Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Трансформация групп и форм железа и алюминия в буровато-подзолистых оглееных почвах южного Предкарпатья под влиянием элементарных почвенных процессов и управления

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Трансформация групп и форм железа и алюминия в буровато-подзолистых оглееных почвах южного Предкарпатья под влиянием элементарных почвенных процессов и управления"

Інститут грунтознавства та агрохімії ім. О. Н. Соколовського УААН .

ТРАНСФОРМАЦІЯ ГРУП ТА ФОРМ ЗАЛІЗА І АЛЮМІНІЮ В БУРУВАТО-ПІДЗОЛИСТИХ ОГЛЕЄНИХ ГРУНТАХ ПІВДЕННОГО ПЕРЕДКАРПАТТЯ ПІД ВПЛИВОМ ЕЛЕМЕНТАРНИХ ГРУНТОВИХ ПРОЦЕСІВ ТА ВИКОРИСТАННЯ

03.00.27 - грунтознавство

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Харків-2000

Робота виконана на кафедрі грунтознавства та агробізнесу Чернівецького державного університету ім. Ю.Федьковича, Міністерство освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор Назаренко Іван Іванович, Чернівецький державний університет ім. Ю.Федьковича, завідувач кафедри грунтознавства та агробізнесу

Офіційні опоненти:

1. Доктор сільськогосподарських наук, професор Канівець Віктор Іванович, Інститут сільськогосподарської мікробіології УААН, завідувач лабораторії мікробіології грунтів

2. Доктор біологічних наук, професор Зверковський Василь Миколайович, Дніпропетровський державний університет, доцент кафедри геоботаніки, грунтознавства та екології

Провідна установа: Подільська державна аграрно-технічна

академія, кафедра агрохімії, грунтознавства, меліорації, Міністерство аграрної політики України, м. Кам’янець-Подільський

Захист відбудеться «¿¿у> юёс т ¿оД 2000 р. о ҐО годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.354.01 у інституті грунтознавства та агрохімії УААН за адресою: 61024, м. Харків-24, вул. Чайковського, А.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту грунтознавства та агрохімії УААН за адресою: 61024, м. Харків-24, вул. Чайковського, 4.

Автореферат розісланий «сУ» 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

кандидат с.-г. наук, С"/~ /7 О.Ф.Павленко

//а о/7 ~е

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Бурувато-підзолисті оглеєні грунти Передкарпаггя, які простягаються вузькою смугою з північного заходу на південний схід паралельно Карпатським горам, характеризуються значною генетичною, й викликаною різними способами використання, різноманітністю ознак і властивостей. Історично склалося так, що грунтове вкриття Передкарпаггя досліджено нерівномірно. В значному обсязі вивчені будова й склад, фізичні, фізико-хімічні, хімічні та агрономічні властивості бурувато-підзолистих оглеєних грунтів, з’ясований характер впливу осушувальної та хімічної меліорацій на динаміку грунтових процесів, знайдені способи сповільнення або припинення глеєтвірних процесів, зниження грунтової кислотності, зменшення вмісту рухомого алюмінію, покращення водно-повітряного і поживного режимів, підвищення вмісту органічної речовини з метою теоретичного обгрунтування та розробки практичного методу їх окультурення (И.И.Назаренко, 1981).

Заслуговує на увагу вивчення багатьма авторами генезису пе-редкарпатських грунтів, на основі якого зроблені суперечливі висновки по переважанню тих чи інших грунтових процесів: підзолистого (Г.Г.Махов, 1941; Н.Б.Вернандер, М.М.Годлин, Г.Н.Сам-бур, С.А.Скорина, 1951), підзолистого та дернового (И.П.Под-гаевская, 1959; Г.О.Андрущенко, 1970; З.П.Паньків, 1997), буроземного, елювіально-глеєвого та процесів кислотного гідролізу (В.И.Канивец, 1987, 1991), лесиважу та глеє-елювіювання

(Н.И.Полупан, 1988), підзолистого, буроземного та елювіально-глеєвого (І.С.Смага, 1995; В.А.Нікорич, 1999). Проте, наукові дані про генетичні зміни в бурувато-підзолистих оглеєних грунтах в зв’язку з трансформацією груп та форм заліза і алюмінію під впливом елементарних грунтових процесів (ЕГП), різного використання та місця розміщення їх на схилі відсутні. Отже, вивчення особливостей генезису бурувато-підзолистих оглеєних грунтів в залежності від трансформації груп та форм заліза і алюмінію в них під впливом елементарних грунтових процесів, різного використання і місця розміщення їх на схилі є актуальним і необхідним.

