Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИЗМЕНЕНИЕ ГЛИНИСТОГО МАТЕРИАЛА ПОД ВЛИЯНИЕМ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ В БУРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ИЗМЕНЕНИЕ ГЛИНИСТОГО МАТЕРИАЛА ПОД ВЛИЯНИЕМ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ В БУРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА"

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

ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ

На правах рукописи ДРОНОВА Татьяна Яковлевна

УДК 631.4:631.445.35

ИЗМЕНЕНИЕ ГЛИНИСТОГО МАТЕРИАЛА ПОД ВЛИЯНИЕМ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ В БУРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА

Специальность 06.01.03 — почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

.к,,-, І V-

ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 1Й83 -УЧ ~

\hsJW

Работа выполнена на кафедре химии почв факультета почвоведения Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.

Научные руководители: доктор биологических наук, Профессор Н. Г. Зырин, доктор биологических наук, старший научный сотрудник Т. А, Соколова.

Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор М, А. Глазовская, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Н. П. Чнжикова.

Ведущее учреждение: Грузинский сельскохозяйственный институт.

Защита состоится .... 1984 г.

в 1«5 час. 30 мин. на заседании Специализированного совета К 053.05.16 МГУ им. М. В. Ломоносова; 119899. Москва, Ленгоры, МГУ, факультет почвоведения, Ученый совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ.

Автореферат разослан « . . . »...... 1984 г.

Ученый секретарь Специализированного совета

Бабьева И. П.

1 ОЬЦЛЯ XAPAHTfcPiiGT.LiA РЛЕО'Ш

Лктуапьтсть гтообле>*ч. Исследование содержания, состава и свойств глинистого материала в бурих леснцх почвах представляет больаоИ теоретический и практический интерес.Проблемы генезиса и классификации этих почв в настоящее время недостаточно разработаны и остаются наиболее дискуссионными &-почвоведения. Одним ил важнейших процессов, формирующих профиль бурых лесных почэ, является процесс оглинивания - образования глинистого материала in situ . Поэтому познание природы и механизма этого процесса является необходима звеном в решении вопросов генезиса и классификации бурых лесных почв.

Бурш лесные почвы разной степени оподзоленности широко распространен« на Северном Кавказе и используется в сельском и лесном хозяйстве, В Продовольственной программе нашей страны (Материалы майского пленума Щ КПСС. У., 19d2) для районов Северного Кавказа одной из основных задач отмечена необходимость осуществления мер по дальнейшей интенсификации земледелия и садоводства. Для повышения продуктивности.бурых лесных почв необходимо глубо-. кое исследование основных параметров их плодородия, в том число их сорбционных характеристик и режима калийного питания растений« которые являются прямой функцией содержания и состава глинистых . минералов. .

Задачи исследований. Изучение глинистого материала в бурих лесных почвах Северного Кавказа предполагало решение следующих задач: I. Установить закономерности профильного распределения ос. новных х^урп глинистых минералов По генетическим горизонтам; 2, Вы-; . явить процессы, принимающие участие в образовании, изменении и перераспределении основных групп глинистых силикатов в исследованных почвах;^.: Оценить влияние почвообразумщих пород на содержание и состав глинистого материала; 4. Вскрыть механизм процесса оглинивания; &; Сравнить распределение и состав глинистого мате. риала в бурых лесных дифференцированных почвах и-других почвах с . теяеч^грно-ди^ференцировшшьсл профилем; 6. Оценить влияние распределения и состава тонкодисперсных'фракций на дифференциацию вяло' \ вого химического состава почвенного материала в целом; 7.Оценить '■-..влияние глинистого материала на содержание обменного калия и ем. кость катион!юго обмена исследованных почв.

•:. Научная иноэкзна. Установлены закономерности профильного распределения отдельных групп глинистых минералов в бурых лесных ..'■' почвах Северного Кавказа, развитых на разных породах. Показано,

" что образование, иямвнен^_и перерет^БдШ15иие глинистого ттеря-

' ■="■■■■■'■ Mocti сс -. »'

■г

ала в изучение профилях происходит при участии четь/рех групп процессов; трансформационных изменений унаследованных от породи ело-' истых силикатов, разрушения глинистого материала, суспензионного переноса глинистых минералов и огляниэания.Установлено, что набор и интенсивность проявления указанных процессов а конкретных почвенных профилях зависит от состава почвообразующих пород и степени развития почвенного профиля.Впервые экспериментально изучен механизм процесса оглинивания в бурых лесных почвах. Впервые выявлены факторы, определяющие степень трансформационных изменений слоистых. силикатов в бурых лесных почвах. Выявлены черты сходства и различия между дифференцированными бурыми лесными почвами на сортированных глинистых отложениях (¡-суглинисто-глинистыми подзолистыми и дерново-подзолистыми и серыми лесными почвами по составу и распределению глинистого материала.

Практическая ценность работу. Н&йденнъю зависимости между содержанием обменного калия, величинами емкости катионного обмена и' содержанием и составом тонкодисперсных фракция позволяют прогнозировать изменение этих величин в связи с характером почвообразую-щих пород и степенью развития почвенного профиля.

