Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности проявления процесса оглеения в аллювиальных луговых почвах пойм рек лесной зоны ЕТС

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Особенности проявления процесса оглеения в аллювиальных луговых почвах пойм рек лесной зоны ЕТС"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ' УНИВЕРСИТЕТ ИМ.М.В.ЛОМОНОСОВА ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ

на правах рукописи УДК 631.

Белоцветова Ольга Юрьевна

ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ ПРОЦЕССА ОГЛЕЕНИЯ В АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ЛУГОВЫХ ПОЧВАХ ПОЙМ РЕК ЛЕСНОЙ ЗОНЫ ETC.

Специальность 03.00.27 - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1990

Работа выполнена на кафедра географии почв факультета Почвоведения МГУ ям.М.В.Ломоносова

Научный руководитель - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник П.Н.Балабко

Официальные оппонента - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Ф.Р.Зайдельман

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник В.Г.Биндюков

Ведущая организация - Почвенный институт им. В.В.Докучаева

Защита состоится " /3 " в 3° часов

в ауд, Ы-2 на заседании специализированного совета К 053.05.16 МГУ ш.М.В.Ломоносова. Адрес специализированно?« совета: 119899, Москва, ГСП, Ленгорн, мГУ, факультет Почвоведения, Учений совет.

С диссертацией моано ознакомиться в библиотеке факультета Почвоведения МГУ.

Автореферат разослан " А " 199#г.

Учевдй секретарь специализированного совета .

ст.науч.сотр. ^'/г. ■ / <■ Г.В.Мотузова

/ ' -

Актуальность проблемы. Оглеение является одним из веду-IX почвообразовательных процессов в аллювиальных луговых >чвах. Однако, до сих пор остались недостаточно исследованы ¡обенности проявления процесса глееобразования и слабо размотаны количественные и качественные морфологические и злические показатели степени оглеения аллювиальных почв.

Изучение процесса оглеения в луговых почвах пойм рек лес->й зоны ETC необходимо для уточнения мор$огенетической диаг-1СТИКИ ц классификации аллювиальных почв СССР.

Цель исследования - выявить общие закономерности и под-шальные особенности проявления процесса оглеения в аллювиаль-tx луговых почвах лесной зоны ETC (на примере пойм рек Печоры, дверной Двины, р.Москвы, Жиэдры и Десны).

Задачи исследования:

1. С помощью модельного опыта изучить проявление процесса 'леения и выявить изменения морфологических и химических icficTB почвенной массы, происходящие в процессе глееобразо-.ния.

2. Выявить макро-, микро- и субкнкроморфологические и хи-:ческие признаки процесса оглеения в аллювиальннх луговых поч-х лесотундровой, северо-, средне- и ютлотаёт.ной подзон ETC.

3. Установить морфологические п химические характеристики товнх почв разной степени оглеения.

Научная новизна и практическое значение работы. Впервые ¡учено проявление процесса оглеения в условиях модельного та. и в луговых почвах пойменных ландшафтов лесной зоны ETC.

Выявление обяне закономерности и подзонэльные особенности оявлення процесса оглеения в аллювиальных луговых почвах йм рок Печоры, Сеп.Дзчпв, р.Москвы, й'издры и Дсскн позволят ,ополчить кяассифркоил<о и диагностику плчювияяьних почв СССР.

Апробация. Диссертация рассмотрена и рекомендована к защите на заседании каф.географии почв факультета Почвоведения МП в марте 1990 г. Основные положения к результаты исследования докладывались на Всесоюзной конференции•"Микроморфология и ши дородие почв" 1989 г., на теоретических семинарах каф. географии почв факультета Почвоведения МГУ в 1988, 1989 годах.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2 рабе и 2 работп находятся в печати.

Объем работы. Диссертация изложена на страниц машин

писного текста, включает ¿2 таблиц, // рисунков и состоит из введения, 5 глав, списка литературы ( 1§?- наименований/ из них Д на иностранных языках) и приложений 6 .

ОБЬЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Были изучены аллювиальные луговые почвы подзоны лесотундр (пойма нижнего течения р.Печоры), северной тайги (пойма нижне го течения р.Сев.Двины), средней тайги (пойма среднего течей р,Сев.Двины), южной тайги (луговые насыщенные почвы поймы р. Москвы и луговые кислые почвы пойм рек ЗКиздры и Десны).

В долинах каждой из перечисленных рек на выбранных участ] центральной поймы были заложены почвенно-геоморфологические катены и изучались дерново-яугоеие и луговые почвы разной ст> пени оглеения. Все исследованные нами почвы формируются на п менной стадии развития рельефа.

В работе использована "Классификация и диагностика почв СССР" 1977 г. с учетом классификации пойменных почв Г.В.Добр Вольского (1968) и Т.В.Афанасьевой (1986). Под "луговостью" пойменных почв, согласно концепции Г.В.Добровольского (1958, 1968), А.А.Роде (1959) понимается характер водного режима г увлажнение па счет грунтовых вод.

Уровень почвенно-грунтовых вод в период исследования (июль-август 1988 г) находился в пределах 80-140 см в луговых профиль-но-глёевых, 150-200 см - в луговых глеевых и дерново-луговых глееватых и ниже 200 см в дерново-луговых глубоко- и слабоогле-енных почвах.

Для выделения видов луговых почв по степени оглеения применена классификация и диагностика Ф.Р.Зяйдельмпна (1963, 1971, 1982, 1985 гг.).

