Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Особенности генезиса, состава и свойств подзолистых почв различной степени гидроморфности на двучленных породах Европейского Севера (на примере Архангельской области)

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Особенности генезиса, состава и свойств подзолистых почв различной степени гидроморфности на двучленных породах Европейского Севера (на примере Архангельской области)"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

л -ичоэ На правах рукописи

Евгения Васильевна ОРЛОВА

ОСОБЕННОСТИ ГЕНЕЗИСА, СОСТАВА И СВОЙСТВ ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ГИДРОМОРФНОСТИ НА ДВУЧЛЕННЫХ ПОРОДАХ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА (на примере Архангельской области)

Специальность 06.01.03 — почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1980

Диссертация выполнена на кафедре почвоведения Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук профессор И, С. Кауричев.

Официальные оггпоненты: доктор сельскохозяйственных наук профессор Ф. Р. Зайдельман; кандидат географических наук младший научный сотрудник Л. К. Целищева.

Ведущее предприятие— Институт биологии Коми филиала АН СССР.

Защита состоится •« 4В» . ..... 1980 г.

в */э» час. на заседании Специализированного совета К-120.35.01 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

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

£ диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан . , . 1980 г.

Ученый секретарь Специализированного совета-

¿Й^А.дорожкина.

Актуальность проблемы. Среди почв, интенсивно-исполь: зуемнх в лесном и сельском, хозяйстве гумидных областей Европейской части СССР, широко распространены; почвы, формирующиеся на двучленных породах.

• Несмотря на то, что более половины почв.двучленного строения относятся к почвам избыточного увлажнения, основным объектом исследования до настоящего времени были почвы, не несущие признаков оглеения. Такой односторонний •подход сужает- теоретические представления о чрезвычайно распространенной группе почв, определяет несовершенность их классификации и не позволяет* дать научно обоснованую мелиоративную характеристику почвам разной степени гидро1 морфности;

Немаловажным фактом является- высокая изменчивость почв двучленного строения при освоении и сельскохозяйственном использовании. Для разработки системы мероприятий по охране этих почв необходимо иметь данные об изменении в свойствах тючв двучленного строения при сельскохозяйствен-1 ном использовании в условиях холмисто-моренного-рельефа. Сложная структура почвенного покрова, возникающая на-па-хотных угодьях, практически не изучена, поэтому трудно определить ее дальнейшее развитие и изменение важных агрономических свойств пахотных почв.

Цели и задачи исследований. С целью дальнейшего углубления генетических представлений о ¡подзолистых почвах на двучленных породах, совершенствования их классификации и разработки объективной мелиоративной оценки в работе были поставлены следующие задачи:

1. Изучить условия проявления морфологически выраженного контактного оглеения в профиле подзолнстыхлточв.фор-мирующихся на двучленных породах:

2. Установить изменения свойств целинных и пахотных почв двучленного строения при появлении оглеения в профиле игувеличении степени гидроморфизма,

3. Выявить различия в агрономических свойствах-освоенных -почв при последовательпом вовлечении ряда генетических горизонтов в пахотный-слой.

4. Уточнить классификационное положение почв на двучленных породах но степени контактного оглеения и в связи с возможной трансформацией профиля под влиянием сельскохозяйственного использования.

Объекты и методы исследований. (Полевые исследования проводились в подзоне средней тайги Архангельской области (Вельский и Ленский районы). В качестве объектов исследования выбраны три группы почв по степени оглеения контактного горизонта: 1) подзолистые иллювиально-железистые контактно-осветленные (вершины пологих моренных гряд);

2) подзолистые иллювиально-железистые понтактно-глеева-тые. (понижения, моренных гряд)- и их освоенные аналоги;

3) почвы с интенсивным проявлением контактного оглеения: подзолистая шглювнально-гумусовая контактно-глеевая (очень-пологий склон моренной гряды), подзолистая освоенная иллювиально-гумусовая контактно-глеевая. (вершина пологой моренной гряды);, торфянисто-подзолистая А1—Ре— гумусовая контактно-глеевая (выравненный слабодренирован-ный участок). (Первые две группы почв сформированы на абляционно-моренных супесях, подстилаемых карбонатной суглинистой мореной; третья группа почв — на флювногляциальных песках, подстилаемых бескарбонатной суглинистой мореной. На глубине 130—160 см подстилание меняется на.карбонатную суглинистую морену. •

Для установления изменений? в свойствах пахотных почв при последовательном вовлечении нижележащих горизонтов в пахотныйслой изучался взаимосвязанный ряд почв, .включающий полнопрофильную лахотную почву и ряд почв-улро-щеннош строения.

