Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Характеристика кислотно-основного состояния подзолистых почв центрального лесного государственного биосферного заповедника

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Характеристика кислотно-основного состояния подзолистых почв центрального лесного государственного биосферного заповедника"

На правах рукописи

коробова нелли леонидовна

характеристика кнслотно-основного состояли подзолнслъи почв центрального лесного государственного Еносгетюго заповедника

Специальность 03.00.27 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1996

Работа выполнена на кафедре химии почв факультета почвоведения Московского государственного универ итета им.: М.В.Ломоносова.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Т.А.Соколова

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.И.Савич

кандидат биологических наук,

от. научный сотрудник МГУ М.И. Макаров

Ведущее учреждение: . Почвенный институт им. В.В.Докучаева

Зацдаа ' состоится "¡^" апр&Д$ 1996 г. в 16 30 час

в ауд. М-2 на заседании диссертационного совета К 053.05.16 МГУ им. М.В.Ломоносова

119899, Москва, ГСП, Воробьевы горы, МГУ, факультет Почвоведения, Ученый совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ

Автореферат разослан МСЯрТО!_ 1996 г.

Приглашаем Бас принять участие в обсувдении диссертации на заседании диссертационного совета, а отзыв на автореферат е 2 экземплярах просим направить по адресу:

119899, Москва, ГШ, Воробьевы горы, МГУ, факультет Почвоведения, Ученый совет.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор биологических наук, профессор у" , ■ „.. / Г. В. Мотузова

. с )> ( ' I.

Актуальность: В свяэи с неблагоприятным влиянием кислотных дождей на экосистемы в ряде регионов планеты одна из существенных задач почвенно-химического мониторинга заключается в наблюдении аа кислотно-основным состоянием почв, которое может быть охарактеризовано широким набором разнообразных экстенсивных и интенсивных показателей. Очевидно, что при разработке системы показателей кислотно-основного состояния почв в связи с задачами мониторинга необходимо изучение пространственного и сезонного варьирования показателей и оценка их чувствительности к кислотным воздействиям.

Целью работы была характеристика кислотно-основного состояния подзолистых почв ЦЛГБЗ, развитых под лесной растительностью,, с использованием набора показателей в связи с проблемой почвенно-химического мониторинга.

Основные задачи:

1. Дать общую характеристику кислотно-основного состояния двух разновидностей подзолистых почв - белоподзолистых и палевоподзо-листых (оба термина используются так рабочие названия), широко распространенных на территории Центрального Лесного Государственного Биосферного Заповедника (ЦЛГБЗ).'

2. Изучить варьирование значений рНнго рНкс1 в разных генетических горизонтах исследованных почв и оценить вклад в общее варьирование этих величин следующих факторов:

а) пространственного варьирования в пределах одной площадки 20x20 м;

б) пространственного варьирования в пределах, площадей большего размера;

- г -

в) временного варьирования по сезонам одного вегетационного периода;

г) временного варьирования по разным годам наблюдений.

3. Оценить чувствительность к кислым осадкам следующих показателей кислотно-основного состояния подзолистых почв ЦЛГБЗ: значений рН водной и солевой суспензий, содержание обменного Са, величин об-менннол и необменной кислотности.

Научная новизна заключается е том, что выявлен вклад пространственного и сезонного варьирования в общее варьирование значений рНн20 и рНкс1 в подзолистых почвах под лесной растительностью, в частности показано сильное влияние на эти показатели климатических условий года наблюдений. Установлено, что в палевоподзолистых почвах содержание обменного 1 Са, величины обменной и необменной кислотности и значений рНнго и рНкс1 являются показателями в равной степени чувствительными к кислотному воздействию в условиях модельного полевого эксперимент».

Практическая значимость: Материалы диссертации можно использовать при составлении программы и проведении почвенно-химического мониторинга.

Апробация: Материалы диссертации докладывались на научной конференции студентов и аспирантов Биолого-Почвенного факультета Санкт-Петербургского Государственного Университета и на заседании кафедры химии почв факультета Почвоведения МГУ.

Публикации: по теме диссертации опубликовано три статьи и две статьи находятся в печати.

Объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы (22 наименования).

Глава 1. Природные условия, характеристика почвенного покрова почв заповедника, объекты исследования.

По литературным данным характеризуются факторы почвообразования, почвенный покров и почвы территории Центрального Лесного Государственного Биосферного Заповедника (Строганова, 1979; Карпа-чевский, 1977; Шоба, 1979; Трофимов, 1989; Гончарук, 1995).

В качестве объектов исследования выбраны белоподзолистые и папевоподэолистые почвы, название которых связанно с цветом горизонта А2.

Глава 2. Общая химическая характеристика почв.

Исследованные почвы характеризуются кислой реакцией (табл.1). При этом органогенные и подзолистые горизонты в палево-подзолистых почвах по сравнению о белоподэолиотыми имеют несколько более высокие значения ,рН, что ранее на массовом материале было показано М.Н.Строгановой (М.Н.Строганова и др., 1979), и связано, вероятно, с тем, что в условиях несколько повышенного гвдроморфиз-ма, свойственного белоподзолистыц почвам, продуцируются более сильные органические кислоты, такие как щавелевая (Кауричев, Ноэд-

рунова, 1962). Наиболее низкие значения рН водной суспензии (Соответственно 4.0 и 4.3 в Село- и палевоподзолистых почвах) свойственны нижней части органогенной толщи и верхней части подзолистого горизонта. Очевидно, именно в ату часть почвенного профиля не-усредненные органические кислоты поступают в наибольшем количестве. Залегающие ниже минеральные горизонты имеют менее кислую реакцию, поскольку они менее выщелочены и содержат меньше органических кислот.

Содержание органического вещества приближается к 100% в органогенных горизонтах, составляет 2.3 и 3.8х соответственно р горизонте а1а2 палевоподзолистой.и в горизонте а21ь белоподэолис-той почвы, и резко уменьшается в шкележзщкх минеральных горизонтах.

Максимальные значения обменной кислотности и ненасыщенности, в соответствии с наиболее низкими значениями рН, наблюдаются в нижней части органогенной толщи и в переходных горизонтах А2И1 белоподголиотой и А1А2 палевоподгодистой почв.

Очень высокие величины гидролитической кислотности свойственны органогенным горизонтам, особенно в белоподзолистых почвах, за счет депротонирования функциональных групп специфических органических кислот в растворе гидролитически.щелочной соли (в данном случае термин "гидролитическая кислотность" обозначает общее количество кислотных компонентов, которые титруются в растворе ЫаОАо, без вычета обменной киолотности). В минеральных горизлггах о низким содержанием органического вещества еще одним источником гидролитической кислотности могут быть минералы гидроксидов Ре и А1, гидроксшшные группы - на поверхности частиц которых' депротонируш ся

I

- 5 -

?и повышении значений рН, а также минералы группы почвенных хло-1TOB, составляющих значительную часть глинистого материала в гб-язонтах А2 подзолистых почв ЦЛГБЭ (Соколова, Трофимов, Толпеш-1.. , 1987). Показано, что прослойки гидроксида А1 в почвенных аоритах частично растворяются в растворе NaOAc, и перешедший в аствор А1 титруется как гидролитическая кислотность (Соколова, артынов.., 1988).