Материалы диссертациииспользуются в курсе лекция "Глинистые минералы в почвах" на факультете Почвоведения МГУ.

Дггообаиия. Материалы и результаты работы доложены fra Ломоносовских чтениях и обсуждены на заседании кафедры химии почв факультета Почвоведения УГУ.

Публикации. По результатам исследования опубликовано 4 работы, одна сдана в печать.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, б глав, заключения, выводев и практических рекомендаций. Она включает УЗ? страниц тенета, 43 рисунка, 33 таблицы и 3 приложения. Список литературы включает 186 названий, из них 64 зарубежные.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ГЛАВА I

БУРЫЕ ЛШЦЕ ПОЧЗ'1 И ОСОБЕННОСТИ ИХ ДКНЕРМОГЛЧЕСКОГО СОСТАВА (обобщение литературных данных)

Рассматриваются общие представления о свойствах, генезисе и классификации типа бурых лесных почв.

В почвенной литературе не существует единого мнения относительно характера и механизмов текстурной дифференциации профиля, т.е. процессов, приводящих к накоплению илистой фракции в почвенной толще по сравнению с породой, а в оподзоленных вариантах - к обеднению верхних горизонтов илистыми частицами. Большинство ав-

торов считают, что основным механизмом оглинивания в бурых лесных почвах является синтез глинистых силикатов (Kundler , i9o'j,19oi; Роде, ¿У64; Герасимов,.Глазовская, I960; Глазовская 1972; Duol , Hole , Ис CracScen, 1Э73 и др.) « наличие в профиле горизонта оглинивания является диагностическим признаком для всего типа бурых лесных почв (Классификация и диагностика: почв СССР, 1977). 8 связи с этим дается анализ литературного материала по механическому составу бурых леених почв. Показано, что в собственно бурах лесных почвах процесс оглннивания выражен наиболее четко в том случае, если эти почвы фор:лируются на породах, легко подрергаад«-ся выветриванию (глинистые сланцы, карбонатные породн и изверженные породы). При этом наличие в профиле карбонатов способствует сохранению и накоплению ила (Smeclt et al, 1963). В почвах, которые формируются на породах иного состава (в основном на нец;ебнис-Тых, с и ль но в ьев етрелых суглинисто-глинистых отложениях и песчаниках), процесс оглинивания выражен в меньшей степени или не выражен вовсе. В дифференцированных бурых лескьк почвах, сформированных на разных почвообразугацих породах, процесс перераспределения илистой фракции преобладает над процессом ее накопления.

Таким образом, процесс оглинивания определенно диагностируется далеко не во всех почвах, которые в настоящее время относят к бурым лесньм. Оглинивание проявляется только в тех почвах, в •J которых почзообразукдая порода содержит в своем составе глинистый материал, способный давать илистую фракции в процессе почвообразования,

В первой главе дается также анализ литературного материала по:минералогическому составу тонкодисперсных фракций в бурых лесных почвах, сформиро ваших на разных лочвообразуших породах. Разными авторами установлено, что бурые лесные почвы характеризуются довольно разнообразным составом глинистых 'минералов в . связи с разнообразием почвообразуищих пород и биоклиматических условий, в которых они формируется. В качестве общей закономер-■ ности можно отметить ХЛОРИТИЭШ'ЧП слоистых силикатов в кислых бурых лесных почвах. Для дифференцированных бурых лесных почв в -качестве общей закономерности шжна отметить обеднение элювиальных горизонтов лабильн!ми силикатами.

ГЛАВА !Г

ПРИГСДОШ УСДОЗИЯ ПР2£Г0?Я.1 длгасгднА' И СЕВЕРНОЙ ОСЕГГ.Ы

Полевые исследования проводились в предгорьях Тишинского хребта и хребта Сада-тау в Дагестанской АСС? и на северном склоне передовых Черных (лесистых) гор d Северной Осетии. Климат

предгорного Дагестана умеренно-теплый с заметным проявлением вертикальной зональности в распределении его элементов. Шлейфы и отроги северного склона Черных (лесистых) гор характеризуются умеренно-теплым и влажным климатом.

В предгорьях Дагестана к Северной Осетии отмечается довольно большое разнообразие точво о бразующи х пород, среди которых резко преобладают продукты выветривания осадочных пород (известняков, песчаников и рыхлые хорошо сортированные глинистые отложения) и частично продукты выветривания штаморфизованных пород ^глинистых сланцев). Растительный покров представлен широколиственными лесами.