Зв’язок уоботи з науковими темами. Дисертація є частиною планової роботи і виконувалась в межах наукової теми кафедри грунтознавства та агробізнесу "Встановити особливості біогеохімії, розробити систему охорони і оптимізації екологічного стану

грунтів Карпатсько-Придністровського регіону" (№ держреєстрацїі 0196У012536-1996-2000 рр.).

Мета і завдання досліджень. Метою дослідження було встановлення закономірностей трансформації груп та форм заліза і алюмінію в бурувато-підзолистих оглеєних грунтах південного Передкарпаггя під впливом елементарних грунтових процесів, використання і місця розміщення їх на схилі.

Завдання досліджень:

- вивчити морфологічну будову, основні хімічні, фізичні та фі-зико-хімічні властивості бурувато-підзолистих оглеєних грунтів південного Передкарпаття під лісом та виявити зміни в них в залежності від використання;

- на основі моделювання встановити закономірності впливу елементарних грунтових процесів на вміст і профільний розподіл груп та форм заліза і алюмінію;

- визначити і обгрунтувати якісні критерії діагностики елементарних грунтових процесів по вмісту і профільному розподілу груп та форм заліза і алюмінію;

- виявити вміст і профільний розподіл груп та форм заліза і алюмінію під впливом різних типів використання грунтів;

- з’ясувати залежність розподілу груп та форм заліза і алюмінію по профілю бурувато-підзолистого оглеєного грунту від місця розміщення на схилі.

Наукова новизна уоботи полягає у встановленні закономірностей трансформації та профільного розподілу груп та форм заліза і алюмінію при моделюванні буроземного, підзолистого, глеєвого й елювіально-глеєвого елементарних грунтових процесів та їх комплектів (буроземного і підзолистого; буроземного і глеєвого; буроземного і елювіального-глеєвого, підзолистого і глеєвого). Крім того, виявлені і обгрунтовані якісні діагностичні ознаки елементарних грунтових процесів (ЕГП) в бурувато-підзолистих оглеєних грунтах південного Передкарпаття різного використання на основі характеру профільного розподілу груп та форм заліза і алюмінію. Поряд з цим, встановлена особливість трансформації груп та форм заліза і алюмінію в бурувато-підзолистих оглеєних грунтах схилу.

Практична цінність роботи. Отримані при моделюванні ЕГП діагностичні критерії знайдуть застосування в практиці визначення характеру грунтоутворення та поглибленого вивчення генезису

з

відмін, які близькі до підзолистих, буроземних та бурувато-підзолистих грунтів. Дані по вмісту груп та форм заліза і алюмінію доцільно використати в практиці підвищення родючості та окультурення бурувато-підзолистих оглеєних грунтів, а також при прогнозуванні змін генетичних особливостей цих грунтів під впливом використання та місця розміщення їх на схилі. Одержані дані можуть бути використані в лекційних курсах з грунтознавства у ВУЗах України.

Особистий внесок здобувана полягає в отриманні наукових результатів, викладених в дисертації, є основним і полягає у визначенні напрямку, обсягів і методів дослідження; постановці мети та формуванні завдань; у виконанні основного об’єму експериментальної частини; в аналізі та узагальненні результатів; статистичній обробці матеріалу; апробації отриманих результатів і підготовці наукових праць до друку; написанні та оформленні дисертації. Аналіз та обговорення результатів досліджень проведено спільно з науковим керівником.

Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися на V Українському з’їзді грунтознавців та агрохіміків в місті Рівне (1998 р), на міжнародній науковій конференції "Генеза, географія та екологія грунтів" в місті Львові (1999 р), а також на засіданнях кафедри грунтознавства та агробізнесу Чернівецького державного університету ім. Ю.Федьковича.

Публікації. На основі матеріалів дисертації автором і за його участю опубліковано 6 наукових статей, з них 4 у фахових виданнях.

Структура та об’єм роботи. Дисертація складається з вступу, п’яти розділів, висновків. Робота викладена на 207 сторінках друкованого тексту і включає 35 рисунків, 5 таблиць. Список використаної літератури має 305 найменуваннь, серед яких зарубіжних 19. Дисертація вміщує 48 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

1. Особливості формування бурувато-підзолистих оглес-них грунтів, їх характерні ознаки та головні діагностичні критерії

Віднесення грунту до того чи іншого типу зумовлюється характером переважаючих у ньому грунтотвірних процесів. Узагальнені відомості літературних джерел (Н.Б.Вернандер, 1951; С.А.Скорина, 1949; Г.А.Андрущенко, 1952; И.П.Подгаевская, 1959; И.И.Назарен-

ко, 1981; Н.И.Полупан, 1987, 1988; В.И.Канивец, 1987, 1990, 1991) дозволяють зробити висновок, що бурувато-підзолисті оглеєні грунти Передкарпаття є грунтами складного генезису. При аналізі літератури нами не виявлено досліджень, спрямованих на діагностику ЕШ за даними групового та фракційного складу заліза і алюмінію в бурувато-підзолистих оглеєних грунтах - одних з найбільш розповсюджених у Передкарпатті.

Як показують результати досліджень багатьох вчених (ІА.Мс-Keaque, І.Е.ВгусІоп, М.К.МіІев, 1971; Л.А.Карманова, 1978; ИЛ,Крьім, 1981; И.И.Назаренко, С.М.Польчина, И.С.Смага, 1996), групи і форми заліза і алюмінію € досить інформативними показниками, з допомогою яких можна діагностувати основні і супутні грунтотвірні процеси і, відповідно, простежити зміну останніх під дією різних чинників, в тому числі при окультуренні, різному сільськогосподарському використанні, розвитку ЕГП, від місця розміщення грунту на схилі.

2. Об’єкт, умови та методика досліджень

Об’єктами вивчення були фонові для Передкарпаття бурувато-підзолисті оглеєні грунти в межах Вижницького району Чернівецької області. Детальний опис об’єктів та умов дослідження наведений у дисертаційній роботі (підрозділ 2.1).

На основі закладеного під лісом розрізу 1А із середини кожного горизонту бурувато-підзолистого оглеєного грунту відбирали зразки для лабораторних експериментів - закладки колонок по вивченню впливу визначених елементарних грунтових процесів та їх поєднань. При цьому зразки грунту відбирали, дотримуючись відповідного співвідношення (1:4) за потужністю горизонтів, і переносили у пластикові банки. Масу грунту по кожному горизонту розраховували, виходячи із щільності та об’єму останніх. Для покращення дренажу під материнську породу підстилали бите скло. Сумарна маса однієї грунтової колонки становила 2830 г. Моделювання елементарних грунтових процесів проводилось при кімнатній температурі.

1. Буроземний процес. Поверхня грунту в колонках накрива-

лася 3-сантиметровим шаром подрібненої дубово-грабової підстилки масою 10 г. Промивання грунту в колонці провели дистильованою водою до появи перших її порцій на поверхні дренажу і через кожні 20 діб операцію повторювали. У міжпромивний період вологість грунту підтримувалась на рівні 60-70% від повної

вологоємності (ПВ) за контрольною масою. '

2. Підзолистий процес. Поверхня грунту в колонках накривалася 3-сантиметровим шаром подрібненого опаду з хвої масою 10 г. Наскрізне промивання грунту в колонці проводили дистильованою водою до виходу її 50-100 мл з дренажу. Через кожні 10 діб промивання повторювали. Воду доливали поступово, щоб уникнути переміщення мулистих частинок грунту (лесиважу). На протязі міжпро-мивних періодів вологість грунту підтримувалася в межах 60-70% від ПВ за контрольною масою.