Исследование почв проведено сравнительно-географическим, сравнительно-аналитическим и экспериментальным методами. Для выяснения влияния процесса оглеения на свойства аллювиальных почв в лабораторных условиях проведен модельный опыт.

Глава I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ПРОБЛЕМЫ (обзор литературы).

- Понятие"глей"и сущность глееобразования введено Г.В.Высоцким (1905). В дальнейшем исследование процесса оглеения было продолжено А.А.Завалишиным (1928), Я.Н.Афанасьевым (1930), А.А.Роде (1937), К.В.Вэрегиной (1953).

Существенный вклад в изучение процесса оглеения внесен трудами Ф.Р.ЗаЙдельмана (1959, 1974, 1978, 1981, 1984, 1985, 1986 и др.). В этих работах дана характеристика процесса оглеения, изучено изменение свойств почв под влиянием этого процесса и разработана диагностика почэ Нечерноземной зоны. Глееобразова-ние определяется как "почвообразовательный процесс, протекающий в анаэробы.гх условиях при обязательном участии микроорганизмов и наличии органического вегдество, в условиях постоянного или продолжительного обводнения горизонтов или всего' профиля; процесс, сопровождающийся -переходом окисннх соединений в эпкис-ные, изменением или распадом алсмоеилшсзтов и образованием минералов при изменении ОВП, а так же в хорошо ээрируеи/х гори-

зонтах почвенного профиля или за его пределами. Важнейшим следствием глееобразования является несбалансированный вынос (или перераспределение) железа из мелкозема почвенного профиля, или из его плазмы" (Ф.Р.Зайдельман, 1974). "Глееобразование может осуществляться при пульсирующм застое влаги на фоне промывного или периодически промывного водного режима. В этом случае в горизонте., находящемся в таком режиме, .,. будет возможен весьма активный лессиваж'.' (Ф.Р.Зайдельман, 1981).

Классификации глеевых горизонтов пс типу и)£ образования и причинам, вызывающих данный процесс, разработаны И.П.Герасимовым (1973,1976), Б.Г.Розановым (1963), В.О.Таргульяном с соавт.(1987).

Особенности протекания и диагностика элювиально-глеевого процесса изучены И.С.Кауричевым (1965,1969,1974), В.И.Канивец (1970,1986).

Дискуссионным остается вопрос о происхождениии специфической сизой окраски оглеенных горизонтов (В.Г.Высоцкий, 1905, А.А.Роде, 1937, О.Корнблюм, 1961, 11.Н „Балабко, 1975,1976, Уаламио. ¡(¡МоЬотига, 1964, И.И.Карманов и др, 1975, Н.И.Горбунов и др., 1980 и др.).'

Микробиология и биохимия процесса оглеения изучена в работах Блюмфильда (1950,1951,1952), А.Ю.Дараган (1967), Ц.ф. Непомилуева (1962,1970). Исследовано влияние прооцесса оглеения на свойства почв и прежде всего содержание различных форм железа (С.В.Зонн, 1976,1978,1982 , Н.Г.Зырин, 1962, Д.С.Орлов с сотр.,1987, В.Г.Биндюков, 1984, А.Б.Ахтырцев, 1967).

Микроморфологическая диагностика оглеенных горизонтов разработана М.И.Герасимовой (1970,1981,1982,1983,1965), П.Н. Балабко (1976,1976), А.И.Ромашкевич (1982), К.Н.Федоровым (1965), С.А.Шобой (1988), Е.А.Яриловой(1985) и другими.

Большинство этих исследований касались почп плпкорных условий. Изучению ке процесса оглеения в аллппипльных почвах п настоящее время уделяется недостаточное внимание. Так несколько робот Ф.Р.ЗаЙдельмэна (1963,1965,1969,1978,1981) посвящены изменению свойств тяжелых пойменных почв Рамснского расширения р.Москны и их диагностики по степени оглеения.

Влияние гидроморфизма на некоторые свойства почп лесостепной зоны изучено в работах Б.П.Ахтнрцева (1985), В.И.М1кеевой и др. (1978). Характеристика аллювиальных ючв разной степени оглеения поймы р.Оби дана в работе Т.В.Афанасьевой (1966). Микроморфологическая диагностика процесса оглеения и гидрогенной аккумуляции в пойменных почпзх разработана К.Н.Федоровым (1965) и П.Н.Балабко (1975,1976).

Таким образом, в связи со слабой изученностью особенностей глееобрязования и недостаточной разработанностью диагностики данного процесса в почвах пойм различиях природных зон возникает необходимость изучения проявления процесса оглеения в алля-виэльннх луговых почвах лесной зоны ЕГО.

Глава 2. ПРОЯВЛЕНИЙ ПРОЦЕССА ОГЛЕЕНИЯ В УСЛОЗИЯХ • СДЕЛЬНОГО ОПЫТА.

Для выяснения специфики протекания процесса оглеения н почвах пойм рек лесной зоны ЕТС был проведен модельный опыт, в котором использовались образцы" из горизонтов А, В и С аллввиаль-ной дерновой невглеенной почвы Моекво^.-икой поймы. Прг«филь данной почвы формируется в "автоморфных" условия* вне влияния паводкового региг'а и грунтовых под.

опчт проводился п пром.*вном и застойном режчке. В качестве ;/зяп*'нг'*тзего рзствпрч использовали дистиллированную воду, экстракт трав (1:200) и янй гястзпр сахарозы в экст-

ракте.

