Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ВАРЬИРОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СОСТАВА И СВОЙСТВ ОРТШТЕЙНОВ В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ВАРЬИРОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СОСТАВА И СВОЙСТВ ОРТШТЕЙНОВ В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ"

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

ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ

На правах рукописи ЖЕВЕЛЕВА Елена Михайловна

УДК. 631.4

ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ВАРЬИРОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СОСТАВА И СВОЙСТВ ОРТШТЕЙНОВ В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ

Специальность 06.01.03 — почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва — 1987 г.

Еайота внполнвка яа кафедре оОшего эшждделжя

фахульмта Почвоведения Московского rocyzkvcraeHBoro унхмрсхтвта шеек U. В Ломоносова

НаучннА ружявсдатадь: доетор Овологжчвсвях наук

В.А.Длтркш

Офжддальнце оппонента: доктор свльскоховяйственшд ваук

1,А.Саяалов

кандидат бюяогпвскп яаув C.JLloda

Ведущее учреждапа: Ннстхтуг пологи Кош Ш

УрО АН СССР,

г.Сшянвкар

Эдам состойся */Л * час

на спедвдлявжрованного совета КО 53.05.16; МГУ

ж. М.£.1оиовооова; 1X9899) ГСП, Москва, Лашшскха горы, МГУ, фажудьмт Оочвоввдэвдя, УЧвны! Сове«.

С ддсс«ртада«1 можно оввшошхься в баОлжотехв факультета* Еочюваденм £7.

¿фгор«$»рат рыоолал ' kfi 1Эв&.

Тч»шЛ оехрехарь спащцлзяроваявого сове«»

Г.ВЛмуж»»

Современный уровень жеследования «^однородности почв снл-двтедьохву«т О ТОМ, ЧТО ПОДаВЛЙЮВДе бОЛЫИИНОТВО свойств дервово--иодволнстнх почв обладает высокой вариабельности). Даже в пределах относительно небольших пространств диапазон варьирования многих свойств может быть чрезвычайно большим {Ваяенян к др.,

1969; Самсонова, 1976; Дмитриев, 1033; , 67; *

. 1983).

Этот факт проявляется в результатах большинства носледовшя* вне зависимое те от их непосредственных целей, задач ж способов интерпретации результатов. Выявление структуры пространогвенвой неоднородности приобретает особоє значенае при иэучэнаи свойств» ііа которых базируются оценка различных почвенник состояний.

Актуальность данного исследования обусловлена теоретическим V практическим аспектами проблемы. Ортитейны, во-первых, являются однвш из немногих дискретных образований в пространстве непрерывного почвенного покрова, в силу чего они крайне "удобны* ддя изучения неоднородности почв. Во-вторых, ортштейни служат рдаой зз базовых характеристик для оценки мелиоративного состояли почв гумидеих ландшафтов.

ІІЙД пябоун

Изучение особеаноотвй пространственного варьирования сод«р~ ханхя ж свойств ортитейков в дерново-яодзолиотих почвах рамочных до степени гидроморфаэма, Выяыенм вавиожносмЙ ««жду значений! а варжабельноотью раядачных свойсг» почв ж содержащихся в ■кх оріитвйяов.

0бааши..ишш. ишишаш

На лршвре деряово-подоолис тиг почв ивучмты

1. Пространственное варьирование содержания ортатеЛгсв крупнее 1ш1 особенности их профильного распределения.

2. Зависимость вариабельности содержания Ре я Ид в почве (извлекаемого I н. внмижов) от наличия ортитеанов.

3. Особенности варьирования содержания $е и Ып я ортште1ва1.

4. Структуру пространствашого размещения ортптейнов в почве, йшш.кшаага

Впервые проведены систематичесхне найпвдения, доказан характер в маента<5 пространствеыного варьирования содержания к свойств ортштейнов в дерново-оодаолистых почвах. Установлено, что вариабельность содержания йеМи почвах в основном обусловлена наличием в них ортштейнов. Впервые выявлена структура пространственного размещения ортштейнов в дерново-нодэолистоЛ почве на четырех уровнях неоднородности > показана ее зависимость от стелена гяцроморфиэыа.

Цр^умсияя ^радиш^т,

Рввудьтаты исследования вариабельности содержания и свойств ортштейнов в почвах различной отепэнн оглвенноств могут быть нешодьэовавн для: I) уточнения способов оцйнхя гидронорфизма дерново-аодводястнх почв х почвенного покрова; 2) статистически обоснованного шборв размеров образцов и стационарных площадок при изучении Ре я Ыд в почвах, конкретны* участков в аавиоимоо-ти от цене! ясодвдованн»; 3) доказана интерпретационная содержательность метода векторных диаграмм № визуализации структуре организации признака в пространстве почвенного покрова.

Материалы диссертации докладнважиоь на научной семинаре молодых ученых АФИ (Ленинград, 197В), на конференции колодах

учетах Почвенного ныигатута им. й.Ь.Дзяуч^ьа (Шш, Ш2), аа Всесоюзной научной. конференции "Современные ывтодд асадедоаа-шья появ" (Москва, XS8Í), аа конфереадо молодых учеши факультета Шчвояедениа МГУ ÍI9S4). Работа рассматривалась на заседания кафедры оЛцего земледелия факультета Почвоведении Щ7 (198?).