3. Глейовий процес. Поверхня грунту в колонках накривалася 3-сантиметровим шаром подрібненої дубово-грабової підстилки масою 10 г. Перед закладкою досліду в грунт вносили глюкозу з розрахунку 2% від маси і ретельно перемішували. На протязі всього періоду експерименту вологість грунту в колонках підтримували на рівні ПВ, шляхом занурення їх у дистильовану воду до рівня поверхні грунту.

4. Елювіально-глейовий процес. Поверхня грунту в колонках накривалася 3-сантиметровим шаром подрібненої дубово-грабової підстилки масою 10 г. Перед закладкою досліду в грунт вносили глюкозу з розрахунку 2% від маси і ретельно перемішували. На протязі періоду дослідження створювали контрасні окисно-відновні умови шляхом підтримання на протязі 20 діб вологості грунту на рівні ПВ, а наступні 10 діб -- вільний стік води і підтримували вологість в межах 60-70% від ПВ за контрольною масою.

В колонках, де поєднувались процеси (буроземний і підзолистий, буроземний і глейовий, буроземний і елювіально-глейовий, підзолистий і глейовий) створювалися умови характерні для елементарних процесів з яких складається комплект.

Перед закладенням досліду (0) та через 6, 12 та 18 місяців з генетичних горизонтів відбиралися зразки грунту для лабораторних аналізів.

На основі Р-критеріїв Фішера встановлювали достовірність змін груп та форм заліза і алюмінію в досліджуваних грунтах. При достовірних змінах визначали їх позитивний (+) чи негативний (-) характер, а також відмічали відсутність та статистичну незначу-щість змін (0) з подальшим використанням цих даних для діагностики елементарних грунтових процесів.

Для вивчення впливу ЕГП на трансформацію і профільний розподіл груп (валова, силікатна і несилікатна) і форм (окристалі-

зована та аморфна) заліза і алюмінію під впливом використання буровато-підзолистих оглеєних грунтів південного Передкарпаття були закладені розрізи під наметом широколистяного лісу з хвойними домішками (ЗБ2Д2Вл2С1Я) та слабкорозвинутим трав’янистим покривом (розрізи 1 і 1А). Вік лісу коливається в межах 140-150 років, внаслідок чого сформувався природній біогеоценоз, що розглядався нами, як еталонний; на пасовищі, фітоценоз, якого представлений злаково-бобовими асоціаціями (розріз 2); на ріллі (розріз 3), де запроваджена польова сівозміна. Пасовище та рілля виведені з-під лісу і залучені у сільськогосподарське виробництво понад 40 років тому.

Для проведення лабораторних аналізів з середини кожного генетичного горизонту відбиралися зразки грунту.

Для з’ясування залежності розподілу груп та форм заліза і алюмінію від місця розміщення на схилі по профілю бурувато-підзолистого оглеєного грунту використали схил крутизною 10. Землі схилу виведені з-під лісу біля 40 років тому і використовуються в основному для вирощування сумішки багаторічних трав. На схилі з багаторічними травами другого року використання закладалися розрізи та прикопки в такій послідовності: нижня частина схилу -розріз 1; верхня частина схилу - розріз 2; по схилу - прикопки 1,3-7.

В грунтових зразках визначали хімічні та фізико-хімічні показники за загальноприйнятими методиками (Е.В.Аринушкина, 1971; Л.Н.Александрова, О.А.Найденова, 1986). Визначення груп та форм заліза і алюмінію проводили за прописсю Ю.И.Добрицкой и др. (1973).

Одержані аналітичні дані опрацьовували методами кореляційно-регресійного аналізу двох і трьох ознак та однофакторного орто- і неортогонального дисперсійного аналізів, описаних Б.А.Доспехо-вим (1985), Г.Ф.Лакіним (1990). Для статистичної обробки результатів був прийнятий 5%-й та 1%-й рівні значущості.