Результаты опыта показали, что'оглеенне:

I

- приводит к обесцвечиванию почвенной массы и появлению специфической сизой окраски оглеенных почвенных горизонтов;

- способствует сегрегации железа и формированию локальных новообразований, накоплению железа в подвижной форме при застойном режиме и выносу его при промывном режиме; 4

- вызывает вынос обменных оснований и уменьшает степень насыщенности почв основаниями, особенно при промывном водном режиме.

Как показали исследования Ф.Р.Зайдельмана, Р.П.Нароковой, 1978^ В.И.Канивец, 1970, 1987 изменение кислотности при оглее-нии определяется характером субстрата и режимом затопления. В нашем опыте по оглеению образцов дерновой почвы поймы р.Москвы происходит увеличение актуальной и гидролитической кислотности, особенно с- раствором сахарозы (при застойном режиме почти в 3 раза). Резкое увеличение соотношения обменных Са:Мд при промывном режиме свидетельствует об интенсивном выносе магния в исследуемых образцах. В то же время в опыте Ф.Р.Зайдельмана, Р.П.Нароковой, 197В, проведенном с образцами пород, данное отношение при промывном режиме уменьшалось в 1,5-2 раза.

Затопление способствует снижению содержания гумуса, за счот увеличения его подвижности, что подтверждается уменьшением отношения СпсСфк, увеличением доли подвижных ГК (I фракция) и ФК (1а и I фракция). Затопление почвенных образцов приводит к увеличению степени гумификации органического вещества и снижению содержания негидролизуемого остатка.

Таким образом, моделирование процесса оглеения выявило специфику его протекания в аллювиальных почвах: увеличение кислотности, вынос обменных Са и Мд, увеличение подвижности и сниже-

ние содержания гумуса, а та!Гже увеличение степени гумификации органического вещества и снижение содержания негидролизуемого остатка.

Глава 3. ПРОЯВЛЕНИЕ ПРОЦЕССА ОГЛЕЕНИЯ В АЛЛЮВИАЛЬНЫХ

ЛУГОВЫХ ПОЧВАХ РАЗЛИЧНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ПОДЗОН.

В природных ландшафтах на процесс оглеения в аллювиальных луговых почвах накладываются другие почвообразовательные процессы: аллювиальный, дерновый, гидрогенной аккумуляции веществ и другие.

3.1. Профильное оглеение почв центральной поймы нижнего течения р.Печоры подзоны лесотундры.

Холодный климат (сумма активных температур более Ю°С -600°С), высокая сезонная обводненность почвенного профиля (вследствие слабой испаряемости) в сочетании с грунтовым увлажнением способствуют развитию профильного оглеения в аллювиальных луговых почвах нижнего течения р.Печоры. Сегрегация железа в данных почвах происходит преимущественно в виде немногочисленных хлопьевидных сгустков и стяжений. ,

Проявление лессиважа в луговых почвах лесотундры выражено слабо из-за длительного промораживания, сильной обводненности почвенного профиля и низкого содержания илистой фракции (4,814,4%).

Сильное оглеение кислых (рНсол 4,1-4,9 в верхних горизонтах), ненасыщенных (степень насыщенности основаниями 59-79^) луговых профильно-глеевых почв поймы р.Печоры способствует высокому содержанию в них оксалатрастворимого железа (1,26-1,80!? Ре), которое составляет 46-97% от валового, причем максимум "подвижного" железа отмечается в нижних оглеенннх горизонтах.

Оглеение яллквиэльнте луговых почв лесотундры протекает

- ь -

на фоне высокой обогащенности гумусом (4,,24 %), проникающим на значительную глубину (около 1-4 % на 50 см). Тип гумуса меняется от фульпатного до фульватно-гуматного (Сгк:Сфк 0,17-1,19; в верхних горизонтах), отношение Сгк:Сфк увеличивается в нижних оглеенных горизонтах. Профильное оглеение вызывает преобладание в составе гумуса особенно "агрессивных" и подвижных (1+1а фракция 6,33 % Сфк от Собщ). Сильное промораживание луговых почв в лесотундре приводит к высокому содержанию связанных с Са (И.Б.Арчегова, 1965) - 0,7-11 % Сфк от Собщ, и высоким коэффициентам экстинкции ГК.

Таким образом, отличительной особенностью луговых почв поймы нижнего течения р.Печоры является профильное оглеение, захватывающее весь почвенный профиль, способствующее высокому содержанию оксалатрастворимого железа как в верхних, так и особенно в нижних горизонтах, подвижности гумуса и преобладанию в его составе-подвижных ФК.

3.2.Проявление процесса оглеения в аллювиальных луговых почвах подзоны северной тайги (пойма нижнего течения р. Северной Двины).

Оглеение в луговых почвах поймы нижнего течения р. Северной Двины выражена слабо, вследствие их легкого гранулометрического состава (содержание физического песка 71-96%) и насыщенности основаниями (степень насыщенности основаниями 77-93/о, рНС0Л 6,67,8).- Специфическая сизая окраска в верхних горизонтах или отсутствует, или выражена локально.

Среди железисто-марганцовистых новообразований в данных почвах преобладают ржаво-бурые аморфные стяжения и мелкие "корневые чехлики". Конкреции преимущественно залегают на глубине 100-200 см. С усилением степени оглеения в верхних горизонтах появляется.сизоватый оттенок и сизо-бурые пятна, возрастает численность

и разнообразие железистых новообразований, увеличивается коэффициент заболоченности - соотношение Fe/Mn в сернокислой вытяжке' из конкреций ( с 14 в дерново-луговой глееватой до 40 в луговой глеевой).