ГЛАМ ü

оньк-ш и жгодц исследования

Объектами исследования послужили 7 разрезов бурых лесных почв, развитых в сходни* условиях рельефа и климата под широколиственными лесами на достаточно однородных почвообраэужхцих породах - продуктах выветривания карбонатных пород (разрезы 101,102), глинистых сланцах (разрезы 103, I0Ô), песчаниках (разрез ПО) и сортированных глинистых отложениях (разрезы 106, III). Все исследованные профили имеют сходный набор генетических Соризонтов и, кроме разреза на песчанике, признаки осветления горизонтов А1А2 и A2BI. Исследованные почвы характеризуются слабокислой реакцией верхних горизонтов и нейтральной или слабощелочной (в случае присутствия карбонатов) реакцией в нижней части почвенного профиля, довольно высоким содержанием гумус» (5-в %) в горизонте AI, заметно дифференцированы по валовой^ химическое составу и по механическому составу. Таким образом,- по существующей системе классификации почв ОСлассификация и диагностика почв СССР, 1977) все исследованные профили относятся к бурым лесным.слабоненасмценным оподзоленным почвам. В работе эти почвы для краткости называются бурыми лесными дифференцированными.

Методы исследования. Во всех разрезах исследовали химический и минералогический состав илистой ( <0,001 мм) фракции из образцов, взятых по генетическим горизонтам. В одном разрезе (III) проводили исследование химического в минералогического состава илистой фикции из образцов, взятых по элементам строения по методу tí.О.Таргульяна (1974). При проведении рентген-дифрактометри-ческой съемки небазальные отражения регистрировали по методу Г.А. Криннрм С197Ú). Содержание отдельных групп глинистых минералов в % определили по методике Э.А.Корнблюма (Корнблюм и др., 1972). li отличие от этой методики при оценке интенсивности отражения ево-

дили поправку на Х> Р—фактор, содержание ил л и то в во фракция * 0,001 мм определяли по количеству tCj,0 в валовом химическом составе ила, а количество лабильных силикатов - по разности ыезду 100 % и суммой каолинита и иллита, Кроме того, в отдельных опорных разрезах (106, 108,НО, III) рентген-ди.£рактометрическим методом изучали минералогический состав крупних Фракций {франций песка и пыли) и раздольно коллоидной С "0,2 мкм) и лредмллоид-ной (1-0,2 мкм) фракций.

ГЛАВА ІУ

HSiOTOPiiE вопросы дііагносьш глімістнх

Диагностику основных групп глинистых минералов, сходящих'в состав ИЛЯСГ.ЯС фрагащЯ исследовании* почв, проводили на основании со временипреде та слешЯ об их структуре а принципах класси фикаежи, изложенных в раде руковолстз £ uackenaie ,1957; Рентгеновские методи изучения ..., 1<0С&; Термически,"! анализ минералов ..,, 1Э74; Градусов 1971, I97G; Сизико-хишческио методы исследования почв, IStiO и др.).

. ПЛАЗА У

' ГЛ,1ЖШ2 кШЕРДЛЫ В ЕУРШС ЯШШХ П0ЧЗДХ ІІА РАШІДХ ПОЧВООЄРЛЗУЩ/К ІЮҐ'ОДАЛ

По-мвн Hf- каобскатнмх породам. В этих почвах на первак стадиях развития почвенного профиля,, которая протекает в условиях щелочкой или нейтральной реакции, наблюдается ал&визльно-иллюэи-алькое распределение в профиле илистой фракции, примем накопление ила б иллювиальной горизонте существенно превипас7 его потери из верхнего элювиального горизонта. Наличие в про^'лле иллювиального горизонта, обогацеиного тонкодисперСньс-и частицами, связано с присутствием б исследование разрезах карбонатного горизонта. Ьлювиадьный горизонт характеризуется побішєнієм содержанием каолинита и пониженным содержанием лабильнизс силикатов (разбухающего минерала и Еермшсулнта) по сраснешга с иллювиальным (рис. I). В пересчете на почву в целом каолинитавые и шиш-то вие минералу имеют рас пределе m близкое к раэгкжерному с некоторое^ снижение« содержания в їш-авиальнок горизонте, а лабильные силикаты отчетливо аккумулируются а иллиэиальнв« горизонте по сравнению не только с вышележащим элювиальны:«!, но и с нижележащими горизонтами ВС - т.е. иллязи<йльны>1 горизонт формируется исключительно за счет лабильных с/ли'кптоа,'сущестбен^ч долю которых составляют разбухающие пакети не вполне упорядоченных ил-лит-смектитооух минералов.

По мере вицалачивания карбонитов распределение илистой

Разроз І01 (в кде)

0 20 40 §0 ІСО;

Л І

(В ПОЧЕС) С 20 ¡40 60,1

разрез 102 (в мів) Св почве)

О о"

л О с ° ОГ) о

Рис- І. Распределение глинистих минералов а бурых лесных почвах на карбонатных породах. І - каолинит, 2 - иллит, Іі - разбухающий минерал, і - не вполне упорядоченный смешанноелойныЯ слюда-смектит, 5 - вермикулит, б - почвенный хлорит.