Проблема превышения гидролитической кислотности над об-5ННОЙ тесно связана с другой почвенно-химической проблемой - за-юимости ЕКО от рН, поскольку в основе того и другого явления лета процесс ионизации все более и более слабокислотных компонентов з мере повышения рН. Известно, 'что во многих зарубежных странах лесто понятия и термина "гидролитическая кислотность" использует-i понятие "необменная кислотность", которая определяется как раз-эсть между полной ЕКО, определяемой при рН 8.2, и суммой обменных знований и обменной кислотности (Thomas,.Hargrove, 1984).

В связи с этим в одном из исследованных разрезов белопод-мистых почв (4 ключ) была определена ЕКО полная и стандартная ри значениях рН 8.2 и 6.5 соответственно (Орлов, 1975). Для этого i разреза рассчитывалась ЕКО эффективная, как суммз обменных ос-эваний и-обменной кислотности (табл. 2). Из приведенных в табл.2 анных видно, что эффективная ЕКО значительно меньше стандартной, зределяемой при рН 6.5, поскольку обменные основания и обменная талотность определяются в незабуференных растворах нейтральных элей. Можно предполагать, что после взаимодействия с образцами целых почв величина рН равновесной жидкой фазы будет меньше 6.5. элная емкость катионного обмена, определяемая при рН 8.2, в орга-згенных горизонтах примерно вдвое выше стандартной за счет более

- б -

полного депротонирования функци- нальных групп специфических органических кислот. Сопоставление данных по величинам ЕКО эффективной, стандартной и полной свидетельствует о том, что эначительная часть обменных позиций в органогенных горизонтах относится к рН-эависимым. В минеральном горизонте А2 эта закономерность в целом сохраняется, хотя доля независимых от рН позиций относительно возрастает эа счет снижения содержания органического вещества и > присутствия глинистых минералов-носителей независимых от рН обменных позиций, связанных с изоморфными замещениями в кристаллических решетках.

Несомненный интерес представляет сравнение результатов расчета необменной кислотности, рассчитанной как превышение общей кислотности над обменной или как разность значений полной ЕКО и суммой обменных катионов (обменных оснований и обменной кислотности), (см. табл. 2).

Из данных, приведенных в табл. 2, видно, что в минеральном горизонте А2 величины необменной кислотности, рассчитанные двумя способами, практически совпадают. В органогенных горизонтах первый метод дает значения необменной кислотности примерно вдвое превышающие значения, рассчитанные вторым способом, несмотря на то, что при определении гидролитической кислотности обработка почвы раствором ИаОАс проводится однократно, а при определении ЕКС используется многократная обработка почвы раствором ВаС1г, причем оба раствора имеют одинаковые значения рН.

ТаОлгща i

06¡¡vM xiatiriecKca характеристика исследоваяных поча

pH зкз * 100 г- 1 неиа-сыщен- ЕООТЬ, :

• •Псчзи Pacpsa Горизонт Глуйкаэ., ca P.£0 KCl гукуо, X ойиеншэ гидролитическая кислотность

Ca Н Al

Белэ-подашию- тая 4' кгач L F 4.8 4.7 3.6 3.3 92.3 97.1 16.6 4.9 5.3 2.7 3.8 10.2 0.3 2.7 105.0 131.0 15.9 62.9

A2íh . " ' . 10-19 4.0 3,0 3.8 1.9 3.S 0.2 4.2 52.5 56.9

А2Сел 19-48 4.4 3.Q 0.6 1.6 2.1 0.1 2.0 14.0 58.7

Ш 48-80 . 5.5 4.9 0.1 , 4.1 3.3 0.1 1.0 7.0 8.0

ЯагйЕО- подзодис- ia¡: 5 КП/Ч . 1 F 5.2 4.6 4.5 3.4 93.1 9В. 5 15.6 а.8 1.9 0.7 1.1 1.1 0.07 0.7 не опр. кэ опр. ?5 43

H 4.3 З.б 90.2 9.4 5.5 3.2 0.4 15.8 49

A2ih 10-20 4.7 3.¿¡ £.3 1.0 0,4 2.5 0.2 • 9.6 87

А26ел £0-50 4.7 4.г 0.7 1.0 0.4 0.2 1.5 6.4 83

AEB 50-70 5.3 4.3 о.оа 9.2 2.0 0.2 2.0 5.3 32

Таблица 2

Некоторые сорбционные характеристики белоподзолистых почв (разрез 4 ключ)

мг - зкв * 100 г-1

горизонт глубина ЕКО Необменная кислотность

эффективная стандартная (рН 6.5) полная (рН 8.2) ЕК0рН8.2 ЕКОрНб.Б Гвд.к-ть обм.к-ть ЕК0рН8.2 ЕКО эфф.

ь 25.9 49.4 89.9 .40.5 100.9 64.0

р 20.5 53.9 89.9 36.0 118.4 69.4

А21Н 10-19 13.4 37.8 71.9 34.1 44.9 58.5

А2бел 19-48 7.9 12.6 17.9 5.3 9.7 10.0

Глава 3. Пространственное и временное варьирование величин рНнго. рНкс1 и активностей иона Н+ в водной и солевой суспензиях

В работах Л.О.Карпачевского (1977) и Л.Б.Холопсвой (1982) показано, что одним из основных факторов пространственного и сезонного варьирования многих почвенных свойств, в том числе и актуальной кислотности, в подзолистых почвах под лесом является смена в пространстве растительных ассоциаций, включат как древесный ярус, так и надпочвенный покров. По данным М.М.Абрамовой (1947) для подзолистых почв под еловым лесом ЦЛГБЗ сезонная динамика значений рН в годы о разными климатическши условими была различной, причем максимальное варьирование этого показателя наблюдалось в псщотиякэ.

Палевоподзолистые и белоподзолистые почвы характеризуются близкими значениями коэффициентов вариации показателей рНнго 11 рНкс.1 (табл. 3, -4). Для величин активностей ионов Н+ коэффициенты вариации измеряется десятками процентов., Ни в белоподзолистой, ни в палевоподзолистой почвах не наблюдается закономерного снижения вниз по профиле' коэффициента вариации и межквартилыюго размаха ни по одному из показателей.

Проверка по критерию Колмогорова показала, что о вероятностью 0.95 распределение величин рН нео отлично от логнорматгьно-го, г величин ан+ НгО - от нормального, что связано, вероятно, с недостаточно большим объемом выборки. Вместе с тем, распределение величин рНксг обнаруживает некоторую тенденцию к логнормальному распределению, а величин ан+ КС1 - к нормаль налу- закону.,

Из таблиц 4 и 5 видно, что пространствен!.оэ варьирование всех определяемых показателей для почв двух площадок во всэ.'с горизонтах существенно больие, чем для одной. Также как и при анализе данных по варьированию для одной площадки, тенденция к снижению с глубиной коэффициента варьирования и межквартильного размаха не выявляется.