Относительно низкое содержание подвижного железа в верхних горизонтах ( 38-39 % от валового) исследуемых почв являотся следствием слабого оглсения их. Развитие грунтового оглеення нижних горизонтов приводит к резкому повышенна содержания подвижного железа до 91 % от валового. Увеличение содержания подвижного и валового железа и алюминия и уменьшение молекулярного отношения AlgOg/PegOg происходит в ряду почв от дерюво-луго-вых слабооглеенных к луговым глеевым благодаря усилении гялрз-генной аккумуляции железа в данном ряду почв.

С нарастанием гидроморфизма я оглеения кислотность исследуемых почв увеличивается (с рНсол 6,8-7,3 в дерново-лугсеой слабооглеенной до рНсол 5,8-6,3 в луговой глеезой), а содержант обменных оснований и степень насыщенности основаниями умсяьта-ется С степень насыщенности основания;« в дерново-луговой слабооглеенной почве 87,8-95,5 %, в луговой глеевсй - 72,7-83,7 %).

Содержание гумуса в луговых почвах пойга нижнего течения р.Сев.Двины низкое (3,08-3,78 %), ссотнсаеняе Сгк:Сфк - 0,23 -1,44. С нарастанием степени огяееиия ксследуегах почв происходит увеличение содержания "агрессивных.1" я подвилных M в 1,5 -2 раза, а также возрастает доля «егидролизуемого остатка.

Итак, процесс оглеения в яуговдх насыщенных слоистых почвах лзТ^ет р.Сев.Двини прояв.чгтатся в слабой степени, что выражается в локальном ярсявлсязии или отсутствии специфической си-ззЛ окраскя в вертг.гх горизонтах, преобладании в верхних гори-згвш motfmx яелезигтих новообразований, а железисто-марган-егеяотих кггарецтЯ в твгтх горизонтах, низком подержании под-

- 10 -

вижного железа, особенно в верхних горизонтах.

у

1 3.3. Особенности проявления процесса оглеения в аллювиальных луговых почвах подзоны средней тайги (пойма среднего течения р.Сев.Двины).

Среднесуглинистый гранулометрический состав способствует более сильному проявления процесса оглеения в луговых почвах среднего течения р.Сев.Двины по сравнению с их аналогами нижнего течения. Конкрециообраэование в аллювиальных луговых почвах средней тайги происходит преимущественно в верхних горизонтах, в которых окислительно-восстановительные условия наиболее контрастны. В данных горизонтах преобладают темные округлые конкреции. В нижних горизонтах, подверженных грунтовому оглеению, распространены желто-бурые и бурые аморфные стяжения и пятна сжелезнения. Количество и разнообразие железисто-марганцовистих новообразований возрастает от дерново-луговых слабооглеенных к луговым профильно-глеевым почвам вследствие увеличения гидрогенной аккумуляции полуторных окислов в данном ряду почв.

Развитие процесса глееобразования в луговых почвах поймы р.Сев.Двины создает возможность протекания процесса лессиважа (выраженного в наличии натечных форы глины в средней части профиля). С увеличением степени оглеения данных почв количество натечных форм глины возрастает.

Кислотность почв увеличивается от дерново-луговой слабо-оглеенной к луговой профильно-глеевой (с рНсол 6,4-7,5 до 5,5-6,7),а содержание обменных оснований и степень насыщенности обменными основаниями уменьшаются (с 77-93 до 76-91 %).

Оглеенне аллювиальных луИшых почв средней тайги приводит к увеличению содернания подвижного железа с 0,12 % Ре в дерновс луговой слабооглеенной до 1,08-1,34 % Ре в луговой глеевой и

- II -

профильно-глеевой (что составляет 46-81 % от валового).

Развитие процесса оглеения в исследуемых почвах, обогащенных Гумусом (3,84-6,14 %), способствует увеличении доли в них ФК, особенно "агрессивных" и подвижных, и негидролизуемого остатка.

Проявление процесса оглеения в аллювиальных луговых почвах подзоны средней тайги поймы среднего течения р.Сев.Двины, выражается в наличии специфической сизой окраски в нижних горизонтах слабооглеенных дернаво-луговых почв и по всему профилю в наиболее оглеенных почвах. Особенностью проявления оглеения в исследуемых почвах является преобладание конкреционных в верхних и аморфных железистых новообразований в нижних горизог-тах. Процесс оглеения в луговых почвах среднего течения р.Сев. Двины проявляется в увеличении доли подвижного железа, сопровождается увеличением кислотности й снижением степени насыщенности почв основаниями, приводит к преобладанию в составе гумуса ФК, особенно "агрессивных" и подвижных. С увеличением степени оглеения исследуемых почв происходит усиление процесса лессиважа.

3.4. Специфика проявления процесса оглеения в аллювиальных

луговых насыщенных почвах поймы р.Москвы подзоны южной тайги.

Процесс оглеения в луговых почвах поймы р.Москвы развивается на фоне насыщенности их основаниями (степень насыщенности основаниями 97-99 %, рНсол 7,4-7,6) за счет обогащенности вод р.Москвы кальцием, магнием и другими катионами, а так же карбонатности аллювия. С возрастанием степени гидроморфизма и оглеения содержание обменных Са и Мд в исследуемых почвах увеличивается, за счет усиления влияния "жестких" грунтовых вод (Г.И.Григорьев, 1981).