ШДдшяи

Ооуйликоэааа 6 pa<íox по хеш диссертации.

Объем работы

Диссертация состоит нэ введения, б глав, заключении х выводов, содержит страниц штатного текста» рисунков, таблиц я сшсоя лятаратуры »э наименований.

Содержание работа

TWlTfl itii Обзор литературе.

Дан анализ отечественных я зарубежных пуііюшщиі по теме исследования, Обсуждаются особенности иорфологил, м&ачеоких свойств а специфики пространстветаго размещения ортштэйнов в почвах, Рассматривается связь ортштейно» о особенностями вмещающей почвенной масон к гидрологическая ремиом почв.

Гл»яа 2. Объект а метода исследования.

Исследование проводд-юсь в Московской ойластв, на дераоао--подзолистых почвах различной степени оглеенноств я дерново-гле-евых почвах, на территории биогаоаэнотичесаого стадиозара ИЭУЭЖ АН СССР Шапнское лесничество, Краенонахорский район) ж агройжо-логачесжай с танеш факультета почвоведения ИГУ "Чашннжово* (Солнечногорский р-н)»

&ло заложено & траншей протяженность» о* 2,5 до 20 м. Образцы для анализа нота и ортштейнов отОкрали по фиксированным

глубинам, нх объем менялся в зависимости от задач исследования от 10 до 1000 см3. Ортатейяы выделяли из почвы методом мокрого просеивааия ва сите диаметром I км я разделяли по Дающей 1-2, 3-3 и > 3 ш. В отобранных образцах определяла содержание гумуса по метод? Тприна (Аринушккаа, * 1970); обменных Ca ж М^ (иошшк-сономвгреческим методом в I я, KaCI); & к Ни экстрагировали <жа почвы ж ортштейноз) I в. при 2-х часовом встряхивания.

При изучения распределения ортштейнов в пределах отдельных горизонтов использовались хемогро$йчвские метода о последующей зарисовкой ортштейисв г 1 иочвекных срезах.

Математическая обработка ддрч»* dura осуществлена на ЭШ ИШ-1300 so стандарт« программам.

£дма_3* Анализ структуры пространственного размещения ортигтейвов в пределах мадии площадей.

Инсгочиоленше наблюдения свидетельствуют о неравномерности пространственного размещения ортштейнов в почав как следствия хх агрегированноетк в скопления (гнезда, очага} (Терешина, 1972), &хя детализации особенностей структур« пространственного раамв-жения ортятейнов ва Дервово^дайо-Еодзолистой почве баш заложена серна горизонтальнее площадок <1 и х 0,5 м), расположенных строго друг код другом ва глубинах 10, 13, 16, 19, 22, 25 и 31 см (горизонты: AI, А1А2, A2t А2В), На площадках Aua зарисована морфология горизонтов в расположение отдельных ортитейиов.

Установлено, что число ортштейнов на площадках постепенно увелжчавается с глубиной, достигая м&гккмума на — 20 он и затеи вновь уЗывае*. При этом средняя адоаддь, ва которую приходится один ортштейа, сватала утешается с 10 см2 до 4,5 см^ ■ затем вновь возрастает до 9 см2. На всех плоаддаах ортштейнн размещены

неравномерно - чередуются аош свойой^зныг сгущнмй н разряжений.

Обнаружено три уровня агрегации орвдтейнов (рис.1).

глубина 10_сн (площади

Тй 30

глуйима 19 см (площадка 4)

- ----г — ^ ^

(площадка I)

Й1С.1 Размещекнв ортшейнов в дерново-подзодистой почве.

- рассеянные уртпц-айкы- Представлен ортштейнами, расположенным по-отдехьеости; обнаруживается на всех глубинах.

' Х1=ЗЦайШк - - «орируэтся ортшейиа-

мж, геометрические центры которых гкЗраэуюх цепочку идя обьеджнд-»тся в скоалеюи изометрической формы о неровными краями и вусто-пака вцутря. В цввотаах насчитывается до 10 орготейнов, донша шс дротжгавт 12 си. В глобулы объединяется от 3 до 56 ортитейнов. Диаметр глобул колеблется от ^ 2,5 до 15 си, в шк может обнаруживаться о два или несколько округлых полостей (1-3 см в диаметре)» ликекюос ортатейнов. Размер« и плотность глобул к цепочек мешдатсл о глубиной. Самые короткие ( и рыхло скомпановаяяыв )

образования характерны для глубин ГО я ЭГ см (I ш 7 шюиадки), наиболее крупные глобулн и цаиочки отметятся на глубинах 16 н

19 см (3 к 4 площадки). Разультирующая проекций всех сечений па общую плоскость обнаруживает налгав в профилю почвы отдельных зон, лишенных ортштейнов. Линейные размеры этих полостей