Основной объем анализов проводился общепринятыми методами. Формы'несшшкатного железа определяли при. сопряженном использовании методов Тамма, Мера-Джексона и Баскомба (^¿рошкина, 1975). Учет нисходящей миграции С нРе проводился с помощью хроматографических колонок по" методике И. С. Кауричева и Н. М: Ноздруновой (1960), бокового внутрипочвенного стока по контакту водоупора с использованием колонок-ловушек по -методике А. Д. Кашанского (1972). Конкреции из лочвенных образцов выделяли методом мокрого-просеивания через сито.0,25 мм и дальнейшим отделением отщебня, гравия и песчаных частиц под бинокуляром; Ре и Мп определяли на атомно-абсорбционном спектрофотометре фирмы «Перкин-Эльмер». ТТовторность определения 2— 3-кратная.

Научная новизна. Впервые изучены подзолистые почвы на двучленныхнородах различной степени гидроморфности в биоклиматических условиях среднетаежной подзоны Европейской части СССР. Установлены изменения в проявлении элементар-

ных почвенных процессов, участвующих в формировании контактного горизонта при появлении в нем оглеения и его усилении. Изучен фракционный состав несиликатных форм железа в подзолистых почвах на двучленных породах и установлены изменения в этих формах при увеличении степени гидроморф-ности. Выявлены закономерности распределения конкреционных новообразований и изменения химического состава конкреций под влиянием гидроморфизма, Установлены изменения, происходящие в пахотных почвах в связи с их трансформацией при сельскохозяйственном использовании.

Практическая'ценность. Предложена классификация под* золистых почв на двучленных породах по степени проявления контактного оглеения и трансформированных в результате сельскохозяйственного использования пахотных почв, имеющая значение для более обоснованного и дифференцированного учета почвенных ресурсов при сельскохозяйственном почвенном картировании. Полученный материал может использоваться: а) для разработки методов количественной диагностики почв по степени увлажнения, б) для разработки системы мероприятий по охране лочв на двучленных породах, используемых в земледелии.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на конференции молодых ученых ТСХА в 1978 и 1979 гг.

Публикация. По материалам диссертации опубликовано 2 статьи.

Объем работы. Диссертация изложена на 1-56 стр. машинописного текста, включает 20 таблиц, 4 рисунка. Состоит из введения, 7 глав, выводов и приложения. Список литературы включает 234 наименования- из них 25 на иностранных языках.

I. Морфологическое строение, физические н водно-физические

свойства

Для почв с контактно-осветленным горизонтом (I группа) характерна отчетливая дифференциация на генетические горизонты.кроющей и подстилающей толщ. Нижняя граница контактно-осветленного горизонта сильноязыковатая и представляет собой сеть вертикальных ветвящихся трещин, заполненных белесым песчаио-пылеватым материалом. Образование натечных глинистых кутан по щелевидным и трубковидньгм порам суглинистой толши свидетельствует об участии в формировании контактно-осветленного горизонта процесса лес-сиважа. Максимальной выраженности этот процесс достигает в освоенном аналоге.

Для почв с контактно-глееватым горизонтом (И группа) менее отчетливо выражена дифференциация генетических горизонтов как кроющей, так и подстилающей толщ. 'Контакт-

ный горизонт приобретает сизоватые ir охристые оттенки. Оглеение нарастает с глубиной, наиболее отчетливо проявляясь ?ю ходам корней и граням педов. Слабая выраженность сети трещин и меньшая толщина натечных глинистых кутан по граням педов и порам свидетельствует об ослаблении процесса лессиважа.

В профиле почв с контактно-глеевым горизонтом (III группа) отчетливо выражена дифференциация генетических горизонтов кроющей толщи. В подстилающем наносе дифференциация выражена очень слабо. Контактный горизонт интенсивно оглеен, степень оглсения уменьшается с глубиной. Тре-щиноватость суглинистой части профиля морфологически не прослеживается. Натечные глинистые кутаны отсутствуют. - Содержание илистой фракции и физической глины (табл. I) подтверждает двучленность почвенных -профилей.

Одной нз наиболее четко проявляющихся особенностей исследуемых почв является довольно резкое увеличение плот» ности почвы при переходе от легкой песчано-супесчаной части профиля к суглинистой.

Профильное изменение обшей порозности согласуется с величинами плотности почвы и имеет аналогичное распределение.

Двучленное-строение почвенных профилей, отмеченное по механическому составу и плотности почвы, еще более-четко прослеживается по дифференциальной порозности. В горизонтах кроющей толщи всех разрезов преобладают макропоры (>600 мк) и активные капиллярные поры (3,5—600 мк), Для разреза* 7 их количество составляет 60—75%. В подстилающей суглинистой толще .количество макро- и активных капиллярных пор резко сокращается до 25—35% и возрастает доля микропор,

В оглеенной почве (разр, 7а) при уменьшении плотности супесчаных горизонтов и увеличении общей порозности сумма пор >3,5 мк снижается до 58—59%. Б контактно-глееваточ горизонте по сравнению с контактно-осветленным доля участия микропор уменьшается.