Особенностью луговых ппчг поймы р.Москвы южнотаежной подзо-

ни является обращенность их гумусом (3,46-6,60 %) фульватно-гуматного и гуматного типа (Сгк:Сфк 1,56-2,22), в составе которого преобладают II и III фракции ГК. Нарастание степени огле-ения исследуемых почв сопровождается снижением содержания гумуса благодаря увеличению его подвижности и возрастанию доли "агрессивных" и подвижных ФК.

Характерной чертой аллювиальных луговых почв шнотаёжной подзоны является их высокая ожелезненность, морфологически проявляющаяся в обилии железисто-марганцовистых новообразований. Луговые почвы поймы р.Москвы содержат валового же1еза 2,50-3,22 %■ Ре и "подвижного" по Тамму железа 1,30-1,60 % Ре, что составляет около 50% от валового. Молекулярное отношение А^Од/Ре^О^ невысокое - 2,78-3,16. Оглеение способствует повышению содеркания подвижного железа и алюминия, уменьшению молекулярных отношений А1г>0д/Ре20д и-З^О^/Е^Од вследствие усиления гидрогенной аккумуляции железа.

Одним из специфических условий почвообразований в поймах рек являются весенние паводки. В 1960 году строительством Можайского водохранилища сток реки Москвы был зарегулирован, и почви поймы среднего течения не^затапливаются, характер их водного реаима определяется лишь атмосферным и грунтовым питанием (И.Г.Шубина, 1981). Для выяснения влияния поемности'на свойства аллювиальных почв сравнивались почвы центральной части пойми нижнего и среднего течения р.Москвы (Коломенское и Успенское расширения). В результате выяснено, что зарегулирование стока р.Москвы и отсутствие половодий в среднем её течении приводит к тому, что ведущую роль в формировании почвенного профиля приобретает гидрогенный фактор, вследствии чего железо выпадает на кислородных барьерах в.виде конкреционных новообразований, образует ожелеэненные горизонты, увеличивается доля подвижного

железа (с 35-50$ от валового в" луговых почвпх нижнего течения до 55-63$ от потового в среднем точении р.Москвы). Доля подвижного к валового алюминия уменьшается, в соотношение Од/Р^Од увеличивается. Отсутствие половодий лишает аллювиальные луговые почвы олементов, принесенных с паводковыми водами, ^следствии чего снижается содержание кальция, магния, фосфора, уменьтпот-ся степень насыщенности почв основаниями и увеличивается кислотность почв. Изменение увлажнения почв, обусловленое изменением гидрологического режима р.Москвы, способствует снижению степени гумификации органического вещества и его гуматности в луговых почвах.

Изменение поемности р.Москвы не оказало существенного влияния на проявление процесса оглеения в луговых почвах центральной части поймы, ток как в данных почвах развивается грунтовое оглеение. Процесс оглеения в исследуемых почвах проявляется п сизой окраски оглеенных горизонтов, увеличении доли подвижного железа и приводит в насыщенных луговых почвах поймы р.Москвы к увеличению содержания обменных Са и М^, снижению содертчния гумуса и увеличению его подвижности. ,

3.5. Особенности глееобрачования в аллювиалы-пгх луговых

кислых почвах пойм р.Жиздры и Десны вжнотпежной подзоны.

Луговые почвы пойм р.Жиздры и Десны, формирующиеся п условиях Деснинского полесья, кислые (рНсол 3,7-5,5), слабонасыщенные основаниями (60-85$),'содержащие небольшое количество кальция и магния (сумма обменных .оснований 10-15 мг/энв/Ю0г), обогащенные гумусом (5,44-6,64$) фульватно-гумзтного типа . (СгкгСфк 0,01-1,30), в составе которого преобладают подвижные ГК и 5К.

Развитие процесса оглеения п кислых луговых почпях псПм рек Жнздры и Д»снн способствует высоко»7 '"одрржо;тю в шгх "под-

аияного лолеза" (1,52-1,58% Fe).

Особенностью глееобразования в данных почвах является сочетание грунтового оглеения и. элювиально-глеевого процесса, проявляющегося в осветвлении верхних горизонтов,'„накоплении подвижных форм железа и ФК (И.С.Кауричев, 1968,1974), а так же минимальном содержании ГК, связанных с Са, в верхних горизонтах (В.И.Канивец, 1973) и протекании сопутствующего процесса лесси- ■ важа, выраженного в наличии натечных форм глины в нижних горизонтах, при обедненности глинистым материалов верхних горизонтов.

Возможность протекания злювиально-глеевого процесса в данных почвах обуславливается кислой реакцией среды п промывным водшм режимом. Наибольшее развитие данного процесса наблюдается в луговой глеевой почве, а в профильно-глеевой почве процесс элювиально-глеевий ослабевает, в связи с увеличением обводненности почвенного профиля и затруднением вертикального переноса вещества.

3.6. Общие закономерности проявления процесса оглеения-

в аллювиальных луговых почвах пойм рек лесной зоны ETC.

Изучение аллювиальных луговых почв пойм рек Почоры, Сев.Двины, р.Москвы, Низдры и Десны позволило установить, что проявление процесса оглеения в данных почвах имеет свои особенности, сввзанкые со спецификой почвообразования в поймах рек (Г.В.Добровольский, 1968).