Для выявления фактора "местоположение площадки" полученные данные были подвергнуты дисперсионному анализу. Во всех органогенных горизонтах и в горизонте A2ih фактор "местоположение разреза" по ранговому критерию Краскелла-Уоллиса значимо (о Р=0.99)-влияет на все изучаемые.показатели, кроме ан+ KCl в горизонте Н. При вероятности нормального (для НаО и ан+ KCl) или логнор-мального (для значений pH) распределения > 60% расчет силы влияния фактора по формуле Милса показал, что величины е2 достигают максимальных значений для ан+ НгО и рНкс1 в горизонтах F и Н. В подзолистом горизонте А2 фактор "местоположение площадки" на величины рНнго и ан+ НгО практически не влияют, а на значения. pHkci и ан+КС1 влияет, но слабее, чем в вышележащих горизонтах (табл. 5).

Из таблицы 6 следует, что в белоподзолистых почвах по всем горизонтам (кроме A2ih) самые низкие значения рНнго и рНксг наблюдаются летом. В палевоподзолистых почвах эта закономерность наблюдается в подстилках, в нижележащих горизонтах А1А2 и А2 она сменяется на обратную.

Сезонное варьирование значений рНнго и ан+ НгО в пределах одной площадки по сравнению с пространственным варьированием этих величин в пределах двух площздок характеризуется практически такими же, а в некоторых горизонтах. - меньшими значениями коэффициента вариации и межквартильного размаха. Сезонные изменения величин

рНксг и ан+КС1 в большинстве горизонтов характеризуются несколько большими значениям» коэффициента вариации и межквартшгьного размаха, чем пространственные изменения в пределах двух плс^адок. Поэтому при изучении сезонной динамики значений рНнао и рНкс1 наблюдение необходимо.проводить в пределах одной площадки размером 20x20 м.

В белоподзолистых почвах во всех горизонтах сезонное варьирование рНнго и рНкс1 характеризуется значительно большими величинами коэффициентов вариации и межквартильного размаха, чем пространственное варьирование в пределах одной площадки. Аналогичная закономерность наблюдается в лодстилке и в горизонте А1А2 па-левоподзолистых почв. В подзолистом горизонте превышение сезонного варьирования над пространственным в пределах одной площади! каса-■ ется только значений рНксь

Результаты дисперсионного анализа (табл. 2), проведенного по критерию Фридмана, показывают, что в белоподзолистых почвах фактор "сезон" влияет на рНнго и ан+ НгО с высокой вероятностью практически по всему профилю, в то время как палевоподзолистых почвах вероятность этого влияния снижается, а в горизонте А2пале-вом - отсутствуют. На величины -рНкс1 и ац+КС1 фактор "сезон" с вероятностью 0.73-0.91 влияет только в органогенных горизонтах.

Указанные различия между белоподзолистыми и папевоподзо-листыми почвами можно объяснить тем, что в белоподзолистых почвах продуцируются в больших количествах более сильные органические кислоты, мигрирующие вниз по профилю в горизонте А2хЬ и Л2, причем эти процессы подвержены более сильным сезонным колебаниям, чём процессы, контролирующие кислотность в горизонтах А1А2 и А2 палевоподаолистых почвах.

Коэффициенты вариации ьначений рНнго и рНцс1 Ддя выборки, состоящей из образцов, взятых с разных площадок и в разные сезоны года, оказался выше, чем для выборок образцов, взятых в один сезон с разных площадок.

Дисперсионный анализ, проведенный с использованием критерия Краселла-Уоллеса, с целью сравнить значения пространственного и сезонного варьирования (табл. 8) показал, что оба фактора -"местоположение разреза" и "сезон" значимо влияют на изучаемые показатели с Р=0.89-0.99. При этом в большинстве случаев вероятность влияния фактора "сезон" оказалась ниже, чем фактора "местоположение разреза".

Из таблицы 4 видно, что варьирование изучаемых показателей в горизонта}; Г и Н по годам наблюдений значительно больше, чем и пространственное и сезонное варьирование в пределах одной площадки. Высокие значения показателей варьирования. по годам с 'различными природными условиями связаны, вероятно, с тем, что в условиях повышенного увлажнения интенсифицируется вынос оснований и продуцируются наиболее сильные органические кислоты.

Дисперсионный анализ (табл. 6) подтверждает очень большое влияние фактора "год наблюдений" на показатели во всех горизонтах, кроме подзолистого. Высокая вероятность влияния фактора "год наблюдений" подтверждается оценкой по непараметрическому критерию Краскелла-Уоллиса (табл. 10)......

изилш+а ■ о

Показатели, пространственного варьирования рН нго. ан+ НгО, рН кС1. ан+ К01 в белоподзолистых- почвах (участок "4-й ключ") и палевоподаолистых почвах (участок "5-й ключ") в пределах одной площадки 20x20 м (по 25 индивидуальных образцов с каждой площздки) ' •

Показатели свойств Почва, горизонт Белоподзолистая (участок "4-й ключ") Палевоподзолистая (участок "5-й ключ")

'.Ь - ? Н А2111 А2 . Г Н А1А2 А2

рК кго Статистические показатели Среднее *) Медиана Вероятность логнормаль-' ного распределения **) 4.41 (4.38) 4.40 0.55 4.07 (4.05) 4.10 0.00 4.14 (4.11)' 4.10 0.94 4.05 (4.04) 4.05 0.49 4.36 (4.04) 4.40 0.00 4.94' (4.91) 4.95 0.00 5.09 (5.07) 5.10 0.00 4.04 (4.00) 4.00 0.00 4.53 (4.48) 4.55 0.00

ан* Н£0 Среднее Медиана Вероятность нормального распределения **) 4.18Е-5 3.98Е-5 0.86 8.85Е-5 7.94Е-5 0.00 7.72Е-5 7.94Е-5 0.65 9.05Е-5 8.91Е-5 0.67 4.60Е-5 3.98Е-5 0.60 1.24Е-5 1.12Е-5 0.00 8.59Е-6 7.94Е-6 0.00 1.01Е-4 1.00Е-4 0.84 3.28Е-5 2.82Е-5 0.80

рН КС1 Среднее *) Медиана Вероятность логнормаль-ного распределения **) 3.31 (3.30) 3.32 0.84 3.05 (2.90) 3.05 0.48 3.11 (2.55) 3.15 0.81 3« и 5 (3.04) 3.10 0.76 3.58 (3.52) 3.50 0.82 3.93 (3.84) 3.55 0.79 4.19 (4.15) 4.15 0.84 3.38 (3.32) 3.40 0.56 -•3.91 (3.91) 3.95 0.85

ан+ КС1 Среднее Медиана Вероятность нормального распределения **) 5.02Е-4 4.79Е-4 0:94 1.25Е-3 8.90Е-4 0.99 1.12Е-3 7.10Е-4 н/'о 9.03Е-4 7.90Е-4 0.72 3.02Е-4 3.16Е-4 0.00 1.45Е-4 1.12Е-4 0.64 7.02Е-5 7.03Е-5 0.00 4.74Е-4 3.98Е-4 0.93 1.21Е-4 1.12Е-4 0.83

*) В скобках указаны значения рН, рассчитанные по средним величинам активностей Н1" в НоО и КС1-суспензиях

**) Вероятность нормального и логнормального распределения оценивали по критерию Колмогорова

■ Таблица 4

Коэффициенты пространственного и сезонного варьирования к межквартилъныи размах значений рН н20 и рН кс1 в белоподзолиотых и падевопсдзолистых.почвах

Показатели варьирования . Показатели свойств Еелоподзолис :тые почвы

Характер варьирования Горизонты

ь . ¥ Н А21Ь А2

Коэффициент" вариации, % рН Н20 Е пределах одной площадки В пределах двух плоцздок По сезонам одного года По сезонам и разным площадкам 3 5 5.'2 (5)* 5.5 , 5.6 3.4 9.3 4.3 9.8 4.1 "5.5 7.8 9.5 , 2.9 6.4(5) 6.2 8.3 3.0 3.9 не опр. не опр.