Самое резкое изменение качественного состава пор прн переходе от кроющего наноса х подстилающему характерно для-подзолистой контактно-глеевой почвы (разр. 10). В песчаных горизонтах сохраняется высокое содержание пор >3,5 мк (до 83%), в контактно-глеевом горизонте они составляют лишь 16% от обшей порозности. С распределением качественного состава пор тесно связано профильное изменение водопроницаемости. В подзолистых иллювиально-железнстых почвах с контактно-осветленными и контактно-глееватыми горизонтами (разр. 7, 7а) водопроницаемость при переходе к подстилающей породе снижается приблизительно в П раз, в про-

филях с контактНо-глеевыми гориэой*гами '{разр. 9, 10) более чем в 1000 раз.

Таблица 1

Физические и водно-физические свойства почв :

Содержание частиц в %, размером в мм Плотность, г/см5 . У 11« О Е £

твердой фазы ПОЧВЫ

<0.01 | <0.001

Генетический горнэонт и глубина образка, см

Волсятрони-ц£емость, мм/мин

Разр 7. Подзолистая контактно-осветленная

А, В/

Л',В

а.

в/

Л',(к) х В» £

£

Л'3(к)0 В,и

Л» Вл/

л'а(к)а в,а

Ваг

6—16 10.2 5.2 2,67 1.56 41.7

£6—36 13.7 5.7 2,66 1.37 40.8

45—30 26.0 13.3 2.67 1.85 30.8

50—35 31.9 23.8 1 2.69 1.83 32.2

70—30 35.2 24,3 2.71 1,87 30.9

0.67

2,04

о.1а 0.26 0,48-ю-'

Разр, 7л. Подзолистая контактно-глееватая

14-24 11.9 5.6 2.66 1,50 43,6 ' 1,59

26—36 14.5 8,6 2,66 1.36 48,9 8.80

37—43 25,1 18.4 2.70 1,73 35,9 0,77

43-53 32,9 26,4 2,72 1,77 34.9 0.05

65—75 31,3 23,8 2,70 1,79 33,7 0,04

Разр. 10. Подзолистая контактно-глеевая

12-22 4.2 3.0 2.66 1,55 41,7 6.84

30—ю 9.8 7,4 2.62 1.П 57,6 11.07

50—60 5.6 5.4 2.67. 1,49 44,2 10,57

66-76 26.0 18,4 •2.68 1,82 32.1 0.01

76—86 37.4 25,3 2.72 1,80 33,8 0,85-10-*

100—110 22,5 16,7 2.70 1.80 33,3 0,33' ю-*

Разр. 9. Торфнисто-п од зол истая контактно-глеевая

18—23 5,0 3.5 2.61 1,60 38,7

33—45 6.4 4.9 2.59 1,57 39.4

52-60 £0.0 13.0 2,67 1,84 31,1

60—70 20.4 13.8 2.68 1.80 32.8

80—90 20.6 16,7 2,70 1,80 33,3

4,31 7,20 0,0о • Ю-1 0.29 • 10"* 0.31 - ю-*

Высокая фильтрационная способность верхнего легкого но механическому составу наноса обеспечивает активное проникновение почвенной влаги до контакта, смены пород, а подстилающая толща, обладая низкой водопроницаемостью, вызывает ее застаивание и развитие контактного оглесния. При относительно хорошей дренированности двучленных пород оно выражено только по понижениям рельефа. В случае резкого перепада фнльтрашюниых свойств наносов контактное огдее-

tine более устойчиво проявляется и на других элементах рельефа.

Оценить гидрологический режим двучленного профиля не всегда удается по соотношению механического состава; плотности и общей порозности кроющего и подстилающего наносов. Наиболее тесная зависимость обнаруживается между дренированностью двучленного профиля, распределением качественного состава пор к особенно.профильным изменением водопроницаемости. f

2, Физико-химические и химические свойства

Своеобразие физических и водно-физических свойств двучленных пород накладывает определенный отпечаток на особенности физико-химических свойств почв, формирующихся под влиянием зонального подзолистого процесса.

Для горизонтов кроющей толщи и выщелоченной суглинистой части профиля характерна кислая реакция солевой суспензии, невысокое содержание обменного Са2+ и Mg2* (табл. 2). Увеличение степени насыщенности основаниями с глубиной связано с карбонатностью подстилающих пород

Для всех профилей характерно невысокое содержание гумуса. Распределение гумуса имеет двойной элювиально-иллювиальный характер. В верхней части профиля выраженность этого процесса максимальная, в нижней — довольно слабая.

С появлением в профиле оглеення (разр. 7а) увеличивается мощность подстилки, а в минеральной части профиля содержание гумуса, возрастает гидролитическая кислотность.

С увеличением степени гидроморфизма в контактно-глее-вых лочвах иллювиально-железистый процесс сменяется иллювиально-гум усовым. -Максимальное иллювиальное накопление гумуса обнаружено в профиле разреза 10, залегающего на пологом склоне, при повышенной мощности лесчаной тол-шн -(около 60 см), обеспечивающей относительно хороший дренаж.'На выравненных элементах рельефа, при более близ* ком подстиланнн относительным водоупороч (разр. 9) переувлажнение контактного горизонта и всей песчаной толщи становится более продолжительным и частым, что ослабляет развитие иллювнально-гумусового процесса.