Грунтовое водное питание почв центральной чести пойм рек приводит к развитию в них грунтового оглеения, вызывающего появление интенсивной сизой окраски 'нижних горизонтов, микрозональность плезмн основы, перераспределение железа' в локальные новообразования. Усиление гчщрокорфизма, а следовательно и степени стлгения исследуемых почв, сопровождается увеличением гадроггн-

ной аккумуляции железа и полуторных окислов, что приводит к уменьшению молекулярных отношений £l0, ',<\, С\' ' О, .'С, -

Гидрогенная аккумуляция железа, свойственная пойменным почвам усиливается от дерново-луговых слабооглеенних к луговым профильно-глеевым почвам и приводит к увеличению количества и разнообразия железистых новообразований в данном ряду почв.

Процесс оглеения в изучаемых почвах проявляется в увеличений доли подвижного келеза, увеличении кислотности и уменьшении степени насыщенности почв основаниями.

« Процесс оглеения в луговых почвах протекает на фане развития дернового процесса, выраженного в накоплении гумуса и создании водопрочной зернистой структуры верхних горизонтов, и приводит к увеличению степени гумификации органического вещества, кроме профильно-глеевых почв, снижению содержания гумуса, за счет увеличения его подвижности, что подтверждается профильным распределением органического углерода, снижением гуматнос-ти (Сгк:Сфк) и увеличением доли "агрессивных" и подвижных ФК.

Наряду с общими чертами, проявление процесса оглеения в аллювиальных почвах носит и зональный характер.

Глава 4. ПОДЗОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ ПРОЦЕССА

ОГЛЕЕНИЯ В АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ЛУГОВЫХ ПОЧВАХ ЛВСНОЯ ЗОНЫ ETC.

Рассмотренные луговые почвы пойм рек Печоры, Сев.Двины, р. 'Москвы, Жиздры и Десны находятся в различных климатических подзонах: лесотундрз, северная, средняя и южная тайга. Гранулометрический состав всех исследуемых почв суглинистый, это позволяет сравнивать их в зонально-экологическом аспекте.

В связи с увеличением минерализации и жесткости вода исследуемых рек с севера на юг уменьшается актуальная и гидролити-secKrv: кислотность, увеличивается содержание кальция и магния.

степень насыщенности почв основаниями, обогащенность валовым фосфором и серой аллювиальных луговых почв.

Зональность проявляется и в особенностях органического ве-■ щества исследуемых .почв - наибольшее содержание гумуса отмечается как в луговых почвах лесотундры (пойма р.Печоры), так и южнотаёжной подзоны (пойма р.Москвы,Жиздры и Десны). Тип гумуса с севера на юг изменяется с фульватного до гуматного, увеличивается содержание ГК, связанных с Са, а так же с устойчивыми полуторными окислами и глинистыми минералами. В лесотундровой зоне резко увеличивается содержание "агрессивных" и подвижных ФК.

Подзональные особенности луговых почв пойм рек лесной зоны ЕТС приводит к различию проявления процесса оглеения в них -профильное оглеения аллювиальных луговых почв лесотундры (пойма нижнего течения р.Печоры) и слабое в слоистых почвах островной поймы нижнего течения р.Сев.Двины (северная тайга). Протекание процесса оглеения в луговых насыщенных ожелезненных почвах южнотаёжной подзоны (пойма р.Москвы) сопровождается увеличением обогащзнности их основаниями за счет усиления влияния "жестких" грунтовых вод и увеличение их "ожелезненности" вследствиа гидрогенной аккумуляции полуторных окислов.

Процесс сегрегации железа и конкрециообразования, сопутствующие процессу оглеения, усиливаются с севера на юг. В аллювиальных луговых почвах поймы р.Печоры конкреции мелкие, рыхлые и немногочисленные. В пойме р.Сев.Двины содержание и разнообразие железистых новообразований увеличивается. Наиболее развита гидрогенная аккумуляция и сегрегация железа в луговых почвах южно-таежной подзоны пойм р. Москвы, Жиздры и Десны (здесь конкреции более плотные, округлой и трубчатой фор.ш).

1-Сислая реакция среды и промывной водный реаим луговых почв

пойм р.Виздры и Десны способствуют развитию элювиально-глеево--го процесса наряду с грунтовым оглсением.

Таким.образом, процесс оглеения проявляется по разному в различных аллювиальных луговых почвах, но в любых условиях -природных или модельного опыта - он приводит к.появлению сизой окраски, увеличению количества и разнообразия железисто-марганцовистых новообразований, увеличению кислотности, содержания подвижных и валовых железа и алюминия, увеличению степени гумификации органического вещества в ряду почв от дерново-луговых с.лабооглоенных до луговых глеевых, снижению содержания гумуса па счет увеличения его подвижности, что доказывает профильное распределение содеркончя органического углерода, снижение отношения Сгк:Сфк, резкое увеличение содержания "агрессивных" и подвижных $К.

Глава 5. ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ ПРОЦЕССА 0ГЛ5Е1Ш В

АЛЖШЛШД ЛУГОВЫХ ПОЧВАХ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ГИДРОМРМЗМА.

Процесс оглеения в луговых почвах разной степени гидромор-физма проявляется в различной степени и приводит к различию морфологических и химических показателей данных почв. Диагностическое значение будут иметь те свойства аллювиальных луговых почв, которые одинаково изменяются под влиянием процесса оглеения и слабо меняются в зональном аспекте. Таким требованиям отвечают: глубина проявления сизой окраски, морфология конкреций, коэффициент заболоченности, содержанке подвижных и валовых железа и алюминия, молекулярные отношения Л О^/^^з и А^Од/Рс^О^, содержания гумуса и "агрессивдах" 4К.

5.1. Диагностическое значения морфологических свойств аллювиальных луговых почв разной степени оглеения.