РН КС1 В пределах одной площадки В пределах двух площадок По сезонам одного года-По сезонам и разным . площадкам . 3.1 (3) 7.4 (5) 9.5 9.2 2.9 . 9.2 . 6.3 ■ 11.4 4.2(4) 6.2(5) 9.0 .10.8 4.2 5.0(4) 6.4 9.1 6.3(5) 7.3(5) не опр. не опр.

Межквартилъныи размах рН Н20 В пределах одной площадки В пределах двух площадок По сезонам -одного, года , По сезонам и разным площадкам ' 0.15 0.30 0.30 ■ 0.40 0.15 0.60 0.20 0.32 0.10 ' 0.35 0.45 0.50 0.15 0.35 0.35 0.30 0.20 "0.25 не опр.. не опр.

рН КС1 В пределах одной площадки В предзлах двух площадок По сезонам одного года ' По сезонам и разным площадкам • .0.05 0.25 0.50 • 0.53 0.10 0.50 . О ЛО 0.27 0.15 0.35 0.15 ■0.28 0.20. 0.20 0.30 0.51- 0.15 0.30 не опр. не опр.

Показатели варьирования р—.....— Показатели свойств .............— " ■ - --------------- " -------- ------------ 1 1 — " '' Палевоподзапгатые почвы

Характер варьирования •Горизонты

.1' Р' Н А1А2 А2

Коэффициент вариации, %. . . /рН Н20. В пределах одной площадки По сезонам одного года По.разным годам- . . наблюдений' По сезонам и разным годам не спр. - 3.5-ке аир. 10.5 (7) 3.4 4.9 .6.8 (5) 4,3 (4) 2.9 5.6 7.1 6.5 (5) 5.1 4.9 ' 2.6 • 4.1 4.5 (3) 3.7 2.7 3.5

рН КС1 В пределах одной площадки По сезонал одного годэ По разнил годам .наблюдений' По сезона,1 и разным годаи ке опр. 3.2 не. опр. -11.9 (9) 3.0 (6) 8.4 11.1 (7) 7.2 • 4.5 (4) 8.9 12.1 (3) 10.7 (7) 6.7 7.9 • 3.5 8.9 2.9 (3) ' 5.2 3.4 4.9

Межквар-' тидьньш размаз:' рН Н20 В пределах одной площадки По сезонам одного года По разным- годам наблюдений По сезонам и разным годэ-! не спр. 0.30; не опр. 1.10 0.30 0.40 0.62 0.31 0.20 0.30 0.65 0.70 0.35 0.15 0.18 0.21 0.25 0.10 0.23 0.28

рН КС1 В пределам одной площадки По сезонам одного.года По разным годам наблюдений По сезонам и разным 'годам не опр. 0.20 не олр; 1.14 0.30 0.70 ■ 0.81 0.47 0.15 0.35 0.91 0.65 0.20 0.20 0.22 0.70 0.15 0.20 0.27 0.32

*) В-скобках указано число повторностей, необходимое для обеспечения погрешности измеряемой величины (10% три Р-0.95) ; '

>»■.": Таблица .5

Показатели пространственного варьирования рН нго, ац* НгО, рН КС1. 3;!+ КС1 в йелоподаолистых почвах по данным для двух площадок, находящихся иа раоотоятш 2 км друг от друга (п«50, по 25 индивидуальных образцов с площадок "4-й ключ" и "77 квартал")

МокаЗЗТелН Горизонты Ь Р Н А2Ш А2

свойств Показатели варьирования -

Г" 1(20 Среднее * 4.28 3.78 з.вз 3.67 4.36

(4.19) (3.64) (3.88) (3.79) (4.33)

Медиана 4.33 3.78 4.00 3.93 4.40

Вероятность логнориального

распределения ** 0.68 0.00 0.55 0.87 0.00

Сила влияния фактора "мес-

тоположение разреза" *** 0.21 не опр. не опр. 0.68 ве опр.

Вероятность влияния фактора 0.99

"местоположение разреза"**** 0.99 0.99 0.99 0.18

ац+ НгО Среднее 6.42Е-Б 2.30Е-4 1.32Е-4 1.61Е-4 4.66Е-1,

Медиана 4.74Е-Б 2.Э0Е-4 1.00Е-4 1.1ВЕ-4 3.98Е-Б

Вероятность нормального 0.99

распределения ** 0.99 0.98 0.96 0.88

Сила влияния фактора "мес- фактор

тоположение рззреза" *** 0.14 0.60 0.71 0.67 ие вл.

Вероятность влияния фактора 0.99 0.99 . ааайй

"местоположение рззреза"**** 0.99 0.99 0.16

Г » КС1 Среднее * 3.18 2.62 2.95 2.97 Э.48

(3.11) (2.76) (2.86) (2.95) (3.41)"

Медиана 3.20 2.80 2.90 2.95 3.60

Вероятность логнормального 0.74 .

распределен;» ** . . 0.95 0.49 0.86 0.72

Сила влияния фактора "мес- 0,16

тоположение разреза" *** 0.32 не опр. 0.63 0.35

Вероятность влияния фактора 0.99 0.99

"местоположение разреза"**** 0.99 0.99 0.99

ЗД+ КС1 Среднее 7.78Е-4 1.79Е-3 1.37Е-3 1.12Е-3 3.93Е-

Медиана 6.31Е-'' 1.34Е-3 1.2вЕ-3 1.12Е-3 3.36Е-

Вероятность нормального 0.98 0.09 0.65 0.97

распределения ** 0.99

Сила влияния фактора "мес- фактор 0.38

тоположение разреза" *** 0.23 0.68 в» вл. 0.16

Вероятность влияния фактора 0.99 0.99 0.99 0.99 0.97

"местоположение разреза"****

а в скобках указаны значения рН, рассчитанные по средним величинам аклтноот!

Н в водной и солевой суспензиях .