от 2,5 х 5 см2 до 10 х 12 см^ в поперечной сечении в не менее

20 см в высоту,

ш~я уровень - воддявйй. Обусловлен взаимной компановкой отдельных элементов организации І в XI уровней неодаородностж. £ центре гнезд, как правило, расположены глобулы, вокруг нак -цепочки, в периферическое части - рассеянные ортштейни. В гнездах насчитывается от 20 до 80 ортштейнов, их размеры меняются от 10 х 15 си2 до 15 х 25 см2 и более. В гнездах встречаются пустоты, лшэиние ортштейнов, площадью от нескольких сантиметров до нескольких квадратных дециметров. Отдельные гнезда могут соединяться между собой через зову рассеянных ортштейнов. Вне гнезд находятся единичные ортштейни или участка практически лишенные ортштейнов, соизмеримые с раздорами самих гнезд. Расположение, размере в плотность гнезд изменяются с глубиной. На глубинах 10 и 31 см (I я 7 площадки) выделяются отдельные гнезда (собственно гнездовые структуры). На глубинах 16 в 19 см (3 и 4 шющадки) гнезда слагаются в общий контур, а площадь, занятая пустотами я дохлыми агрегациями, минимальна (каркасная структура). Промежуточная ситуация обнаруживается на глубинах 13, £2 я 25 см (площадки 2, 5 и 6), где наблюдаются как отдельные гнезда, так х их фрагменты, объединенные «вжду собой.

Основные закономерности содержания ортштейнов

в почве.

i. Влияние размена рбга-шц щ ітфщпттир 9 содемашш орт-дТ^Дяов.

Существование различных уровней организации структуры про-

странсть©иного размещения ортштеАнов в почве должно приводить к зависимости информации о содержании орздааЛцов от шюйиых, размеров и Форш отбираемых образцов {Рад, 72; Саысскова, 76; Сибудь, 81 и др.). Проверка этого прадпола&эиия осуществлялась на дерново-слабоподэолистой почве (траншея I) по треп совокупностям образцов объемом 10, 50 в 250 см3 с вертикальным сечением 5x5 см2 ж длиной соответственно: 0,4, 2 л 10 си. Образцы каждой совокупности отбирались в количестве»v « 50, вплотную друг к другу, промежутки иеоду отдельными совокупностями образцов составляли 2 и 10 си. Изначально предполагалось, что среднее содержание ортштейнов на должно зависеть от величины обрааца, а дисперсия должна уменьшаться пропорционально увеличению объема образца. Однако, по общему виду (амплитуда колебаний, изрезанное ть, плотность в ширина пиков, общий уровень залегав ж« и др.) наиболее близки регистрограьыы для обрадцов объемом ю к 50 см8 (рис.2). С увеличением образца до 250 ш3 отдельные пики на ре-гистрограмые расширяются у основания (до 20-25 см), амплитуда колебаний уменьшается. Бяиэость выборок две образцов объемом 10 ж 50 си3 подтверждается значнмш коэффициентом корреляции Спир-мека (0,73), в то время как для выборок 10 и 250 см3 и 50 2 250 см3 он веэиачш (0,2 и 0,1$ соответственно,ос > 0,05).

Затеняя сродвего содержания ортштейнов для всех выборок взачимо различны, а дисперсии однородны. Видимо, для образцов иащюньивго объема (10 см3) имеет значение количество единичышс ортштейнов, попавши (иди нет) в обрааец, т.». усреднение происходит в рейках 1-го уровня организации структуры пространственного размещении ортятевнов в почве. Для образцов объемом 250 см9 сказывается наличие агрегнровлинооти орпогоВное на И-Ш-м уро»-

Содержание ортштеШюв

^ к «

й = 0,3X1

ПО ;

2 = 1,47 <Г= 0,366

1,02 ^=0.212

!|Ц\

Т

дляна траншей

Рис.2 Регнотрограммы содержания ортштейнов в образцах различного объема. (Дерново-подзолистая почва, траншея I, гор. А1А2, глубина 10-15 см).

нях организации, а образца о&амом 50 смэ но линейным размерам ближе к 1-му уровню. Характер усреднения свойства в объеме образца определяется соотношением размера элемента опробования и элемента организация в рамках жддаадуного тодвня иаотгногюяности свойства. Поэтому при использовании образцов с линейными размерами более 10 см в дерново-пэдзодис гых почвах будут получены данные, не поэ валящие оценить структуру пространственного размещения оргштэйнов в рамках 1-2 уровней организации. г, ита^тп;.

Изшзцение общего содержания ортатейнов крупнее I мм но профилю почвы характеризуется близкими до форме профильными кривыми г не зависит от степени оглеенвя (рис.3). Зона наибольшего содержания ортатейнов (н.с.о,), од правило, обнаруживается на глубине 15-25 см, что наиболее часто соответствует нижней трети

- У -

содержа™ е

ортштеШшь

(ал) глубина опробования

' фракшш ор'штеЕ^ов:

_____ 1-2 ш .. . .

_ ) 3 ш —.......