Макро-, микро- и субмикроморфологические исследования позволяют обнаружить изменения в -строении аллювиальных луговых почв, обусловленные влиянием нарастающего оглеения. Морфологические признаки аллювиальных луговых почв разной степени оглеения пойм рек Печоры, Сев.Двины, р.Москвы, йиздры и Десны сведены в таблицу I. Из неё следует:

- граница проявления сизой окраски поднимается вверх и оглеение захватывает в профильно-глеевых почвах весь профиль, в то время как в слабооглеенных - лишь нижние горизонты;

- увеличивается количество и разнообразие железистых новообразований, как аморфных, так и конкреционных, и их распределение по профилю приобретает повсеместный характер;

- микрозональность плазмы основы появляется более четко, и распространяется по всему профилю;

- увеличивается количество натечных форм глины, свидетельствующее о протекании процесса лессиважа;

- субмикроморфологическое исследование почвенных образцов показало, что в зонах окисления встречаются гумусо-железистые

и гумусо-глинисто-железистые пленки, в зонах восстановления -обесцвеченные, обезжелезненные участки.

Таким образом, аллювиальные луговые почвы характеризуются определенным набором морфологических показателей в зависимости от степени проявления в них процесса оглеения.

5.2. Изменение химических свойств луговых почв разной степени оглеения.

Оглеение, как было показано выше, влияет на некоторые химические свойства аллювиальных луговых почв. В ряду почв от

Таблица I

Морфологические признаки аллювиальных луговых почв разной степени оглеения пойм рек Печоры, Сев.Двины, р.Москвы,.Жиздры и Десны

Подтип почв Вид почв Диагностические горизонты глубина оксаски проявления см глубина залегания железистых новообразований, см Глубина проявления микро зонзльности плазмы основы , см Наличие глинистых натеков

сизо-бурая сизая аморфные стяжения конкреции

| дерново-луговые слабоогле-енные А В С8" 50-150 нет с 10-20 мелкие в гор.В с 50-90 в гор.В

глубоко-оглеенные А В2"Сд"б 70-60 160 с поверх./ до гор.6 гор.С^-С с 70 по всему профилю

глееватые А -в^'С^е 35-40 85-125 по всему профилю мелкие-А макств Вд с 20-30 по всему профилю

О) Я о о ь ■ $ глеевые А Вд""е 15-25 50-85 по всему профилю по всему профилю с поверхности по всему профилю

профильно- А9-в2"е 0-10 25-50 по всему профилю по всему профилю с поверх- • ности по■всему профилю

дерново-луговых слабооглеенных до луговых профильно-глеевых происходит, как следует из таблицы 2 :

- увеличение содержания валового железа в верхних горизонтах глеевых почв за счет усиления гидрогенной аккумуляЦии и снижение в профильно-глеевых вследствие 'высокой обводненности и невозможности накопления в малоподвижной форме;

" - возрастание содеркания подвкгного железа и его доли от валового, особенна в ввергани гор:мортах;

- увеличение содержания подвижного и валового алвыишш;

- усиление гидрогенной аккумуляции полутор!!ых окислов, о ча\5 свидетельствует уменьшение молекулярного отношения Л

- некоторое уменьшение соотношения А^ОдД^Од в глеевых почвах и увеличение в профильно-глеевых за счет невысокого содержания валового железа в последних;

- резкое возрастание коэффициента заболоченности (отношение Ре/Мп в сернокислой вытяжке из конкреций) в глеевых почвах и снижение в профильно-глеевых за счет преобладания в них подвижных фор.! железа. Высокие отношения Ре/Мп в слабооглеенных и глубокооглёенных почвах свидетельствует о том, что конкреции в аллювиальных почвах образуются не только путем сегрегации вследствие оглеения, но и за счет гидрогенной аккумуляции.

Итак, основными диагностическими показателями степени оглеения аллювиальных луговых почв являются : содержание железа и алюминия, молекулярные отношения бЮ^/йрОд и А^Од/Ре^Од, а так ке коэффициент заболоченности.

ч Таблица 2

Химические показатели степени сглеения оляшкальшх луговое почв пойм рек Печоры, Сев.Двины, р.Москвы, йкздрн и Десны.

Подтип Вид почв СопегЕ } Г.-Г- ир _ г Я- Со Э * А1203: т.* о "

"За ''' :: поде:'/;;. :псдз. : от ; вал. впл с13 06 ползПК. :подз. :от РеоО^: С*. К2°3 заболоченности

Дерно- 2,50 0,62 41 4,82 0,16 , 0 3,42 11,4 14-36

зо-лут- огхееннйя +0,46 :0,34 +7 +0,70 +0,07 +1,3 +0,21 +2,2

; г> глубоко-оглеенная не опр. 1,06 +0,46 не ал. не опр 0,13 +0,01 ке спр. - - 25-37 '

глееватая не опр. 1,24 +0,09 кэ оп. не опр 0,18 +0,04 не опр. - - 11-23

глеезая 2,69 1,95 45 5,00 0,17 3,7' 3,00 10,2 40-60

Луго- ±0,22 +0,35 +6 +0,15 +0,04 +0,4 +0,20 +0,2

нцп лпс4ильно- 1,98 1,46 5,59 0,21 3,5 4,16 9,2 12-23

глеезая +0,16 +0,17 +13 +0,42 +0,01 +0,5 +0,79 +0,3

Прн'.'ечзние: верхние значения - среднее арифметическое, нижнее - среднее кзедпатическое

отклонение.