** Вероятность нормального и логнориального распределения оценивали по критер! Колмогорова

*** Силу влияния фактора оценивали по формуле Миллса; в таблице лакы значения { **** Вероятность влияния фактора оценивали по критерип Краскаяла-Уодлиса ***** отсутствие влияния фактора диагностировали по г-критерив виде табличного значения при соответствующей числе степеней.свободы; Р-0.95

Таблица б

Значения рН иго и РН к£1 в разные сезоны вегетационного периода 1991 года в оелоподаолистых (участок 1-90) и пзлевоподзолпстих (участок "5-ый ключ") почеэх (каждая цифра - среднее значение из данных для трех смешанных образцов )

Почва Горизонт Показатели

рН НоО рН КС1

весна лето осень весна лето осень

Зелопод-эолистая L F Н A21h А2 4.63 4.37 4.30 4.13 4.67 4.64 4.30 , 4.27 4.24 4.47 *.20 4.40 4.90 4.70 5.40 3.73 3.38 3.30. 3 37 3.90 3.62 3.17 3.28 3.35 3.55 3.10 3.50 3.80 3.60 4.Б0

L 5.14 5.10 5.30 4.60 4.41 4.50

Палево- F 4. SO 4.70 5.20 4.40 3.33 4.60

подзо- Н 4.65 4.50 5.10 - 3.60 °.б0 4.20

лиетая А1А2 4.30 4.50 4.40 3.40 3.70 3.40

А2 4.80 4.90 4.90 . 4.10 4.20 4.10

Таблица "

Вероятность влияния фактора "сезрн" на рН нго, ан»- НгО, рН КС1 и а«+ КС1» рассчитанная по критерию Фридмана

Почва Горизонт рН ИгО ан+ НоО РН КС1 ан+ КС1

L 0.90 0.90 0.94 0,73

Еелопод- F 0.85 0.85 0.90 0.90

золистая Н 0.90 0.00 0.90 не опр.

A2ih 0.94 0.94 0.24 0.24

• ЛЯ ' 0.94 - 0.94 не опр. не опр.

L 0.63 0.63 • 0.85 0.85

Паяево- F 0.94 0.94 - 0.91 0.90

подзо- Н 0.94 0.94 0.90 0.90

лнстзя А1А2 0.85 0.85 0.63 0.63 ■

А2 0.33 0.33 0.47 0.47

Таблица 8

Характеристики пространственного» и сезонного варьирования рН нао. зн+ НгО, рН кс1> ЭД+ КС1 в белоподаолистых почвах по данным для трех площадок, ("4-й 'ключ", "77 квартал", 1-90), на одной из которых (1-90) образцы отбирались в конце мая, в начале августа и в середине сентября (п = 15 смешанных образцов • по 3 с каждой площадки и по 3 в каждый сезон наблюдений с площадки 1-90)

Показатели Горизонты 1 Г н А21Ь А2

свойств Показатели варьирования

1 2 ' 3 4 Б о 7

Вероятность логнормального 0.00 0.63 0 00 0.00 0.76

распределения *

Сила влияния фактора "мес- фактор

тоположение разреза" ** не опр. 0.84 не опр. не опр. не вл.

РН Н20 Сила влияния фактора

"сезон" ** ке опр. 0.35 не опр. не опр. 0.87

Вероятность влияния фактора

"местоположение разреза" *** 0.93 0.99 0 99 0.09 0.99

Вероятность влиянйя фактора

"сезон" *** 0.39 0.93 0 98 0.97 0.99

Вероятность нормального 0.57 0.97 0 00 0.70 0.00

распределения *

Сила влияния фактора "мес-

тоположение разреза" ** не опр. 0.94. не опр. 0.87 не опр.

ан*- НгО Сшгз влияния фактора фактор фактор

"сезон" ** не опр. не вл. не опр. ке вл. не опр.

****

Вероятность влияния фактора

"местоположение разреза" *** 0.93 0.99 0. 99 0.99 0.99

Вероятность влияния фактора

"сезон" *** 0.89 0.98 0. 98 0.97 0.99 .

продолжение таблицы 3

1 .2 '•3 . 4 5 6 7

Вероятность логнормального 0.00 0.46 0.00 0.00 0.00

распределения *

Сила влияния фактора "мес-

тоположение разреза" ** не определено

рн кс1 Ока влияния фактора ■■

"сезон" ** не определено

Вероятность влияния фактора 0.99

"местоположение разреза" *** 0.94 0.99 0.99 0.98

Вероятность влияния фактора

"сезон" *** 0.95 0.99 0.99 0.97 0.99"

Вероятность нормального 0.00 0.93 0.74 0.00 0.00

распределения *

Сила влияния фактора "мес-

тоположение разреза" ■** не опр. 0.95 0.89 не опр. не опр.

ан+ КС1 Сила влияния фактора фактор

"сезон" ** не опр. не вл. 0.33 не опр. не опр.

Вероятность влияния фактора 0.99

"местоположение разреза" *** 0.98 0.99 0.99 0.98

Вероятность влияния факторз

"сезон" *** 0.92 0.99 0.99 0.97 0.99

* Вероятность нормального и логнормального распределения оценивали по

критерию Колмогорова ' „

** Силу влияния фактора оценивали по формуле Миллса; в таблице даны значения ег

*** Вероятность влияния фактора оценивали по критерию Краскелла-Уоллиса

**** Отсутствие влияния фактора диагностировали по значении Г ниже табличного при соответствующем числе степеней сесОоды; Р=0.95

Таблица 9

Варьирование величин рН нго. ан+ НгО, рН кС1, ан+ КС1 в палево-подаолиотых почвах по годам наблюдений (данные по 1991, 1992, 1993 годам, п = 9 по 3 смешанных образца для каждого года).

Показатели свойств Горизонты Показатели варьирования ¥ н А1А2 А2

рН Ц20 Вероятность логнормального распределения * Сила влияния фактора "год наблюдений" ** Вероятность влияния фактора "год наблюдений" . *** 0.63 0.94 0.98 0.49 не 0.98 0.00 . определ« 0.99 0.00 но 0.96,

ан+ НгО Вероятность нормального распределения * Сила влияния фактора "год наблюдений" ** Вероятность влияния фактора "год наблюдений" *** 0.00 не опр. 0.98 0.93 0.71 0.98 0.00 не опр> 0.98 0.00 ¡делено 0.96

рН КС1 Вероятность логнормального распределения * Сила влияния фактора "год наблюдений" ** Вероятность влияния фактора "год наблюдений" *** 0.60 0.34 ■ 0.93 0.67 0.94 ■0.98 0.00 не опр 0.98 0.52 ¡делено ' 0.76

ац+ КС1 Вероятность нормального распределения * Сила влияния фактора "год наблюдений" ** Вероятность влияния фактора "год наблюдений" *** 0.00 0.98 0.00 не опр* 0.93 0.00 ¡делено 0.98' Г 0.00 0.76

Вероятность нормального и логнормального распределения оценивали по критерию Колмогорова

Силу влияния фактора оценивали.по формуле Миллса; в таблице приведены значения ег

Вероятность влияния фактора "год наблюдений" оценивали по критерию Краскелла-Уоллиса

А **

**А

IBSJasa ю

Характвркзткки варьирования рН к20. ОД* НгО. рН ксь ад* КС1 в валввоаодзоласткх почвах по сезонам года и годам нгЛэсденни, (п - 15, по 3 сиекашшх образца s кллдал сазсн сдаого rosa а в один и тот xa се«он трех лет взйдюдании)