2-3 мм

oyf.ii.ta фр&кдай крупнее I ш

Рис. 3 Изменение среднего содержания ортите Шюв по прочит дерново-подзолистой (К II дер! юно-подзолистой глеевой (Д) по-чш (тращиеи 2 и 3 соответственно, обьем образца ** 100 см3),

горизонта АШ - верхней трети А2 в дерново-нодэолистых почвах. Отдельные профильные кряше различаются глубиной залегания "области" экстремального значена« л спецификой подхода к ней, а также мощностью зоны н.с.о, Содержание различных фракций ортштейнов меняется по профилю почек симбатао. Лра общем содержании орштей-ков до 2-4% преобладает фракция 1-Й мм; при более шсоком содержании - фракции > Зим. Содержание ортште&гов фракции 2-3 ш, как правило, оказывается промежуток ¡им ..ижду остальными <йрак1шяии,

3. Анфгрэ регастрограш

Общая конструкция регнстрограмч сухарного ортштей-

нов д тенденция их изменения о глубиной (для образцов объемом ^100 ом3) не ваш сит от степени оглеения деряово-подэалисшх почв. Можно выделить три оскошые групкн регистрограш:

I) "Сглаженные" - при минимальном содержании ортшгейнов

наблццаются отдельные слабсвыраженные пики (глубины 0-5 см ж гаже 35 см);

2) "Контрастные" - содержание ортштевыов и Ийрвзакность регистрограмм максимальная (еоыа h.c.o.vi 15-25 гам); ^ ,

3) "Цромежуточнне" - между I в 2 группами (5-10 и 25-30 ctil.

Регжстрограшы отдельных фракция ортштейиов изменяются сим-

батно, а их количественное преобладание соответствует тем же прядержкам, что в доя профилышх кривых,

4. СтзигсцичзсрЕа ^дгажтеддршд

В зоне в.с.о. наряду с наибольшими вначеннямн среднего содержания ортатейноа обнаруживается и наибольшие дисперсии (статистически однородные для различных глубин в пределах н.с.о. о ос а 0,05). Для всех глубян опробования распределение суиш фракций ортштейяов хорошо аппроксимируется логнормалышм законом.

5. Т^я-ирмвят^ СТРу^УЩ ДР^С^ШДСТВбШГОГО Д^МеЩЕНЖ^ ODT-игтейно» в пределах почвенного погоова.

Специфика раэмеценвя ортштейнов в& вертикальном срезе почва, (так же как х типология профильных кривых суши фракций > 1 мм) не заввеят от отепени оглеенвост* почв. Несмотря на различия условий почвообраеованвя ■ семикратную раэшщу в содержании орт-ятейнов жартнна, выявленная с помочью изолиний для дерново-под-волжстой х дерново-подэолистой глвевой почва сходна в представляет содой серию вложенных друг в друга контуров с концентрацией ортштейнов постепенно уэеличяващейся по мере приближения к зоне н.о.о. Отличия заключаются лишь в степени "насыщенности" соответствующих контуров орштейнами. Однако, анализ совместного содержания различных фракций ортштейяов, осуществленный с пометы) векторных диаграмм (в.д.) ' , на которых в шеетимер-

ном пространства отображено содоржаниа ортштейнов во отдельным $Гл4Цхга1 для двух соседних глубин в одаой общей фигуре, позволил получить дополнительную информацию о специфике размещения орт-MTf taOB в почве. Так в пределах 20-ти натровой траншеи на дерно-;->лодболасто8 неоглеекной аочва удается ьцделить S типов "диа-yiffl^imiy" дрйЬилеД- Однотипные профили грушируются в пространств эе почвенного покрова на участках линейной протяженность» от 1,5 до в,6 и, tro по ввей видимости можно рассматривать как следствие наличия iy-yo уррвня д^одноподностр структур« пространственного размещения ортштейнов в почве. Этот уровень обусловлен пространственной компановкой гнезд ортштейнов (и элементов организации более низких уровней) р зрлоуерацям с различной степенью насыщенности н линейными размерами. Использование в.д, позволило выявить ряд отлагай в строении "диаграшшх" профилей noie с различной степень!) оглеенноста, связанных с неодинаковостью общего содержания ортштейнов и различным долевым участием фракциК 1-2 мм и больше 3 мм, которые наиболее сильно пцюявдкются В 30(19 н.с.о,

6. Изменение отртктуш дродтранственного размещения отатъй нов при усиление огдаедад.

Анализ изменения совместного содержания отдельны! фрающй ортштейнов при усилении огяеения осуществляется на катаыз: дер» ново-подзолистая глеэватая » дерново-глеевая почва по зоне н.с.о. tía пробной площади размером 10 х 45 и2 была заложена цепь правильных иеотяугольников со сторон«! б м. Их геометрические цент., ры лежали на одной осп, а одна из сторон двух соседим, шестиугольников была общей, Б каждый шестиугольник било ваясано еще по два концентрических правильных «есшугслькика со сторона!