- 22 -

5.3. Влияние процесса оглеения на особенности органического вещества аллпвиальньпс луговых почв.

Процесс оглеения существенно изменяет состав органического вещества почв (Ф.Р.Зайдельман, 1974,, Й.С.Кауричев, 1965, и др). В исследуемых почвах нарастание степени оглеения сопровождается:

- снижением содержания гумуса от слабооглеенных к глеевым за счет увеличения его подвижности и повышением в профильно-глеевых, благодаря накоплению слабораэложившихся органических остатков (см.табл.3);

- увеличением степени гумификации органического вещества

в глеевых почвах и уменьшением в профильио-глеевых (см.табл.3);

- резким увеличением содержания "агрессивных" ФК-1а фракция (см.табл.3).

Таблица 3

Особенности органического вещества аллювиальных луговых почв разной степени оглеения пойм рек Печоры, Сев.Двины, р.Москвы Киздры и Десны.

Подтип почв Вид почв Содержание : Содержание '.степень гуми-гумуса, Ъ : "агоессив- :фикации орга-1 : ных ФК, % :нич.в-ва, % 1 : Сфк от Собщ:Сгк от Собщ.

Дерново-луговые Слабо-огле-енная 4,60+1,57 2,28+0,53 24 + 9,5

глубоко-оглеенная 5,21+1,43 6,19+2,7 19+3

глееватая 4,15+2,04 4,19+3,14 27 + 19,5

Луговые глеевоя 3,72+1,22 5,72+2,84 34 + 22,5

профильно-глеевая 4,62+1,85 18,05+14,31 20 + 16

- 23 -

Существенные различил морфологических и химических показателей луговых почв разной степени оглеения пойм рек лесной зоны ETC позволяют выделить в подтипе дерново-луговых почв виды: слабо-, глубокооглееншх и глееватых, а в подтипе луговых -глеевых н профильно-гяеевих почв. Каждый вид исследуемых почв характеризуется определенным набором химических и морфологических признаков.

вывода:

1. бглеение в аллювиальных луговых почвах пойм рек лесной зоны ETC имеет широкое распространение и является надежным показателем степени их гидроморфизма.

2. В условиях модельного эксперимента установлено, что оглеение приводит к появлению специфической сизой окраски и обеструктуриванию почвенной массы, увеличению подвижности железа и-алюминия, их выносу и частичной сегрегации в локальные новообразования при переменных окислительно-восстановительных условиях, накоплению оксилатрастворимого келеза при застойном режиме затопления. Оглеение способствует увеличению кислотности и ¡выщелачиванию оснований. Под действием оглеения степень гумификации органического вещества увеличивается, а содержание гумуса снижается за счет увеличения его подвижности и доли "агрессивных" ФК.

3. Особенности проявления процесса оглеения' в элювиальных луговых почвах связаны со спецификой почвообразования в поймах рек. Гидрогенная аккумуляция полуторных окислов приводит к увеличению количества и разнообразия железисто-марганцовистых новообразований, содержания валового и подвижного железа и уменьшению отношения iiOg/RgOg и в почв от Р-еРнР" во-луговых слабооглеенных до луговых глеевых. Оглеение в исследуемых почвах способствует снижению содержания гумуса за счет

увеличения его подвижности и увеличению степени гумификации органического вещества (кроме профильно-глеевых почв).

4. Проявление процесса оглеения в аллювиальных луговых почвах пойм рек лесной зоны ETC имеет подзональный характер: профильное оглеение почв поймы Нижнего печения р.Печоры в лесотундре и слабое в слоистых почвах поймы нижнего течения р.Сев. Двины, развитие эливиально-глеевого процесса и грунтового оглеения в кислых луговых почвах пойм р.Жиздры и Десны. С севера

на юг усиливается процесс сегрегации железа и конкрециообразо-вания, сопутствующие процессу оглеения.

5. Степень проявления процесса оглеения чугенх почв зависит от степени их гидроморфизма. Луговые почвы разной степени оглеения характеризуются различными морфологическими и химическими показателями: глубиной проявления специфической сизой окраски, разнообразием форм железисто-мпрганиовистьгх новообразований, обогащенностьго валовыми и подвижными железом й алюминием, коэффициентом заболоченности, содержанием гумуса, степенью гумификации органического вещества и накоплением "агрессивных" ФК в верхних горизонтах.

6. Существенные различия морфологических и химических показателей аллювиальных луговых почв разной степени оглеения пойм рек Печоры, Сев.Двины, р.Москвы, Жиздры и Десны позволяют выделить в подтипе дерново-луговых почв следующие виды: слабо-, глубокооглеенные и глееватые, а в подтипе тугорнх.тлеепые и профильно-глееЕые.

Список работ по теме диссертации:

' I. Микроморфологическая диагностика процесса оглеения в аллювиальных луговых почвах Деснинского полесья: Тез. д^кл. Всесоюз. конф. "Микроморфология и плодородие лочп". - Fs\t»pt«k

Почвенного ин-та им,В.В.Докучаева, - М,,1989.-Щ?.-С.,£2

2. Особенности генезиса аллювиальных луговшс почв Леонинского полесья// Биологические науки,- 1990.

ов соавторстве.

3.Измененение свойств пойменных луговшс почв р.Москвы в связи с зарегулированием её стока в среднем течения // Труды ВНИИ охраны природы я заповедного дела.-М.,1990

в печати.

4.Проявление процесса оглеения в условиях лабораторного моделирования // Биологические науки, 1990,- в печати, в соавт.