фракции приближается к элювиальному, опускается нижняя и верхняя граница иллювиального горизонта. Дифференциация минералогического состава илистой фракции становится более отчетливой (рис. I): элювиальная толща резко обогащается двухслойными силикатами и обедняется лабильными минерала;.и. О пересчета на почву в целом иллиты и лабильныо минерали обнаруживают отчетливое элювиальное распределение, а каолинит - некоторое накопление о иллювиальном горизонте. В элювиальном горизонте появляются хлоритоподобные »мнералы, иоторие представлену структурами средней степени хло-ритиаацки. Собственно хлоритовые минералы обнаружены в составе тонкодноперсних фракция в верхней части исследованных профилен.

В элювиальных горизонтах наблюдается тенденция к освобождению железа, входящего в решетки глинистых-иинералов и закрепление его в этих горизонтах в форме свободных гцдроксидов.

На первых стадиях эволюции почвенного,профиля ведущими процессами изменения (минерального вещества являются оглиннЕание, основной механизм которого заключается в физическом дроблении крупных фракций, содержащих в своем составе лабильные силитати, и трансформационные изменения иллитовых минералов в не вполне упорядоченные ил л ИТ—с мект ито вые структуры, возмо;-ло, со р-ременем эти структуры переходят в неупорядоченные иллііт-смєктитьі с бользим содержанием смектитовых пакетов. Процесс оглинивания приводит к накоплению мистоЯ фракции в иллювиальном горизонте, а трансформация иллитов - к уменьшению количества иллитов в состава илистых фракций верхней части профиля и появлению лабильных структур. В пределах верхней толщи происходив перераспределение тоикодис-перспых фракций в процессе лессива^а, который приводит к потере ила из элювиального горизонта и к накоплению илистая фракции в иллювиальных горизонтах по сравнению с породой. При этом осуществляется дифференцированный нисходящий перенос глинистого материала с преиглущественным выносом разбухающих минералов и их осаждением в иллювиальной толще над карбонатним горизонтом.

На последующих этапах развития почвенного профиля по мере выщелачивания карбонатов большую роль приобретают процессы діт.|>— ференцированного разрушения глинистого материала и его выноса в форме суспензий. При этом нисходяще^ перемещению подвергается вся илистая фракция целиком, без дифференциации по минералогическое составу. Разрушение глинистого материала .ггриЕоднт к близкому-к элювиальному распределению всех глинистых минералов в пересчете на почвенную массу в целом, с учетом количества ила. При этом в большей степени разрушаются лабильные силикаты, в меньшей степени - иллитовые минералы и в еще меньаей степени -каолинит. После установления в верхних горизонтах кислой реакции начинает развиваться процесс хлоритизации, который приводит к накоплению в составе илистой фракции минералов группы почвенных хлоритов, генезис которых не вполне ясен.

В почвах на глинистих сланцах, содержащих карбонаты, наблюдается отчетливое элювнально-иллювиальное распределение илистой фракции, причем по мере выщелачивания карбонатов иллювиальный по илу горизонт опускается и становится более растянутым и менее ясно вкрг, конным. Рентген-ди^рпктометрический анализ крупных фракций 'пззчопых и пилеватых) показал наличие в них больно-

го количества глинистого материала, глаенич образов, иллит-каляи-нитового состава, особенно в ии:жих горизонтах. В составе фракции сродней пыли появляется вермикулит» количество которого возрастает с глубиной- Еурке лесные почш на глинкстцх сланцах характеризуются отчетливой ди^^ренциациел Отдельних групп глинистых минералов по генетическим горизонтам (рис. 2), -Б составе'илистой Фракции элюэиальшо горизонты обедкяатся иллитовцмя минералами и лабильными силикатами и относительно обогащаются минералами группы каолинита. Иллювиальную горизонты по сравнению с вшележащими и горизонтами ВС обогащены ллймьными силикатами, значительную долю которых составляют но вполне упорядоченные иллиг-смектиты. В пересчете на почвенную массу »'целом сохраняется элювиально-ия-лювишгьноо распределение гсех групп глинистых минералов. Сходные закономерности в распределении отдельных групп глинистых минералов установлены для прздколяоидноЯ фракции. В элювиальных горизонтах в составе (¡¡фракции 1-0,2 мкм найден, снеланкослойный слюдис-то-вермнкулитовый минерал. ¡Соллоиднад фракция представлена слож-НЬМИ СИешаКНОСЛОЙНЫОД иллит-смектитот^и УШёр&ЛЫ&и среди КОТО-рих преобладают не вполне упорядочение структуры, р глубиной в этих смешанноелойных минералах возрастает доля иллитовых пакетов, а вверх по профилю возрастает содержание разбухающих лабильных

пакетов. ' ....

Разрез 103 (в мле) (в почве)

0 ... . , 100^ О , 40

1Ш {в кле) иочви)

Рис. Z Распределение глинистых минералов в бур!-гх лесш« почвах но глинистих сланцах. (Условние обозначения ск. рис. I).