0,2 ж I м. Образцы цилиндрической формы ж объемом 250 см* отби~

ч >

рали до двум соседним глубинам, соответствующим максимальному содержанию ортштейнов Сот 15-25 до 25-35 см) и представляли в виде в,д. содержания ортштейнов. Талая схема опыта позволила наиболее плотно разместить точки опробования по изучаемой территория и осенить влияние размера плоадда опробования ва информацию о катана. С усилением оглееетя происходит переход от полного совпадения структур в,д. для всех площадей опробования (дерново-подзолистая глубоко-оглвенная почва) к полному несовпадению (дерново-подзолистая глееватая почва) и ватам вновь к частичному совпадению для шестиугольников радиусом 5 к I к 0,2 ж I (дерно-во-глеевая почва), как следствие изменения размера элементов организации структуры пространственного размещения ортштейнов в почве от «л 0,4 до ^ 2 м, и затем <^10 м; & далее вновь до*" 0,4 м.

То есть, при усилении оглееяяя происходит перестройка структуры пространственного размещения ортштейнов в почве, затрагивающая 3—1-й уровни организации, что может приводить к изменениям статистических характеристик содержания ортштейнов (та0л,1).

Наибольшая вариабельность содержания ортштейнов характерна для дзрно во-подзелис то Й глезватой почвы. Усиление или ослабление степени выраженности оглзения вариабельность уменьшает,

ЕазааЛь Варьирование содержания кяслоторастворимых Се я На в оргштейнах.

I. Длитпм тмямаря /Ирдвпя ня ртнаджу яругртйт уровня содержания и вариабельности т-тческого со^тцра ортштейнов.

Численные характеристики содержания Ре к Мц в ортштейнах а оценка их вариабельности оказываются весьма зависимыми не только от свойств почвы, но и от линейных размеров образцов (охема ЗА), что делает крайяе важной стандартизацию способа опробования.

Таблжда X

Статнстичеокже характеристики содержания орятейво» крупнее I им в почвах о различной степенью оглеин-ности (для вони и.о.о.; п-я 50)

Название почвы, (характерне ткка объекта) I т ■у : і 4 У 1 Г(г) *

Дерново-аодэолистая (траншея I, гор.ИАЙ, глубина опробованкя 10-15 см. объем образца 250 ом9) 1.2 0,212 45

Дерново-подэолистан глееватал (траншея 4, гор.А2, глубина опробования 20-26 ом, объем образца - 125 см8) 6,47 26,706 80

Іерново-глееваа (траншея * гор.ДВі, глубжяа опробования 30-35 см. объем образца 135 ом9) 11,81 14,86 32,

Р&збженае обпей совокупности дяя каждого объема образца ( >Ь -50) на *рж равные частя (Еодсово^упности А- 1?( А« 17( Л- 16)

7 « ш .

также обнаруживает раэлжчжя в статистических характеристиках дм соседних отрезков почвы протяженностью и0О с« (схема 15).

Статистические характорясткка содержаняя орготейнов обяару-хквапт -большую устойчивость в пространстве почвенного покрова по сравнению о характеристикам« их химического состава, йждямо, существует некоторая структура, внражагщадся в неодинаковом хя-мжческом составе ортштейнов, которая может не совпадать со структурой пространственного размещения самих ортитейнов в почве.

Схема І

Значимость различий статистических характеристик химического состава ортштеіінов для совокупностей образцов различного объема (V} Л/ и их устойчивость в пространстве почвенного покрова/Б/. (Дерново-оодэолистая почва, траншея I, гор» А1А2, глубина опробования 10-15 см)

А) Содержаще £е в орт- Содержание Мл в ортштейнах (мгДОО г орт, > штейнах (мг/ГООг орт.) Л = 50

V - Ш см3 V = 50 см3 V =» Ю см3 у = 50 см3

-і 1637-!-1460 786--------690

5 2І2600——— 29964 92220 ■— "" 5382

Е) Содержание Ре в ортатейнах (мгДОО г орт)

I участок II участок III участок п® I? я= І? а - 16'

V - и ш3 _

X, 1529 «"ГТ—---1458 - ^ 1944

135424——— 44100-------',355216

""•ч,___ _____'

V * 60 см3 ___

Я 1353 ----1371 7>Ч525

Й1 26400- — --- 28460-----5-19330

..»•• различия статистически незначиш < «< > 0,05) -і- ..і различия статистаческв значиш ( ос к 0,05)

2. Изменекна химического составу опіщтайноз по рросШю ночш. В ортштейнах изученных почв среднее содержание Ре и Ыл ( м их дисперсия } изменяется с глубиной в соответствии с изменением процентного содержания ортштейноц (рмо. 4-А), Однако изменение козф-$ицнент« вариаций а наименьшая изрезанном* регистрограш свидетельству»! о большей устойчивости химического состава ортитеа-

нов для зоны Н.С.О,- Отдельные фракции ортштейнов содержат, как ' правило, различное количество Ре и Мл, которое такие изменяется по Ерсфию в соответствии с изменением химического состава сум-ш Фракций (рис. 4-Б). Максимальные различия в составе фракций составляют ^ 1000 мг Ре ДОО г орт. н w 100 мг Мп/ ІЮ г орт. '(по медианным значениям)-и обнаруживаются, на глубгщах 5-15 см (отчасти 20 см); причем большее содержание Ре преимущественно (в 75 случаев) обнаруживаются в еашх мелких ортштейнах (йЕрак-шш 1-2 ш), а Мп (в 75 % случаев) - в сама круши* ортштейнах (<Й>аквдя >3 мм) Д

9 20 40 60 80 100 120 г

і 4'л' a' í'ojá. и i£

ZOO 40Q 600 600

10

20

ЗО 40

! (CW) глубина опробования

(мгДООг п)

1000 3000 5000 Ре

10

20 30

40

глубина опробования

Рас, 4. Характеристики содержа-—г у ния железа для суг®н (А) а от-ч (мгДГОл^дельных фракций (Б) ортштейнов. 4 £ Траншея 3, дерното-подэоля стал

глеевая почва, усреднеіще по II профілям.)