'.Для исследуемых почв отмечено невысокое содержание гуминовых кислот. »Представлены они преимущественно фракцией I—> 5,8—13,0% ог С06щ для горизонтов кроющей толщи (76—90% от общего содержания гуминовых кислот). Фракция II отсутствует.

Содержание фульвокислот значительно превышает количество гуминовых кислот, в связи с чем отношение Сг.к : Сф.к

Физико-химические свойава и характеристика гумуса почв развой степени

гндроморфности

Горизонт, глубина обрата, см и •л X а Ь « « я н я Э К Й -С,« 3 £ Эо оу <-» я ц -х. ° £ Т * л 5 Е ^ а о озз я а * . >> о >. 1— В X С г.К Фульвокн слоты Неги д ролн- зуемый остаток Сф.к

1а I 11 III « да К * 3 Щ </•9- ьс

МГ-экв/ЮОГ % ОГ С общ

1 2 3 ! 4 5 6 7) 8 | 9 1 10 I 11 I 12 | 13 14

А* С-16 В/ 26-36 А'г! к) -15—50 гдв 50-55 В( 70-80 Раз 3,4 4.6 3.7 4,0 4,9 р. 7. Г 2,1 2.4 6.5 12,2 19.1 одзолиста 3.6 2,9 3,5 2,0 1.3 я иллюй№ 36,5 44.8 €5,3 85.9 94.8 1льнф-ж 0.35 0,46 0,18 0,23 (Ш елсзис! 13,2 10,5 7,3 0 0 гая ко 1М 22,2 24,5 19.3 12.1 наитие 20,4 17,6 16,0 8.8 0 юсеетл 8,3 6,7 7,1 5,3 0 енная 6,0 7.7 4.5 5,0 0 почва 49,9 54,2 52.4 38,4 12.1 36.9 33,3 40,2 51.0 87,9 С,56 0.19 ОН

Разр. 7а. Подзолистая иллювиально-желеэистая контактно-глееватая почва

A,

B, -

А',(к),

'

14-24 4,5 2,6 6.4 29,1 0,74 12,0 20,0 21.8 5.4 7,2 54.4 34,0

26-36 4,6- 3,0 6,4 31.9 0.94 ¡0,6 33,9 11,6 4,8 6,9 57.2 32.2

.37-43 4,1 8.3 7,0 54.3 0.38 3,5 16,8 7.1 2,6 103 37,3 59.2

43-53 3,9 12,9 5,9 686 0 12,2 12,0 1.4 9.6 35.2 64,8

65-75- 4.5 173 2,0 83.8 0,25 0 14,0 0 0- 73 зи 78,7

Продолжение таблицы 2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 1 И

Разр. 10. Подзолистая иллювнально-гумусовая коытактно-глеевая почва

Ai i;

A'î(k)G В,G Big-

»w

A',(k)G B,G

12-22 3,4 1,4 3,1 31,2 0.17 14.0 18,0 25,0 2.0 5,0 50,0 36.0 0,28

30-40 4,0 1.6 13.3 10.7 3,32 10,0 22,7 29,5 3.7 4,9 60.8 29,2 0,16

50-60 4,3 1,9 3,2 37,4 0,44 7,0 19,8 19,2 6,0 7,2 52,2 40,8 0,13

66-76 •4,2 3.9 1,2 76,8 0.10 0 8,3 3,3 1.7 5.0 18,3 81,7 —

76-86 4,4 16.3 2,3 87,4 0,17 0 3,0 0 0 3,0 6,0 94,0 —

100-110 5,3 15,3 92.4 0.12 — — —- — — — —

Разр. 9. Торфяпнсто-подзолнстая кл л и>е на л ьно-же лез исто-гумусовая контактно-глеевая почва

18-28 3,5 1,4 3,0 30,7 0,19 8,9 16,0 25,4 0 4.5 45,9 45.2 0,19

35-45 4,4 1.6 4,7 25,6 0.88 10.8 23,5 22,6 1,5 6,3 53,9 35.2 0,20

52—60 4,9 13,3 1,4 90,3 0.20 2,8 11,6 ¡5,0 4.2 7.1 37,9 59,3 0,07

60—70 5,1 15,6 1.4 ■91,7 0,26 1,4 7,0 5,3 7.4 15.3 35,0 63,6 0,04

80-90 5.8 14,2 1,0 93,6 0.14 — — — — — ■—

достигает крайне низких величин. В составе фульвокислот преобладают наиболее подвижные и агрессивные фракции la I.

Проникновение в суглинистую толщу наиболее подвижных фракций фульвокислот свидетельствует о возможности опод-золивания ее верхней части в результате более длительного взаимодействия с нею при снижении скорости фильтрации на контакте смены пород.