Бедудаш процессами изменения минеральной части почвы являются процессы оглинивания и трансформационных изменений иллито-вых минералов. Интенсивное оглинивание приводит к накоплению илистой в почвенном профиле по сравнению с породой. Ос-

новным механизмом процесса оглинивания является физическое дробление песчаник и пылеватых частиц, содержащих каолинит к иллит в составе обломков глинистого сланца или в составе полевошпатовых Зерен,частично превращение в глинистый материал постиаГмагическими процессами. Такой механизм подтверэдается полной идентичностью дифракционных картин иллита и каолинита в крупних и тонко дисперсних фракциях в отношении положения, формы и интенсивности рефлексов- Объяснить накопление.глинистого материала в профилях на глинистых сланцах процессом синтеза глинистых силикатов по полевым шпатам, как считают некоторые исследователи (Герасимов, Глазовекая, 1960; Глазовская, 1972 и др.), нельзя по следующим соображениям. Горизонти В2, которым в максимальной степени свойственно оглинивание, обогащены не одним каким-то глинистым минералом, а всеми минералами, »ходящими в состав илистой фракции - каолинитом,иллятом*и лабильнілм силикатами.Кроме того, горизонты оглинивания мало отличаются от нижележащих горизонтов по дифрелщиоиким спеитрам илистых .фракций. Трудно преде та пить себе» чтобы-в горизонтах оглинивания синтезировалась бы целая группа минералов таких же, как и в других горизонтах, примерно в тех же пропорциях и с такнам жз дифракционными характеристиками.. Трансформационные изменения иллигов приводят к уменьшению содержания иллитовцх мин%ралоъ и к появлению значительного количества не вполне упорядоченных иллит-смектктовых структур в предкол-лоидной фракции. Коллоидная фракция возникает вследствие дробления более крупной - предколловдной фракции. "Еранс^ормация илли-тов в вермикулит наблюдается в составе фракций средней и тонкой пъим л достигает наибольшей интенсивности в гтредко л ло идной фракции, поичем изменение иллитовых минералов в вермикулит в составе фракции 1-0,2 мкм осуществляется через стадию смсщаннослойных иллит-вермикулитовмх структур. Процесс лессиважа является одним из факторов, приводящим к элювиально-иллювиальному перераспределению в профиле илистой фракции, но отот процесс не сопровождается существенной ди])фе|)енциациеЯ глинистых минералов по генетическим горизонтам. У элювиальных горизонтах, по всей вероятности, протекает также процесс ди¡і¿юреї ;і(прованного раэрушенил глинистих силикатов, но в сочетании с процессом лоейиважл и оглинивания его трудно однозначно диагностировать. В бурых лесных поч-

вах на глинистых сланцах наблюдается тенденция к закреплению не-* силикатных фор;.! коле за в верхних горизонтах.

Бурая лесная почва на песчанике характеризуется близким к эля в иолы го распределением илистой фракции с небольшим накоплением ила в иллювиальном горизонте по сравнению с породой. Рентген-длфра к тометрнчес кий анализ крупных фракций показал, что преобладающим компонентом фракциП песка и пшги в верхних горизонтах яоль.стся кварц и полевые шпаты, в нижних горизонтах - каолинит и слвды. Во фракции средней пшги появляются лабильные силикаты, количество которых возрастает с глубиной. Просмотр препаратов крупных ¡фракций под поляризационным микроскопом в иммерсионных жидкостях показал, что слгадистьй материал в этих фракциях представлен,. глаг.ншд образом, глауконитом. Глинистый материал в составе илистой фракции отчетливо д]ф*>ер5нцароэал по генетическим горизонтам Ср;:с.З), Есерх по пробило наблюдается увеличение содеряа-ния разбухащах 1.1.1 нервов и смятение количества кллнтов. Вермикулит и почвенный хлорит начальной стадии хлоритизации обнаруке-ны в составе илисто Л фракции из горизонта В1 и верхней части горизонта 52,хлорит - в элювиальных горизонтах профиля.В пересчете на почву в целой, с учетом количестоа ила, все глинистые минералы нмект распределение, близкое ¡с элювиальному. Основные закономерности в профильном распределении ОСНОВНЫХ групп глинистых НИ- . нералов, свойственнее илистой фракции, характерны также для пред-коллоидно П фракции. Бо фракции 1-0,2 мкм по всему профилю обнаружен не вполне упорядочении^ слядясто-смеятитовы:1 минерал, в верхней ^асти горизонта - почвенный хлорит. Минералогический состав коллоидно" фракции практически не дифференцирован по профили , во всех горизонтах основную т.*досу фракция <0,£ мям" составляет разбухавший минерал гр;пгты «оIтюри ллоннта.

Основным;! процессами изменения глинистого материала в исследованной профиле является трансформационное изменения иллитов в разбухающий минерал монтмориллонитовой группы и хлоритизацкя трехслойных силикатов. При отом формироеанию монтмориллонитевых минералов из иллитов способствует то обстоятельство, что значительная доля иллитов в песчанике представлена глауконитом с зарядом в октаэдрическом слое С КоЪег* ег а1., 1972, 1973, 1974; Ьоте1аай 1 15^1). "^ансформация иллитових минералов в разбухающий минерал осуществляется через стадия не вполне упорядоченных смешан нос л о Г*н;:х иллит-смектктов:ле кшералов, которые обнаруживаются во франции 1-0,2 мим. Трансформационные изменения глауконитов в раабуха^.цяе минералы монтмориллонит©вой группы происходят и в бо-

4. А

Разтюз 110 (в иле)

Рис. 3 Распределение глинистых минералов в бурой лесной почве на песчанике. (Условные обозначения см. рис. I).