X - среднее,1 $*- дисперсия, V- коэффициент вариации.

3. иаианят.о этмичйскоге полфйм »тумтзйнов в' дона их едц.

Долмага содержания с увеличением оглеения

Ишшэ изменения содержатся 5а я На в ортштейнах различной ируаности для вони н.с.о, (оря вдольповерхностном опробовании) дозволяет обнаружить, что о изменением степени оглеения происходит: I) изменение содержания »тих элементов в ортатейвах; 2) меняется характер дифференциации фракций по содержанию в них Ее и Мл; 3) изменяется вариабельность химического состава ортитей-нов (таблица 2). Наименьшее количество Се содержится в орштей-вах дерново-подзолистой неоглевнной почвы, а наибольшее - дерно-вочюдзолистой глее ватой. При этом, если в почвах Малвнского лесничества большее количество Ре преимущественно содержится в мелких ортвтейнах, то для почв АБС Чапшиково большее содержание Ре обнаруживается, в основном, в наиболее крупных ортштейнах. По всей видимости разделение фракций ортштейнов по содержанию Ре может быть обусловлено как степенью выраженности оглеення, так в спецификой протекания процеоса ортштеплообразования на конкретном объекте.

Для содержания Ып в ортвтейнах почв различной степени огле-енностк обнаруживаются прямо противоположные относительно Ре тенденция, большее количество № практически всегда обнаруживается в крупных ортвтейнах (фракция > 3 им).

Выявлены противоположные тенденции изменения вариабельности содержания Ре и Ып в ороттейвах почв различно! степени оглеення. Дисперсии оря вдольповерхностном исследовании зоны н.с.о. могут различаться в- 50-50 раз, но их ивмененве (также как к для профи Игчит наблюдений) соответствует измененив среднего содержания Р» и Ш в ортятейиах (габлш® 2).

| Таблица 2

Статистические характеристики содержания £е и Мп в ортатейнах (для зоны н.с.о,, л. = 50)

Название почвы' : (характеристика ; объекта) ; Вазмер фракции • ортштейнов 4 * 4 4 •Элемент; ^ 4 7 : («г/юог: орт.) : • • Г

Дерноео-лодэо-листая (траншея I, гор.А1А2, глубина опробования 10-15 см« объем образца 250 смэ) 1-2 мм Ее Ып 1584 673 321-ХО2 652-10 XI 12

>3 мм Ре Мп • 969 792 ШХО*1 15М02 14 16

Дерново-подзолистая глеэватая 1-2 им (траншея 4, гор,А2, глубина опробования , 20-25 см; объем . образца - 125 см8) >3ж

Се 4370 151* ХО4 28

Ып 27 51 27

Ре 5096 124-10* 22

№ 28 В7 34

£е 1769 889-10а 17

1-2 ж

Дерново-глеевая (траншея 5, гор. АБ>, глубина опробования Э&-35 см, объем^раэца 3 мм

Мл

112

Се №1

2193 256

не-10 30

200-Ю3 20 689-10 32

Взаимосвязь между свойствами почвы и ортште2новт I. Ецщи? ¿шц^^нну таямеров образца на опенку сррдиегр и,

варраск^иости ^которых, свойств почв. Изменение линейных размеров образна часто сопровождается статистически значимый изменением значений среднего и дессерсии для содержания гумуса* Ре к Мл" (навлекаемого I в. Н^ ^ 04), причем характер изменений дли равных свойств различен я зависит о! глубины опробования (табл.З). Во даже в пределах относительно вебольшо! лиши опробования - 2,5 м средине с дисперсии язутев-ных свойств оказываются нэустойчжвшж и для соседних участков почвн: прохяюВБООТы» около 80 си могут значимо различаться.

м Б дальнейшей бужей рассматривать содержание ж почве только этих форм Фе и мп.

Шлица 3

Статистические характеристики свойств дерново-под- . золистой почвы для образцов различного оиъема (тршссея I, гор .А1А2, глубина опробования 10-15 си,

Ь- - 50)

Объем

название свойства

гумус 1%) : Ре (мг/100г п-ы); Мл {кг/100 г д-н)

(м*) : я : * ! * + л & ♦ : * : 5Г ! р '

10 1,91 0,239 233 1070 57 293

50 1,74 0,128 326 2663 71 387

250 1,96 0,092 251 1128 50 441

1000 2,00 0,077 294 3366 63 260

Изменение статистической характеристики содержания ортштей-нов с увеличением размера образца объяснялось наличием различных уровней организации структуры пространственного размещения орт-штейнов в почве. Причиной более медленного уменьшения дисперсии содержания гумуса яри увеличении образца по сравнении с теоретически ожидаемым можно считать наличие некоторой пространственной "макронеоднородности" (о линейными размерами порядка 40 см), которая проявляется даже на такс« небольшом участке почвенного покрова как 2,5 х 0,6 м2.