Наибольшее проникновение агрессивной фракции фульво-кислот (1а) в подстилающую толшу выражено в профиле подзолистых ко1гсзктно-осветле)шых почв, имеющих лучшие условия дренирования, что свидетельствует о максимальном проявлении подзолообразования в зоне контакта в этих условиях. При ухудшении дренированное™ двучленных пород и появлении оглеення содержание эгой фракции в подстилающем суглинке сокращается и уменьшается при дальнейшем увеличении оглееиия. Соответственно ослабевает и степень проявления подзолистого процесса на контакте смены пород.

Все лесные почвы имеют близкие отношения Сг.к : Сф.я с тенденцией к снижению этих величин при появлении оглеення в профиле. Появление в профиле оглеення сказывается на фракционном составе фульвокислот. Если в подзолистой контактно-осветленной почве фракция П преобладает над фракцией III, за исключением гор. B/t то во всех оглеенных почвах фракция III превышает фракцию II.

Сельскохозяйственное использование почв- вносит изменения в качественный состав гумуса только пахотных горизонтов. Увеличивается количество гуминовых кислот. Одновременно снижается количество фульвокислот, в связи с чем отношение Сг.к :Сф.к увеличивается в 1,5—2 раза.

Молекулярные отношения, рассчитанные по-данным валового состава, свидетельствуют о максимальном обеднении железом и алюминием подзолистых горизонтов почв с лучшими условиями дренирования в кроюшей толще. Так, для подзолистого горизонта разреза 7 отношение SiOjiFejOj составляет 28(^0;.в разрезе 7а эта величина уменьшается до 226,3. Для подзолистой и торфянисто-подзолистых контактно-глее-вых почв эти величины соответственно равны 1125,5 и 993,6, что указывает на более интенсивное развитие подзолообразования при большей мощности кроющей толщи, обеспечивающей хороший дренаж.

Контактно-элювиальные процессы достигают лучшей выраженности в профиле подзолистой почвы с контактно-осветленным горизонтом, о чем свидетельствуют наиболее широкие отношения SiOa: FejOj в контактном горизонте (67,0) по сравнению с величиной этого отношения в иллювиальном горизонте суглинистой толщи (36,2).'При появлении контактного оглееиия и увеличении , степени гндроморфности элю-

виальные процессы на контакте пород ослабевают, а величины этих отношений становятся более близкими; для подзолистой контактно-глееватой почвы 41,1 и 35,0, для подзолистой контактно-глеевой 64,2 и 43,5 для торфянисто-подзолистой контактно-глеевой 81,3 и 72,9.

Ill, Распределение различных форм железа и особенности современной миграции веществ

При изучении процессов гидроморфнзма важное значение имеет установление закономерностей в распределении по профилю почв наиболее подвижных форм железа, аккумуляция и вынос которых часто являются диагностическим показателем ряда элементарных почвенных процессов.

Различная интенсивность накопления форм несиликатного железа в иллювиальном горизонте кроющей толши и неодинаковый характер распределения этих форм в подстилающей дают в совокупности разные картины распределения суммы несиликатных форм в профиле изученных почв (табл. 3).

Несмотря на периодически возникающее переувлажнение контактно-осветленного горизонта, при условии выноса продуктов почвообразования с боковым внутрипочвенным стоком, в нем не накапливается значительных количеств неснликат-ного железа (разр. 7). Некоторое обеднение этого горизонта слабо- н сильноокрнсталлнзованными формами по сравнению с нижележащими иллювиальными горизонтами приводит к двойному элювналыго-иллювиальночу перера-сл редел енню суммы несиликатных и сильноокристаллизованных форм. Для слабоокристаллизоваяных форм характерно минимальное содержание в горизонтах кроющей толщи, с глубиной их количество увеличивается. 1Чаксимум аморфных неорганических форм приурочен к гор. В^ , затем их содержание вниз по профилю уменьшается.

Распределение несиликатных форм железа существенно меняется при ухудшении дренированное™ почв и появлении морфологических признаков оглеения. В профиле подзолистых почв с контактно-глееватыми горизонтами (разр. 7а) максимум аморфных неорганических форм приходится на гор. А'г(к) г , что связано с более длительным застоем влаги на контакте пород, отсутствием бокового контактно-элювиального выноса, а также с возможностью бокового привноса железа в микроионижения. Закономерность в распределении слабо-окристаллнзованных форм сохраняется, но количество их в контактном горизонте возрастает. Содержание сильноокристаллизованных форм в контэктно-глееватом и иллювиальных горизонтах практически выравнивается.