Шкаэатоы свойств Гср:.зоити Ясяааахахж варзирсЕгякл L F н А1А2 А2

рн нго Вероятное» логкариааного распределения - * Сила влияния факторз "год нздлсдешш" ** Сила влияния фактора "сезон" ** Вероятность влияния фактора "год наблюдений" *** Вероятность влияния фактора "сезон". *«* 0.63 0.40 фОКТО! 0.93 Q.87 0.63 0.21 не влш 0.97 0.S3 0.63 0.50 leí 0.99 о.«з 0.00 не osp на опр< 0.97 0.74 0.00 'делено 'делено 0.81 0.47

ед* НгО Вероятность нормального распределения * Сила влияния фактора "год кацлюдеииа" »« Сила влиякил фактора "сеаоа" «* Вероятность влияния фактора "год наблюдений" *** Вероятность влияния фактора "сезон" «*« 0.63 0.Z3 фактор 0.99 0.87 0.62 фактор на вл. не вл. 0.97 0.69 0.00 не на 0.99 0.78 0.00 определ спредел 0.97 0.74 0.00 но гно 0.81 0.47

рН КС1 Вероятность логисрмального распределения * Сила влияния фактора "год наблюдений" ** Сила влияния фзктора "сезон" ** Вероятность влияния фактора "год наблюдений" Вероятность влияния фактора "сеаон" *** 0.72 фактор не вл. фактор не вл. 0.31 0.75 0.Ú0 не о г. р. не опр. 0.85 0.68 0.60 0.53 фактор не ел. 0.39 ■ 0.31 0.00 на опр не о-о 0.93 0.93 о.со делено делено 0.34 0.63

КС1 Вероятность нормального распределения » Сила влияния фактора "год наСлюдекий" »« , Ста влияния фактора "сегон" *« Вероятность влилн!!Я факторз "год наблюдения" *** Вероятность вишня фактора "сегон" **» _ 0.63 О.ЕЗ фактор не вл. 0.81 0.75 0.40 0.85 о. аз 0.00 не опр не опр 0.9Э 0.31 о.оо »делено гдехеяо 0.S9 . 0.32 0.43 0.34 0.69

• Вероятность лзгнормдльного (для величин рН) и нерьадьксго (для величин активностей Н )

распределения оценкваш па критерии Колиогорова

** Силу влпяни.^факторов "год на^лйдений" и "сезон" оценивали по фсриуле Млллса;

в таблице приведена бкачеиня г

*** Вероятность влияния факторов "год наблюдений" я "сезон" оценивали по кригер',ш Краскглда-Усддиса

Глава 4. Изменение показателей кислотно-основного

состояния почв под действием кислых осадков в условиях модельного полевого опыта.

Модельный полевой опыт проводили в 1991 году на палево-йодзолистой почве под елоЕым лесом. Модельными кислыми осадками (смесь Н2304 и НМОз в соотношении 3:1, рН=3) в дозе 1200 ммоль протонов на 1м2 в течении двух месяцев поливали почву экспериментальной площадки. Раствор кислоты готовили на воде из р. Межи. Контрольную площадку поливали такой водой в таком же количестве. До начала опыта и после его окончания в образцах, взятых в трехкратной повторнооти, определяли рНнго и рНксь обменный Са,"обменную кислотность, гидролитическую кислотность.

Полив кислотой исследованных почв в условиях модельного эксперимента привел к изменению практически Есех показателей их кислотно-основного состояния, но степень, а иногда и . направленность этих изменений по-разному проявились в двух разных почвах (табл. 11, 12, 13, 14).

Анализируя полученные результаты, следует отметить, что полив модельными осадками в количестве двух годовых норм вызвал значимое изменение кислотно-основного состояния только в пределах органогенного и гумусового горизонта, практически не затронув по большинству показателей нижележащий горизонт А2. Полив водой контрольных площадок палевоподаолистых почв вызвал повышение значений р11н201 поскольку полив проводили водой, имеющей нейтральную реакцию и содержащей Са.'

Наибольшие изменения актуальной кислотности наблюдаются в горизонте L и объясняются тем, что этот горизонт подвергается воздействию кислых осадков, в первую очередь, и на него приходится основная протонная нагрузка. Эта часть подстилки, представленная наименее разложившимися растительными остатками, содержит меньшее (по сравнению с горизонтами F и Н) количество продуктов разложения, способных выполнять роль буферных систем. Таковыми могут быть анионы некоторых слабых органических кислот или их соли, присутствие которых в водных вытяжках из хвойных и лк^твенных подстилок подзолистых почв установлено Кауричевым с соавторами (1961, 1962, 1965, 1970). В целом, белоподзолистая почва, отличающаяся более кислой реакцией, оказалась более устойчивее к кислотному воздействию, что находится в соответствии с литературными данными (James, Riha, 1986).

Данные показывают, что подстилка исходно более кислых бе-доподзолиотых почв характеризуется меньшими изменениями значений рН водных суспензий, причем изменения в основном затрагивают гори-' зонт L-, в то время как в палевоподзолистых почвах изменения рНнго наблюдаются и в нижележащих горизонтах. Указанные рпличия частично объясняются большим запасом подстилки в Селоподэолистых почвах. Кроме того, опираясь на исследования отечественных и зарубежных авторов (Evans, 1980), которые выявили наличие низкомолекулярных карбоновых кислот (щавелевой, лимонной, янтарной, винной, муравьиной, уксусной и других) в водных вытяжках из хвойных и лиственных подстилок подзолистых почв, мы считаем, что в естественных условиях кислотность почвенного раствора в подстилках в большой степени определяется наличием таких низкомолекулярных карбоновых кислот. На основании экспериментальный данных И.С.Кауричева (1962, 1965,

1970) и других авторов можно предположить,что чем кислее подстилка, тем большее количество ниэкомолекулярных карбоновых кислот она содержит, и следовательно, обладает большей буферностью по отношению к кислотам в определенном диапазоне значений pH.

Кроме того, водные экстракты хвойного и лиственного опа-дое характеризуются разными составами неспецифических кислот. Более выпокие значения актуальной кислотности белоподзолистых почв, возможно, связаны с присутствием в них щавелевой и винной кислот в больших количествах, чем палевоподзолиотые. С этим же фактом может быть связана большая.буферность белоподзолистых почв по отношению к кислотам.

Недельные ссздкл вызвали существенные изменения в величинах обменной и необменной кислотности. Обращает на себя.внимание то обстоятельство, что количество протонов, добавленных к почве, существенно ниже, чем увеличение количества протонов как в обменном, так и в необменном состоянии. Аналогичная закономерность наблюдалась в модельных опытах Л.А.Гришиной и Т.А.Барановой, а также рядом зарубежных исследователей (Evans, 1980; Khanna and Stevenson, 1962; Anderson et al, 1977).

В проведенном нами эксперименте, особенно на последних его стадиях, почЕа находилась в переувлажненном состоянии, что могло способствовать усилению аммонификации и дополнительному под-кислению Г.-/ЧВЫ за счет потребления иона NH4+ биотой.

Еще одна причина увеличения обменной и необменной форм гшслотности заключается в том, что изменение концентрации ионое водорода в почвенном растворе в результате воздействия на почву модельных осадков могло вызвать конфигурационные изменения в стро-firaii молекул специфических гумусовых кислот, которые привели к ио-

низации дополнительных сорбционных позиций, исходно занятых протоном (БрозШ, Но1гс1аи, 1977). Дискуссионным остался вопрос о причинах снижения необменной кислотности в белоподзолистых почвах. Решение этого вопроса требует дополнительных исследований.