Использование информации и специфике размещения ортштейнов в пространстве почвы (плотность ортитейнов на единицу горизонтального среза почвы; доля объема почвы, занятого агломерациями ортатевнов; вероятность обнаружения индивидуальных ортштейнов жиж жх скоплений и содержание Се в ортштейнах и т.д.) позволило разработать параметры моде ля, прогнозирующей распределение содержания Ре в почве. Распределение ортштейнов в их гнезд может быть аппроксимировано биномиальным законом, исходя из чего бнли рае-

читаны квартили я медяаны содержания їв в почве дяя образцов

і *

различного объема (10, 50, 250 ж 1000 см3). Погрешность прогнозирования не превышала 1 Sí (рис.І").

4 Fe (мг/100г п) ' Рис, 5, Квантиля содер-

0,50

кання железа в почве,

__—эксперимент

____- модель

(Числа у кривых обозна* чают уровень квантиля)

обьем образца

2. Сопоставление удойрур, рур^теунов су свор$тааму почвы £ исследованиях почвах изменение содержания■ортмтейнов крупнее Іюіс глубиной соответствует профильному поведению содержания їе н Мп в почве (я в самих ортштейнах) я находятся в противогазе с изменением содержания обменных оснований. Схематическое изображение распределения ортштейнов с помощью изолиний практически соответствует аналогичной схеме' для Ре (я, частично, для Мл) в почве. Коэффициент корреляция между содержанием Се в почве ж содержанием Ре в ортштейнах может быть весьма значительным я, например, в дерново-подзолистой глеевой почве составляет +0,99. (я +0,90 для Мл), Црз удалении из почвы ортштейнов крупнее I мм содержание Ре я Мл в ней уменьшается я выравнивается по всему црофалю (рее.Б), при етом резко уменьшается квартальний размах, особенно в зове я.0.0.

То есть, основная часть їе и отчасти Мл (данной фодоО в дерново-подэолистой глеевой почве сосредоточена в ортштейнах крупнее I и*. Аналогичным образом изменяется вид регистрограда содержания Ре я Лп в почве при удалении не нее ортштейнов (рис. 7 ), прачам степень изменчивости зависят от степеня оглеения я глубины

опробования, Максимальные изменения наблодаются в зоне в.о,о. : так, срэднэз содержание в дерново-подзолистой глееватой почве (траншея 4) уменьшается с 691 до 312 иг/100 г ночвн, а дисперсия умекьшае*ся в 20 раз; в деряово-глеевой почве (траншея 5) среднее седержанне ïo уменьшается, с 455 до 142 иг/100 г почвы, при умеяъ-шеккн дисперсия m порядок, Для содержания Un в почве характерны

аналогичное тендеицин.

О 400 аоо

1200 Ре

10

20 M 40

Рис. б. Изменение квантилей распределения Fe в профиле

0,25 0,50 О 75

(КГЛООт в) де р( [О ЙО-П одзоли СТОЙ глее ВОЙ ■ почвы при удалении ориитей-

нов > I ш. (траншея 3), (Числа у кривых обозначают уровень квантиля)

------ почва с ортштейяама

■ ■ почва без ортштейяов

опробования

Рис, 7. Изменение регчстрограш содержания Ре и ¡.ta в дерново-гле-евой почве при удалении из нее сртштекиов. (Траншея 5, глубина опробования 30-35 см , горизонт АВ) , объем образца 125 см3). —почва с оряпгейнаш, —— почва без сряитейнсв.

Ре (мг/100г п) Нл (игДООг а)

600

400 200

МР^

ддкз.

тТрш!|

,а (м)

О 0,5 I 1,5 2 0 .0,5 I 1,5 2lP*™» Високая варадбельность содержавши Ре ■ Мп в лочьв кеодвократ-

во отмечаемая исследователями (Цурша, 1958; Йивджова, 1964).

в значительной степени обусловлена структурой пространственного.

размещен*« ортятейнов. Вменение структур« црсотранетвекного раз-

мещенжя ортвггейнов в почве ирк усилении оглвеняя сопровождается изменением вариабельности содержания Се ж to в почве (тв(5л.4). Наймеаьяже значения среднего ж дисперсия, содержания Бе в почве яаблцдагтся в дераово-оодеолютов веоглееввоЯ почве (зона я.о.оЛ. Увеличение среднего содержания Ре в рам сопровождается увеличением дисперсии на 2 порядка*

ОДяжца 4

Статистические характеристики содержания Се ж Мв в почвах Owe аоны в.с.о., К. « 50)

Названий ЛОЧВК ^На™«» * (мг/ХООг а) s1 ; : * * (Г 00

Жерново-подзолис тая (траншея X, гор.АХАЭ глубина опробования 10-15 см, объем образца - 250 «г Ре lis 250 51 НТО 441 Х4 25