Распределение различных форм несиликаткого железа в почвах разной степени гидроморф ностк (% Ре^О})

Горизонт, глубина ■а о ' С = S £5 SJ и V. . «L» а: ■ 3 % £ = о X i

образна, см Ж й «> зё m w а <У х к П « Н ^ 'О* Ск |-н о V j г * ^ га ^ ^ Ь 35 ¡5 Ж et □ Л ЙО Д * О U о « sgS 5 CJ О rt

Разр. 7.. Подзолистая контактно осветленная

6—16 0.25 0,01 0,03 0,17 0.02

26—36 1,76 0.J3 0.48 0,95 0.20

45-50 1,46 0,03 0,33 0.81 0.29

70-80 '2,00 •0.02 0,19 0,95 0.83

Paap. 7а. Подзолистая контактно-глееватая

Разр. 10. Подзолистая контактно-гдеевая

14-24 0,40 0.04 o.os 0.20 O.OS

26—36 ' 1,21 0,09 0.29 0,70 0,13

37—W 2.09 0.08 0.51 1,05 0,43

65—75 2,11 0,02 0,29 0,97 0.83

12-22 ■0,01 сл. сл. 0 0

23—35 1,41 0,20 0.41 0,80 0

66—76 1,57 0.03 0,34 0,90 0.30

76—86 1.75 0,02 0,37 0.99 0,37

A'i(k) В,

0/ Bte

В*. В^

й* В*/

A',(k)G B,G

В торфянисто-подзолистой почве (разр, 9) по сравнению с подзолистой контактно-глеевой (разр. 10) в результате более продолжительного переувлажнения песчаной тол щи ослабляется иллювиальное накопление несиликатных форм железа в гор, В/t/, В подстилающей толще возрастает доля слабо-окрасталлнзованных -фор-м железа. Максимум этих форм приурочен к гор. A'2(k)G, Для этого же горизонта наблюдается тенденция и к накоплению аморфных форм железа, не связанных с органическим веществом, по сравнению с нижележащими горизонтами,

Разр. 9. Торфянисто-подзолистая коктактно-глеевая

16-26 0,01 сл. сл. 0 0

33—15 0,71 0,10 0,09 0,33 0,14

'52-60 1.24 0.03 0.22 0.34 0.65

60—70 0,86 0.02 0,20 0,17 0.47

Результаты изучения современной миграции углерода к железа с помощью хроматографнческих колонок показали, что наибольшее количество углерода в целинных почвах выносится 1(3 лесной подстилки. Для железа эта закономерность выражена менее четко. Отмечено увеличение масштабов миграции углерода при появлении оглеения в профиле и его усиление. Для подзолистой контактно-осветленной почвы вынос углерода из-под гор, Ло равен 2,48 г/м2, подзолистой контакт-но-глееватой — 2,91 г/м!; подзолистой контактно-глеевой — 9,19 г/м1. Для железа отмечены близкие величины, соответственно 440, 407 и 424 мг/м1. 40—95% углерода и железа, выносимых из подстилки, закрепляется к минерализуется в верхней части профиля. Значительная часть железа мигрирует в форме весьма устойчивых железоорганическнх соединений (30— 100%).

На положительных элементах рельефа в выносе веществ из контактно-осветленного горизонта наряду с нисходящей миграцией значительную роль приобретает боковой внутрипочвен-ный сток по контакту относительного водоупора. Для лесной почвы вынос с боковым внутрипочвенным стоком на контакте смены пород для углерода равен 1,96 г/мг; железа ■—■ 173 мг/м2-В понижениях рельефа вырзжен боковой прнвнос углерода и железа по контакту водоупора.

IV. Особенностн конкрециообразовання в почвах на двучленных породах

В изученных почвах максимум конкреций приходится на иллювиальные горизонты кроющей толщи (табл. 4).

Появление морфохроматичсскнх признаков оглеения в профиле приводит к увеличению содержания конкреций более чем в 2 раза. Наиболее отчетливо увеличение содержания кон* крепни прослеживается для верхней части профиля.

При проявлении признаков оглеения в освоенной почве увеличение содержания конкреций характерно для всех горизонтов, кроме В^, где их количество несколько снизилось по сравнению с соответствующим горизонтом неоглеенной освоенной почвы.

Содержание органического вещества и железа в конкрециях с глубиной уменьшается, а марганца, наоборот, возрастает. Коэффициент концентрации для Ие достигает наибольших величин в подзолистых горизонтах (10,8—16,1) для марганца в иллювиальных горизонтах суглинистой толщи (30,7— 71,6).

При увеличении степени увлажнения и появлении оглеения в валовом составе конкреций увеличивается содержание Ие и уменьшается содержание Мп, Однако более четким крн>

I1» 1 **

Содержание и химический состав конкреций

Глубина образца, см ¿2 я к Валовые (%' па прокаленную навеску)