лее крупнодисперсных фракциях - тонкой и средней пыли. Изменения иллитов в вермикулит обнаруживаются в составе предколлоидной фракции и фракций средней и тонкой пыли.Процесс хлоритизации при водит к накоплению минерале в группы почвенных хлоритов и к умень шению количества лабильных трехслойных силикатов в составе тонко пыдеватог, илистой и предколлоидной фракций. В исследованном про филе происходит также разрушение глинистого материала в верхних минеральных горизонтах, которое приводит и близко^ к элювиально му распределению илистой фракции в целом. Процесс оглинивания в исследованном профиле в сочетании с процессом разрушения однозначно не диагностируется, но можно полагать, что оглинивание яв ляется одним из факторов накопления илистоЯ фракции в иллювиальном горизонте. Основным механизмом этого процесса является физическое дробление глинистого материала крупных фракций. Образование коллоидной Фракции связано также с дроблением более крупных фракци". В исследованной почве в процессе разру.'&ения и трансформации освобождается железо в носиликатной форм«,которое перераспределяется в профиле с Формированием иллювиального горизонта.

Почвы на сортированных суглинисто-глиннст; IX отлот^ниях характеризуется элювиальным или элювиально-иллювиальним распределением в профиле илистой [¡рйнции.Гентген-дифрактомегрическиД анализ крупных фракций показал, что в них наряду с кварцам и полевыми илотами присутствуют слоистые силикоты,главным о'разом.као-линит-иллитового состава, и составе» фракции сродно;! нет а полвля-

ются лабильные силикаты,количество которых возрастает с глубиной. Минерала гическиг. состав jyiKCToit фракции отчетливо дифференцирован по пробило (рис. . Элювиальные горизонты обедняются лабильными силиката"« и относительно обогащаются двухслойными минералами. Несколько по-разткнлу распределяется. в составе силикатной ^¡аэы ила минералы группы иллитов: содержание иллитовнх минералов несколько возрастает в верхних горизонтах или наблвдастся равномерное распределение im литов по про^клю»В ол»зиальншс горизонтах в неболь-ком количестве появляется минералы группы почвеик:« хлоритов начальной стздга хлорктизации. Собственно' хяоритозуе шиералы накапливается в верхних горизонтах исследованных профилей. В пересчете на почву з целом, с учетом содержания ила,в разрезе с зд»-епальнул распределением илистой фрамуги наблюдается оливиальное распределение лабильных силикатов и иллита и элювиально-иллювиальное распределенне каолинита. При элит кольно-иллявиальном распределении чла в лепечете на почву в целом в кядегиальнон горизонте обклруглп'петея накопление всех групп глиж1стих (лшгр.игов. В составе предколлои д}юй фракции отдельные группы глинистых минералов обнорукяпдют в профиле незакономерные коле5ан;ш, но и-тесте с теп, впдкяяется тенденция к накопления каолинита в элювиальных горизонтах' и к возрастать сод^ргганкя иллита :ч лабилынзс структур с глубиной. В составе фракции 1-0,5мкы олпвиальных горизонтов обнаружен не вполне упорядоченной смеиянвослосл?»дисто-минерал. -.У. н срало г и чес кий состав коллоидной фракции практически на дк^юрвк^юьон по пробили. Во есех генетических горизонтах III разреза и н;еий части IQü разрс*за основным компонентом -Гра.чци:; -0,2 мки я атлете я разбухающий минерал v в ал»-в'лальшгх горизонтах lüö разреза кзхлоидная фракция представлена не БЛОЛ1М упор ддо'¡№ L'.r.i с:-пллх-.ослоХяьг.ы иллит-смехтитамн.

Однлм из ведущие процессов ка^шнил минералов яв-

ляется их ди;.;:еренц:фованное разрушение, охватыЕЯазцее лабяяькыз трехслойные г.гннералу и иллиты и не затрагивающее, по-видигясф, двухслойное минералы группа каолинита, ото? процесс приводит к резко вь.'раг.енноку олввиальноцу распределению лабильней силикатов и фракции в целом в почвенном профиле. Преимущественное

разруас5к<1 лаб.'1.г.ьм;.1х минералов и относительное накопление каолинита болез интенсивно протекает на поверхности ледов в осветлен-' них скелотанах,чем во внутркпедноЯ тссе.В исследованных почвах происходит перераспределение ло пробил» толхэдисперсных 'фракций в процессе лсссиэажа, которой охгатавает все три группы глинистых минералов, а в некоторих случаях преимущественно лабильные трех—-

. Рис. 4 Распределение глинистых минералов в бурых лесных почвах .(а глинистых отложениях. (Условные обозначзния си. рис. I).