Дерново-подэолнс тая глееватая (траншея 4, глубина опробования . 20-25 .см, гор.А2, ' объем образца 125 от Se Us - 691 3 1406-Х02 2,6 54 52

Дерново-глеевая (траншея 5, гор.АВ« гдабиаа опробования 30-35 см, объем _ образца - Х25 сиг ft Мл 455 17 7990 16, S 20 24

Итак, при усилении огдеекшг большая доля Fe сегрегируется в ортштейнах крупнее I м. Высокая вариабельность содержания Ре ж Мл в почве обусловлена наличием в set ортвггейнов, роль которых в дифференциации почвы по Ре ж Ма (по профилю ж внутри отдельных горизонтов) усиливается при оглееккв. Направленность изменения вариабельности содержания самжх орпггеСновУ^е в ортштвйнах я почв« - согласована. ' ' ■

вывода

1, Пространственное равменвние ортаггейнов в дерново-подзолистой почве характеризуется наличием структурной организации, прослеживавшейся на 4-х уровнях. Шрввй уровень обусловлен наличием отдельных (индивидуальных) ортштейнов. Второй уровень возникает за счет агрегации индивидуальных ортаггейнов в глобулы в цепочки. Третий уровень существует вследствие взаимной компановки елементов организации второго и первого уровней и обусловливает наличие отдельных гнезд иди более плотных агломератов ормятейнов. Четвертый уровень формируется в пространстве почвенного покрова за счет агломерации адамантов организации более яизкях уровней с различной насыщенность» орялтейнами и линейными размерами.

2, Структура пространственного размещения ортитейнов в почве изменяется при возрастании гидроморфизма, элементы структурной организации 3-4 уровней сначала увеличиваются от<* 0,4 и до

2 м (дерново-подзолистая глубоко оглеенная почва) а далее до «л 10 м {дерново-подэ о лис тая глееватая почва), а затеи вновь уменьшаются до «0,4 и (дерново-глеевая почва).

3, Усиление пироморфизма,не сказываясь на типологии профильных кривых общего содержания ортштейнов (по типу эливиально-иллг-мяльного профиля), меняет лишь масштаб колебаний значений.

Глубина залегания зоны наибольшего содержания ортаггейнов на* правило увеличивается от 15-25 си в дерново-подзолистой неоглеанно! почве до 25-35 см в дервово-глвевой почве. Типология профижькмх кривых на основании изменения содержания отдельных фракций ортютейноа по профял», позволила в пределах 20~тк

а.« і s

g <ï s fe

і I

з і

І

в t

8. Неоднородность содержания в почве _ Ре и toi (извлекаемого Хн, HjjJO^ ) весьма велика, зависят от степени гидроыорфазма и изменяется до пробил» почш. Наибольшая вариабельность содержания Ре в почве характерна для дери ово-п одзоли стой глее ватой почш С1406 I02; jf = 691 мг Ре ДООг почш при обьеме образца 125 см3). Наименьшая вариабельность характерна для дернаео-под-эоли стой неоглеенной почш * П70; Х = 250 мг РеДООг почш прн обьеме образца 250 см3).

9, Вариабельность содержания в почве Fe и Мп (извлекаемого 1н.

' обусловлена вариацией содержания ортштейнов крупнее 1мм и их химического состава. При удаления из почвы ортштейнов этой фракция профильные криоге и реги строграмш содержания Fe и Мл в почве сглаживаются, а соответствующие дисперсии уменьшаются в 10-20 раз по Ре и в 2-30 раз по Мл.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы!

1. Особенности пространственного варьирования содержания ортштейнов в дернозо-подаолистой почве П Сборник научных трудов Починного института "Почвоведение и агрохимические исследования о применением эаг. - М. ,I9SI. - C.I02-I06.

2. Нетодалогические аспекты опробования почв о помощью образцов разного размера // Тезиса докладов Всесоюзной конференции "Современные методы исследования почв". - М. ,1983. - С,ПО (в соавторстве).

3. Пространственное варьирование содержания гумуса в дернов«>-псщ-золиотой почве // Биологические науки. - 1963. - # 6, - С.92-97 (в соавторстве).

4. Пространственггая вариабельность содержания ортштейнов в эабояо-

чекных почвах // Трудн УХ каучксй мнферекпни Моделях ученых факультета аочвоэелеяая УГ7. - »1384. - (Рукопись лепокгрс»-зана в ЗДОГГИ 10.9.84 А 612.4-64) (в соавторстве).

5, Связь электрического сопротивления с химическими свойствами дерново-подзолистых глеешх почв // Вестник Московского ГосуДбфСТ-эекного университета» Сер. - 17. Почвоведение* - 1986. - А 4, <

- С.48-53 (в соавторстве).

6. Характер пространственной неоднородности содержания ортштейнов а дерново-содэолистой почве // Почвоведение. - 1507, - Л 10,

- С.147-152 (в соавторстве).

За*. /А** .Ат/ЛУ

РЗ&и* Тирах /А?

ОпыТЕо-полйГрафйчасяов предприятие ПШЮЭЕлегврома ».