Горизонт Содержа % на су лочву г. о» о о А1А РегОз МпО СаО Л^О Ре: Мп

Раз р. 7. Подзолистая иллювнально-желеэистая контактно-осветленная почва

6-16 0,3 1,16 68,06 12,32 11,69 0,37 1,84 2,11 28,1

26-36 9,5 0,99 71,41 12,87 8,97 0,33 1,74 1,43 ■ 24,8

45-50 0,6 0,35 70,41 12,52 8,62 1.22 1,78 2,33 6,4

50-55 0,5 0,24 69.30 13,36 7,42 3.32 1.65 2.77 2.0

70-80 0,2 0,03 68,76 12,59 5,86 4,14 1,91 2,94 ' 1,3

Разр. 7а. Подзолистая иллювиально-железистая контактио-глееватая почва

14-24 5,2 1,53 66,84 10,23 ¡4.91 0,20 1,72 1.50 64,0

26—36 24.4 1,85 70,67 12.88 9.68 0,15 1,43 1,72 57,0

37-43 2,2 1.06 70,10 12,21 10,54 0,41 1,42 1,82 22,8

43-53 0,9 0,25 70,00 11,94 8,45 1,91 1,75 2,30 4,0

65—75 1,1 0.11 69,45 13,01 7,96 2,73 1,61 2.61 2,7

терием степени переувлажнения является не изменение валовых Ре203 и МпО, а величина отношения Ре: Мп,

Изученные группы лочв существенно отличаются по величине отношения Ре:Мп (табл. 5), определенной по содержанию этих элементов, растворимых в I н Н^&О) (коэффициент заболоченности по Ф. Р, Зайдельману и А. К. Оглезневу, 1971). Определение коэффициентов заболоченности приводилось на примере конкреций из иллювиальных горизонтов кроющей толщи.

Таблица 5 Коэффициенты заболоченности изученных почв (К3 )

№ группы Название почвы К»

1 Подзолистая Подзолистая контактно-осветленная..... освоенная контактно-осветлен и а я 30,5 16.5

2 Подзолистая Подзолистая конткатно-глееватая...... освоенная контактно-глсеватая . . 72,0 55,4

3 Подзолистая контактно-глеевая....... Подзолистая освоенная контактно-глеевая . . . Торфянисто-подзолистая контактно-глеевая . . . 163,1 221,9 268,6

V- Трансформация двучленного профиля при сельскохозяйственном использовании

Двучленный профиль вследствие особенностей литологи-ческого строения обладает высокой изменчивостью при сельскохозяйственном использовании. При небольшой мощности генетических горизонтов в результате ежегодной обработки происходит постепенное припахмвание нижележащих горизонтов, в результате чего ряд диагностических горизонтов исчезает и профиль морфологически упрощается. Особенно отчетливо подобная трансформация проявляется на выпуклом склоне. Утрата первичной морфологической дифференциации затрудняет правильную диагностику и классификацию пахотных почв.

Изменения важных агрономических свойств пахотных почв связаны с индивидуальностью припахиваемых горизонтов. Наиболее существенные изменения происходят при вовлечении в пахотный слой подстилающей суглинистой толши (табл. 6). Так, в разрезе 4 и 5 пахотный горизонт переходит в разряд легких суглинков, происходит увеличение плотности пахотных н^ особенно^ подпахотных горизонтов, снижается лорозность и водопроницаемость. Припахнванне горизонтов суглинистой толщи, более насыщенных основаниями, увеличи-II

бает содержание поглощенных Сап и и степень насыщенности почв основаниями.

Таблица 6

Изменение некоторых свойств пахотных н подпахотных горизонтов в связи с трансформацией двучленного профиля

«1 О. ч Л ^ СХ з; £3 и й® я х О. Э—. л ь+ и о , 2 £ « Л о-ы к , Ч И ^ §81 я . О. С в с 5 = 3 £ Няг ЕС с. з1^ . > о с = Са*+ + .4 с1* чг•экв/ 100 г А ° С 3 5С V О Ж с* V? тс а

1 А0 16,2 1,47 14,4 0.63 1,72 6,28 7.98 77.1

В/ 15,5 1,63 о8,7 1.00 0.54 6.44 5.30 70,6

а; 17,6 1,48 43,7 0,92 1.92 6.69 7.82 76,4

АгЧЧ) — 1.73 33.5 0.49 0,17 6.85 6.35 81,1

4 Ал 21,0 1,34 •41,5 0,69 1.31 6,80 8,70 &а,б

Л', В ._, 1,79 33.7 0.32 0.35 6,43 12.00 91,1

А„ 26.9 1,65 37,9 0,17 1.29 7,12 11,07 93,0

ва — 1,80 33.3 0,33 • Ю-1 0,44 6,34 18.60 9-1,1

С целью более правильного подхода к диагностике пахотных почв двучленного строения и учета изменений важных агрономических свойств под влиянием сельскохозяйственного использования целесообразнее выделять при почвенном картировании:

а) полнопрофильную пахотную почву (профиль полиостью сохраняет или частично' утрачивает исходную морфологическую дифференциацию),

б) слаботранеформированную пахотную почву (профиль полностью утрачивает морфологическую дифференциацию кроющей толщи, но сохраняет двучленность по механическому составу),

в) среднетрансформированную пахотную почву (в пахотный горизонт вовлечена верхняя часть подстилающей суглинистой толщи, происходит утяжеление пахотного горизонта по механическому составу),

г) снльнотрансформированную пахотную почву (происходит значительное утяжеление механического состава пахотного горизонта).