Кислые осадки вызвали перераспределение обменного Са -его потерю из органогенных горизонтов и накопление в горизонте А2 белсподзолистой почвы и в горизонте А1А2 палевоподзолистой почвы. Вероятно, наряду о перераспределением собственно обменного Са, находящегося на обменных позициях глинистых минералов и органического вещества почвы, под влиянием полива кислотой произошло растворение кальциевых солей органических кислот в подстилке и вынос поступившего в раствор Са в нижележащие горизонты.

• Данные по изменению содержания обменных катионов с учетом мощностей и объемных масс каждого из горизонтов дают более адекватное представление об абсолютных изменениях количества изучаемых компонентов. ,

Из таблицы 14 видно, что из органогенных горизонтов 1, Е и Н з результате полива кислотой по сравнению о опытом с поливом ""водой осуществляется потеря обменного Са, причем абсолютная прибавка обменного Са в горизонте А2 превышает его потерю из вышележащих горизонтов, что обеспечивает положительный баланс этого компонента в пределах всей исследованной толшд. Очевидно, полив кислотой Еызывэет не только растворение солей Са органических кислот и не только вытеснение Са с обменных позиций с последующим выносом . юдорзстЕсримнх форм . Са из органогенных горизонтов и их аккумуляцией в горизонте А2, но и дополнительную мобилизацию менее раство-. римах соединений Са с'образованием более подвижных соединений этого элемента. Сопоставляя повышение величин обменной кислотности в

органогенных горизонтах с абсолютным снижением количества обменного Са после полива кислотой по сравнению с вариантом опыта с поливом водой следует замечать, что вынос обменного Са в несколько раз превышает увеличение обменной кислотности. Очевидно, что с учетом выноса Мг и других обменных оснований различия будут еще более контрастными. При этом максимальная разница между абсолютной потерей обменного Са и абсолютным приращением обменной кислотности наблюдается в горизонтах Ь к Р. Эти данные подтверждают высказанное предположение о том, что при взаимодействии горизонтов Ь и Р о кислотой основным механизмом является не реакция катионкого обмана, а растворение солей Са и органических кислот с последующ, выносом продуктов растворения в .нижележащие горизонты.

В гумусовом горизонте Н абсолютная потеря Са превышает величину приращения обменной кислотности, но различия между этими величинами не столь велики как в вышележащих горизонтах. Очевидно, что в этом"" горизонте возрастает роль реакций катионного обмена.

В переходном горизонте А1А2 и в подзолистом-горизонте за счет выноса Са на вышележащих горизонтов происходит абсолютное накопление этого элемента в обменной форме, что сопровождается снижением обменной кислотности за счет вытеснения обменных Н. и А1 кальцием. При этом абсолютное накопление обменного Са в этом горизонте после полива кислотой по сравнению с вариантом опыта полива водой приблизительно эквивалентно абсолютному снижению обменной кислотности. Очевидно, в подзолистом горизонте одним, из глаиных механизмов воздействия кислоты в условиях данного эксперимента является реакция катионного обмена.______________

ОцегГив^' полутейшэ результаты с точки зрения различных

показателей кислотно-основного состояния почв к кислым -осадкам (.табл. 13), -можно заключить, .что каждый ив указанных показателей является достаточно чувствительным и может быть 'использован в целях мониторинга.

•S. 7-

2 яе а> 44 о Р» и И scj&sa ddddd • »Iii ♦ + + + so сою СП ^ CJ ^ N со со со о (00(0^0 NNOOO ddddo • 1(1* + + + + ♦ Ю1П 1Л tO СО CON со со со со*»

d о ta а О « I 1 1 S >4N\ Я sNW lili г^г-сол « OOÛN 1 оооо iiiii into СО (Vito тН Id СЙ ЦЭ ri ю^сосо*»

Is sä S3 OQONH ddddo i i i i i ♦ ♦ + + 4 Nt-iqcoto OJ «->WC\J Ю СО С) со со со S ^йй d od uu* tnco л ÖUC) in w* ч*СОСОСОч*

■ 1 s il в2 SSSSgg dódod ЯЯййЭ е^спФОо» odddd ¿UU CO'¡»♦H а) с-

Ii О 1 1 ( I tÍ4\\\ 1 « 1 1 ssasis oddod lôiouî^^

И» il as 88388 ddddd •Ulli O * do ääiOiiN »H сою CO CO

äb £8 ■ЙП

. 1 ч ф а са » ¿{.SS <9 10 Kl aas

X a

+ IOLOU

Í î Voir-t^o . .

со*» •

»о со es

o

ib^iZ* i + - • .о»ш

ЮЮЛ • -«-♦CJwt-N

O o o oo

\\W\

я я к я »

íí".,» М-^Ф < 1С

« . I IÛO»

oa in с» • • «о

10Ю<(0 •

- (О • nto ▼HCÍ

tfj МО»

« « îcôd

acMfwfw»* w -w •«

CD СО

íí.íd

cor. cow «od

ON Г-W

« rQKO

* о -too (О i N i i

• .+• + «0-494*4-4 Ю

Ю ^Cvî

iîïld

¿-•осою ; dtndiooj

OriNCO

iUU

• COCltfJUJ

wcô

О I i i i

s\\\\ ш\ч\ч

_ <HCVJ О Thesit-to

оою'оо ♦ + + 4- i

o_ о •О >1010

o 'ID . .

o-"?*®.0; to «и

«г-'ЯЯ^

Nt-tCOlDO

« >Nf

•с» . *

54- + -f d

coto V

Г) "

со** «-t

• III«

áéiis

>н

Q.K

£8

сч п

éfIÜ sa

« о $ Ф га н

Таблица 12

Оценка значимости рагличнй между данными, полученными в разных вариантах полевого опыта (ниже - значение признака в первом из сравниваемых затазнтов ниже, чем во Егором; ■ выше - значение признака в первом из сравниваемых иркантоБ Еыше, чек во втором; - различия не значимы при Р - 0.90 ).

Горизонт Сопоставление вариантов опыта Признаки

pH Ц20 •pH KCl обмен. Ca обмен, кислотк. гидролит. кислотн.

L Исходя:-й - полив НгО Исходный - полив кислотой Полие Нас - Полив кислотой ниже ' Еыше ниже выше Еыше ниже вше выше ниже • выше ниже

F Исходный - полив НгО Исходный - полив кислотой Полив Н^О ■- Полив кислотой ниже выпе выше ниже ЕЫШ5 Еыше выше ниже выпе -ниже

Н Исходный - полив НгО Исходный'- полив кислотой Полив Н£0 - Полие кислотой ниже Еьппе Еыше ниже • выше ■ выше ниже выше _ выше ниже

А1А2 Исходный - полив НгО исходный - полот кислотой Полив НгО - Полот кислотой ■ ниже выше выше выше Выше - Еьшзе ниже Еыше _

А2пал ■ Исходный - полие НгО Исходный - полие кислотой Полие Н^О - Полив кислотой - - ' ниже ниже Еьизе выше

Таблица 13

Относительное изменение отдельных показателей кислотно-основного состояния почвы под влиянием кислоты (разница в 7. от величины1 свойственной соответствующим горизонтам исходной белоподзолистои почвы и соответствующим горизонтам палевоподзолистой почвы после полива кислотои).

