаются низкой нит-рифнкацпонноп способностью и малой подвижностью фосфат-ионов. Поэтому для получения устойчивых урожаев необходимо применение азотно-фосфорных удобрений.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Якимов С. Н. Характеристика мерзлотных солонцов Забайкалья. Доклады ТСХА, ¡976. пып. 218. с. 27—30.

2. Папой Н. П., Я к и м о п С. Н. Органическое вещество солонцовых почв Забайкалья. Известия ТСХА, 1977, вып. 5, с. 108—114.

3. Панов Н. П., Якимов С. Н. Содержание подвижных соединений в мерзлотных солонцах Забайкалья. Известия ТСХА, 1978, вып. 1, с. 101 — 107.

Л432331 11.04.89 г. Объем I1/« п. л. Заказ 961. Тираж 100

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

Ёеспла1гнО