Выводы

1. В. почвах на двучленных породах при удовлетворительной водопроницаемости подстилающего суглинка контактное оглеение выражено только по понижениям рельефа. Интенсивное оглеение контактного горизонта характерно при очень

резкой смене фильтрационных свойств крок>1цего и подстилающего наносов и отчетливо проявляется на других элементах рельефа при заторможенности бокового внутрилочвенно-го стока.

2. Особенности морфологического строения, химических свойств и современной миграции веществ подтверждают совокупное участие элювиально-глеевого процесса, подзолообразования и лессиважа в формировании контактно-осветленного горизонта почв на двучленных породах в условиях Европейского Севера.

Непременным условием развития контактно-осветленного горизонта является наличие бокового виутрипочвенного стока в зоне контакта смены пород, усиливающего дренированность профиля.

3. Изучение почв с различной интенсивностью контактного оглеения покззало, что появление морфохроматических признаков оглеения в контактном горизонте сопровождается заменой элювиально-глеевого процесса застойным оглеением и ослаблением действия подзолообразования и лессиважа в зоне контакта.

При интенсивном оглеении контактного горизонта ведущим процессом в его формировании является застойное оглее-нне, действие подзолообразования и лессиважа практически не выражено-

4. Появление оглеения в контактном горизонте и его усиление свидетельствует о застаивании продуктов почвообразования в зоне контакта смены пород и сопровождается увеличением слабоокристаллизованных и аморфных форм железа, не связанных с органическим веществом в контактном горизонте.

5. Мощность кроющей толщи оказывзет влияние на интенсивность развития в ней подзолообразования. При небольшой мощности верхнего легкого по механическому составу наноса оглеенне контактного горизонта.и подстилающей суглинистой голщн сопровождается ослаблением подзолообразования в кроющем наносе.

Хорошая внутренняя дренированность кроющей толши при большой ее мощности (>50 см) обеспечивает интенсивное развитие в ней подзолообразования даже при отчетливо выраженном оглеении контактного горизонта.

6. Установлен резко фульватный состав гумусовых веществ в почвах разной степени оглеения с тенденцией к снижению величин отношения Сг.к :Сф.« при появлении оглеения в профиле.

Отмечено преобладание фракции III фульвокислот по сравнению с фракцией И в оглеенных почвах в отличие от неогленных почв.

7. На основании лизиметрических исследований устаноа-

лено, что в почвах на двучленных породах, так же как п в почвах на однородных породах, с появлением оглеения н его усилением возрастают масштабы нисходящей миграции углерода.

8. Исследование распределения конкреций показало, что в подзолистых почвах на двучленных породах в отличие от почв на однородных суглинистых породах максимальное количество конкреций приурочено к иллювиальному горизонту кроющей толщи.

Химический состав конкреций находится в тесной взаимосвязи с процессами оглеения. Изученные группы почв разной степени гндроморфности существенно различаются по коэффициентам заболоченности Ф, Р. Зайдельмана и Л. К. Селезнева и имеют более высокие значении этих величин по сравнению с почвами, формирующимися на однородных суглинистых породах.

9. На основании установленных различии в характере процессов, определяющих развитие контактно-осветленных, контактно-глееватых и контактно-глеевых горизонтов, а также различий в свойствах почв разной степени оглеения предлагается классифицировать подзолистые и подзолистые освоенные почвы на двучленных породах на уровне рода на контактно-осветленные и контактно-глеевые (глеевые и глее-ватые).

10. Отмечена высокая изменчивость пахотных почв на двучленных породах в связи с прнпахнванием нижележащих горизонтов, неоднородных по механическому составу. Изменения важных агрофизическихх и агрохимических свойств пахотных почв выражены более отчетливо при вовлечении в пахотный слой горизонтов, формирующихся в суглинистой части профиля.

Рекомендации производству

Научно-исследовательским учреждениям, системе проектных организаций Гипроводхоза и Гипрозема рекомендуется:

1) использовать материалы по изменению фракционного состава несиликатных форм железа и химического состава конкреций подзолистых почв на двучленных породах различной степени гндроморфности при разработке методов количественной диагностики почв по степени увлажнения;

2) подразделять пахотные почвы на двучленных породах на полнопрофильные, слабо-, средне- и сильнотрансформиро-ванные с целью более правильного подхода к их.диагностике и учета изменений агрономических свойств пахотных почв под влиянием сельскохозяйственного нспользовання.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Формы железа в автоморфных и полугидроморфных подзолистых почвах, формирующихся на двучленных породах. Доклады ТСХА, вып. 248, 1979.

2. Особенности проявления гндроморфизма в подзолистых почвах на двучленных отложениях. Известия ТСХА, вып. 6, 1979 (в соавторстве с И. С. Кауричевым и А. Д. Кашанским),

Заказ 602.

Тираж 100

Объем 1'/« п- л.

Типография Московской с.-х. академии им,- К. А. Тимирязева 127550, Москва 11-520, Тимирязевская ул., 44