слойян«. силикаты, которые аяку,уулирук>тся в иллювиальном горизонте в целом и в составе глинистой кутали в горизонте Процесс трансформационных изменении кллитовых структур выражен слабо и приводит к появлению небольшого количества не вполне упорядоченных иллит-смектитов в составе предколлоидноЯ Фракции.Образование фракции <0,2 мкм связано с дроблением более крупной предколлоидной фракции. Процесс хлоритиза^ии также выражен слабо, нолначи-тельиое количество хлоритизироеанн;а структур начально Г: стадии хлорит иг; алии обиеруткенэ ь составе иластоЯ и предк о л л. > ид.! ю л ^-рик-

циГі верхних горизонтов. В исследованных почвах несиликатнке і ¡юрмі железа обнаруживают тенденции к накоплению в верхних горизонтах.

В почвах на глинистых отложениях полевые ¡шаты не являются судествені іьЕ.і источником глинистого материала, хотя поле во апато вые зерна, частично превращенные в каолинит, серицит и другие глинисті ;э минералы различили геологическими процессами, играет роль "контейнеров", содеркшцих глинистыЛ материал,который поступает в тонкодисизрение фракции в результате физического дробления полевошпатовых аерен.Однако, в почвах,развитых на поводах достаточно тяжелого механического состава (именно к таким почвам относятся изученное профили),относительный вклад глинистого материала, ос-еобокдаечого при дроблении измененных полевых шпатов в илистую фракцч£>, очевидно, невелик и не всегда легко диагностируется.

ГЇЇАВА. УІ

йтаг.с ;і :.іе!іралопічжсого состаза-илястол

*?ЛКЦ;:.І п/пк лхнлх пев гл сод^ж.к ОК.киого кал:ІЛ ;і '¿люсть іи\т;іоіт!ЮГ!? обмена -

¿'становлено, что величина лКО илистых фракций в исследованних почвах зависит, главным образом, от содержания лабильїіьзс структур. В процессе разбитил почвообразования мокно ояндать возрастание ё^СО в .связи с транс^¡ормационными изменениями кестких иллптоекх структур в вермикулит'и высоко заряді гие разбухающие минералы. ■•

«сследованные почвы, развитые на карбонатных породах, гли-. нистых слан: >: и су глин исто-глинистых отложениях, относятся к обеспеченным обменным калием; в бурой лесной почье на. песчанике содержание обменного калия низкое. Б почвах на карбонатных породах и на песчанике основным носителем обменных позиций, занятых калием, являются иллитовые м:иіералиі в почве на песчанике запасы обменного калия могут пополняться за счет необменных форм в процессе выйетризан/я глауконита в составе илистой фракции. В почвах па глинистых отделениях и-глинистых сланцах важным источником занятых калием обменных позиция в горизонтах ЬС являются ла-бильнно силикаты в с о стале илистой фракции и иллиты и слюдистые минералы, раклэтенн:« в составе фракции >0,001 мм; в гумусов?.к горизонтах содержание обменного калия .частично зависит от содер-а-днгк органического ес^єстрг; .

Лос::о,іьку б исследование г.очоах лабнльн-.ю силикаты В соста-тоикодисперсных ■'■ракца? прядстаьяеиы преимущественно продуктами сл;сд;:сті :х ск^;::сатов к обладают поэтому высоким

гарядок, ыотао предполагать, что всем горизонтам зтих почв будет свойственна поc¡сенная способность к калия, за искл.вде-

наеи тех горизонтов, в которых присутствуют Л04оеннуо хлорити.

кзаяи

X. Содержание, состав и профильное распределение отдельных трупп глинистых минералов в ди*>;«ре щиро ванных бурих лесных іійч-вах Северного Кавказа-empotro варьирует в зависимости от легодогн-ческого состава пород и степени развития.почвенного профиля. В качестве наиболее общих закономерностей для большинства разрезов можно отметить: сиаллятныЯ характер глинистых продуктов выветривания и почвообразования, обеднение элювиальной толщи лабильными силикатами и слабую хлоритизацию трехслойных силикатов в верхних минеральных горизонтах в кислых бурых лесных почвах.

2. Профильная дифференциация глинистого материала в целом и отдельных групп Глинистых минералов в исследованных почвах происходит при С08МЄСТЮЇ1 участии четырех групп Процессов; Траксфор'ла-ционных изменения унаследованных от породы слоистых силикатов, разрушения глинистого материала, суспензионного переноса глинистых минералов и оглинивания.

Набор и интенсивность проявления указанных процессов в конкретных почвенных профилях зависит от состава почвообракующих пород и степени развития почвенного профиля: трансформационные изменения с наибольшей интенсивностью протекают з профилях,развитых на почвообразуюсцих породах, богатых иллитами; разрушениз глинистого материала наиболее четко диагностируется в разрезах,развитых . на сортированных суглинисто-глинистых отложениях; процесс оглинивания интенсивно протекаот только в тех профилях,где крупные фракции содержат большое количество глинистого материала¡процесс лее-сивака диагностируется во всех изученных профилях,но в большинстве разрезов он охватывает илистуя фракцию целиком без дифференциации по минералогическое составу.