' Почва Горизонт рн Н20 РН КС1 Обменная Обменный Необменная

кислотность Са кислотность

Ь -22.3. -28.9 +44.7 -74.8 +91.8

Палево- Г -18.0 -25.0 +42.6 -55.6 +58.8

подзо- н -17.0 -16.0 +119.0 -54.3 +96.7

листая А1А2 -19.4 -10.0 +и4.3 +140.0 +93.0

А2 пал +0.2 0.0 -19.2 н/о * -23.0

Ь -в.е -18.2 +17.4 -31.3 -24.2

Белопод- Г -2.1 +1.6 -13.7 н/о -22.1

золиотая н +2.6 +4.? +28.7 -27.0 -24.9

А21Ь 0.0 +1.5 +43.6 -28.5 +25.0

А2 бел +3.8 -3.7 +7.7 +133.3 -41.3

* н/о - не определялось

/

Таблица 14

ворыы кислотности и содержание обменного Са в исходных образцах и после поливе водой и кислотой (кг*экв/1г, среднее значение иа трех определений).

Гори- 80нт обменный Cs обменная кислотность необыенная кислотность

исходный образец полив водой полив кислотой * исходный образец полив водой полив кислотой * исходный образец полив водой .полив кислотой *

L F H L+F+H 238 . . 2S2 200 680 570 459.6 350 1379.6 135.6 204 160 499.6 • -434.4 -255.6 -190 -880 40.2 65.3 125.3 230.8 51.U 64.6 83.6 199.4 64.8 91.9 184 340.7 +13.8 +27.1 +100.4 +141.3 345 691.2 632.0 1668.2 175.4 445.2 540.0 1161.6 338.4 706.8 1062.6 2107.2 +162 +261.6 +522 +945.6

А1А2 264 330 792' +462 718.2 568.4 910.8 +352.4 1095.6 1148.4 2217.0 +1069.2

L+F+H+ *A1A2 944 1709.6 1291.6 -418 949.0 •757.6 1251.5 ^493.7 2763.2 2310.0 4324.8 +2014.8

A2 243 243 1623.1 +1383.1 6925.6 6342.3 5103 -1233.3 10933 7290 6589 -1701 .

L+F+H+ +A1A2+ +A2 118? 1952.6 2919.7 +967.1 7874.5 7100.1 6354.5 -745 13699.8 9600 9913.8 +313.8

Выводы:

1. Белоподэолистые почвы по сравнению с палевоподволисты-ми характеризуются несколько более кислой реакцией, вероятно, за счет образования в них более сильных органических кислот типа щавелевой. Наиболее кислая реакция и в белоподзолистых, и в палево-подзолистых почвах наблюдается в нижней части органогенной толщи и в переходных горизонтах А1А2 палевоподаолистых почв и А2Ш бело-подзолистых почв.

2. Сравнение результатов определения необменной кислотности по разности между гидролитической и обменной формами и по разности между ЕКО полной и ЕКО эффективной показало, что в минеральных горизонтах значения необменной кислотности, полученные двумя методами, совпадают. В органогенных горизонтах первый метод дает величины в 1.5-2 раза более высокие по сравнению с величинами, полученными вторым способом.

3. Пространственное варьирование значений рНнго и рНкс1 в белоподзолистых и палевоподзолистых почвах в пределах одной площадки 20x20 метров характеризуется коэффициентом вариации 2.9-8.0% и межквартилъным диапазоном 0.05-0.35 единиц рН; при анализе данных значений рН для двух площадок, находящихся на расстоянии 2 юл друг от друга, эти величины возрастают соответственно до 3.9-9.3Х и 0.3-0.6 единиц рН. Не наблюдается тенденции к уменьшению пространственного варьирования с глубиной.

4. Сезонное варьирование величин рНнго и рНцс1 в белопоД-золиотых почвах по сравнен™ о пространственным е пределах двуг площадок характеризуется такими же или даже меньшими коэффициентами вариации и межквартильным размахом. По этим показателям сезонное варьирование превышает пространственное в пределах одной площадки £0x20 метров как в белоподзолистых, так и в палевоподэолис-тых почвах.

5. Фактор "год наблюдений" оказывает значительно больше« слияние на величины рНцго, ан+Н20, рНкс1. ан+КС1, чем фактор "сезон" при сравнении данных по годам с достаточно контрастны,«1 климатическими условиями. Это необходимо учитывать при проведении мониторинга кислотно-основного состояния почв.

6. Еелоподзолпстые почвы, тлеющие исходно более кислу! реакцию, по сравнению с палевоподзолистыми почезмн характеризуйте; значительно более высокой буферностью к кислоте. Высказано предположение о том, что эта закономерность связана с присутствием в белоподзолистых почвах большого количества низкомолекулярных органических кислот, находящихся в почвенном растворе в диссоциировании состоянии при значениях рН, свойственных почве, а также большой количества органически/, кислот. ,

7. Все изучаемые показатели кислотно-основного состояши палевоподэолистых почв (обменный Са, обменная и необменная кислотность, рНнго, рНкС1) оказались достаточно чувствительными к кислотному воздействию, и их можно использовать при проведении мониторинга. Для более кислых белоподзолистых почв этот вопрос требуем проведения дополнительных исследований.

8. Основная часть имитированной протонной нагрузки, рав-

ной 1200 мг-экв на 100 г почвы, ¿ступает в буферные реакции в пределах органогенных горизонтов и расходуется на увеличение необменной кислотности, растворение солей Са и Ме органических кислот и на замещение протоном обменных оснований. В минеральном подзолистом горизонте А2 почвенный материал реагирует не с кислотными компонентами, а с раствором, обогашенным ионами Са,. Еынесенными из вышележащих горизонтов. Привнесенные из органогенных горизонтов ионы Са вступают в катионно-обменные реакции, вытесняя из ППК алюминий, что приводит к снижению обменной кислотности и возрастанию степени насыщенности ППК.

1. Соколова Т. А., Дронова Т.Я., Коробова Н.Л. "Емкость к-тионного обмена подзолистых почв ЦЛГБЗ" из сб. "Центральный Лесной Государственный заповедник", изд. Москва 1990 г.

2. Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Коробова Н.Л. "О варьировании-не-

в связи с задачами почвенно-химического моноторинга" из сб. "Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем", том XIV, изд. Санкт-Петербург Гидрометеоиздат, 1992 г.

3. Соколова Т.Д., Дронова Т.Я., Коробова Н.Л. и др. "Взаимодействие подзолистых почв под лесной растительностью с кислыми осадками в условиях модельного полевого эксперимента" (в печати).

4. Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Коробова Н'.Л. и др. "Моделированиг первых стадий взаимодействия подзолистых почв под лесной растительностью о кислыми осадками в условиях полевого опыта"

Список публикаций:

¡•.оторых показателей кислотно-основных свойств подзолистых почв

(в печати).