3. Бурые лесные почвы на сортированнт« глинистых отлог.ониях

по сравнения С суГЛИНИСТО-ГЛИНИСТЫМИ ПОДЗУЛИСТЫМИ И дерноао-под-золистыми почвами характеризуйте я меньией интенсивность» процессов разрушения всех групп глинистых :.мнер&ло«.особенно каолинита, процессов трансформационных изменения иллитовше ¡.^гноралтв в лабильные структур.) и процессов хлоріітизацпи также очііНЬ слабым пер ерас пр еделеки е ;А несиликатиих Д-орм железа по профиля,которое малоподвижно и аккумулируется г> верхних горизонтах, ^ти отличия связаны с менее кислой рялхциеГ и м.оие» агреесилннч х-ірдкт'їром органического се^-стаа. Бурите лесное днфферонциров:итj^j п^чон по

сравнении с cepm.ni лесными почвами характеризуются меньшим накоплением И Л ЛИТО ШІХ структур в почвенном пробило.

4. Процесс оглинивания определенно диагностируется далеко не во всех почвах,которое в настоящее время относит к бурым лесным. Оглинивание проявляется только в почвах на таких почваобразующих породах, которые содержат глинистые минералы в крупных фракциях.

Основным механизмом процесса оглинивания в бурых лесных поч-Еах является физическое дробление крупных фракций - песчаных и пылеватых,содержащих глинистый материал с форме индивидуальных зерен слюд, в составе зерен полевых ипатов,частично превращенных в глинистый материал постмагкатичсскимн и другими негипергениыки процесса:« или в составе обломков породы.' Неизмененные полевые хпаты не являются существенным источником глинистого материала в ■ почзенном профиле. їиздчедкое дробление крупных фракции,содержащих глинчетнй материзл,сопровождается трансфор:йационньки изменениями кристаллических решеток ИЛЛИТОВ.

5. Степень транс-фориационнше изменений слюдистих минералов ■ под влиянием процессов выветривания и почвообразования определя- . ется не только биоклиматическими условиями,но и литологическим . фактором - т.е. структурным« особенностями самих елвдтетык .минералов: иллиты трансформируются'в не вполне упорядоченные."иллит-смектиты, глауконит г в смектитопые минералы с зарядом в октаэд- ' рич ее ком слое. ■

С. Во всех исследованиях разрезах дилере нцарованні.« бурых лесных поча дифференциация валового химического состава почвенного материала в :;елом осуществляется как за,счет изменения в.профиле содержания ¿тис то Я фракции, так и-за счет дифференциации химического состава крупні« і^ракцяЗ. ■ • '-"і

7. Содержание обменного калия .в'исследованных почвах контро-лкруется минералогическим сос та сом,рпэмерам>! частиц,которыми минералы представлены, а такле кристаллохямичесаими особенностями. .,-;■ ■глинистых силикатов, относящихся к:одной и - той.группе слядистых и иллитовых ¡минералов. В процессе развития почвообразования в.исследованных почвах возрастание лабильных силикатов за счет трансформационных изменен и Г: иллитов в вермикулит и вь;сокозар.чдние раз-бухат^іе (минералы приведет к увеличений ИЛО; Можно ожидать, что . а тот процесс будет сопровождаться поешением калиЗДкксирукцеЯ "способности илистііх ФрЕкциЛ, а повшенное содержание несиликатных форм имоза в верхних горизонтах - необменнсЯ фиксацией фосфатові;

Научно-методические предложения

Чтобы полностью представить изменение и преобразование глинистого материала в процессе почвообразования в бурых лесных почвах, необходимо изучать не только илистую, но н более крупные фракции.

По теме Диссертации опубликованы следующие работы

1. О природе дифференциации профиля бурых лесных почв Северного Кавказа. Тезисы докладов VI делегатского съезда ВОП, 1981, т. 1, с. 131—132 (& соавторстве),

2. Процессы преобразования глинистого материала в оподзолеииых бурых лесных почвах на сортированных глинистых отложениях. Вестник МГУ, сер. почвоведение, 1982, № 3, с. 43—51.

3. Происхождение и профильная дифференциация глинистого материала в бурой лесной почве на продуктах выветривания глауконитовых песчаников. Вестник МГУ, сер. почвоведение, 1983, № 4, с. 13—25 (в соавторстве).

4-. О диагностике н механизме процесса оглинивания в некоторых типах почв. Почвоведение, 1983, № 7, с. 16—25 (в соавторстве).

5, О природе оглинивания в дифференцированных бурых лесных почвах Северного Кавказа. Тезисы докладов регионального семинара по коллоидной химии (в соавторстве), в печати.

Л 76454 5/Х1—&3 г. Объем I п. л.

Заказ 3039.

Тлраж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 1Лосвва И-550, Тимирязевская ул., 44