3. Вплив елементарних грунтових процесів на властивості бурувато-підзолистих оглеених грунтів Передкарпаття і трансформацію груп та форм заліза і алюмінію Бурувато-підзолисті оглеєні грунти південного Передкарпаття еталонного біогеоценозу характеризуються високою кислотністю (рНеол в межах 3.82-4.08; гідролітична кислотність 7.04-10.9 мг-екв/100 г грунту); низькою насиченістю грунтово-поглинального комплексу основами (45.7-65.7%); низьким вмістом гумусу (0.52-

3.79%).

В досліджуваному бурувато-підзолистому оглеєному грунті розподіл валового заліза по профілю характеризується зростанням його вмісту у Щш горизонті до 4.16% у порівнянні з вмістом у 1^1 горизонті - 3.67% та Р§1 горизонті - 3.29%. Вміст силікатного заліза у Не§1 та Е§1 горизонтах (2.22 % та 1.90%) перевищує вміст несилікатного (1.45% та 1.89%), що свідчить про переважання елювіальних процесів. Процент окристалізованого заліза зростає порівняно з аморфним, особливо в 1§1ш горизонті і складає 2.34. У верхній частині профілю його вміст дещо зменшується (1.05% у Не§1 та 1.52% в Е§1 горизонтах), що свідчить про їх періодичне перезволоження.

Всі ЕГП та їх комплекти, які моделювалися (крім комплекту буроземного та елювіально-глеєвого процесів), призводили до посилення перерозподілу валового заліза по профілю грунту. Зростання вмісту вільного несилікатного заліза пояснюється значним його вивільненням із кристалічних решіток мінералів, а збільшення вмісту окристалізованого заліза над аморфним при буроземному процесі свідчить про переважання у нижній частині профілю окисних умов, тоді як для поверхневого горизонту властиве перезволоження.

В різних варіантах модельного досліду виявлені відмінності в кількості та профільному розподілі валового алюмінію. При підзолистому ЕГП профільний розподіл валового алюмінію характеризується максимальним накопиченням його в ^1ш та Р§1 (12.6%, 13.2%) і зменшенням у Hegl (9.62%) і Р§;1 (11.8%) після 18 місяців експозиції. Вміст несилікатних форм алюмінію на відміну від заліза, значно нижчий від силікатних.

Для буроземного процесу характерний більш рівномірний профільний розподіл силікатного і несилікатного алюмінію, а для підзолистого - чітко виражений елювіально-ілювіальний перерозподіл.

При глеєвому процесі виявлена залежність кількості силікатних оксидів алюмінію від ступеня оглеєння. З підсиленням інтенсивності цього процесу вміст силікатного алюмінію в горизонтах Hegl та Ейі підвищується з 7.42% до 8.96%, та з 7.68% до 8.98% відповідно, що ймовірно проходить за рахунок неосинтезу силікатів. Після 6 місяців експерименту спостерігається виражене накопичення аморфних форм алюмінію в гумусовому горизонті і

втрата їх з глибиною. В нижніх горизонтах при оглеєнні вміст аморфного алюмінію знижується до 0.50% в ^1ш та 0.46% в материнській породі. Таким чином, досліджуваним грунтам Передкарпаття властивий глеєвий процес, його продукти та кислотний гідроліз алюмосилікатів є найбільш суттєвими причинами, що викликають накопичення алюмінію (И.И.Назаренко, 1966; И.С.Кауричев, 1967, 1974; В.И.Канівець, 1973, 1975).

Елювіально-глеєвий ЕГТІ зумовлює перерозподіл груп алюмінію по профілю, при якому Е£І-горизонт збіднюється несилікатними і збагачується силікатними, що складають 2.20% та 8.13% відповідно в кінці досліду.

При сумісному протіканнні підзолистого і глеєвого процесів у грунті збільшується вміст несилікатного алюмінію, причому його кількість з підсиленням цих процесів збільшується.

Для комплексної оцінки одержаних результатів використали дисперсійний аналіз. На основі Б-критеріїв Фішера встановили достовірність змін груп та форм заліза і алюмінію в досліджуваних грунтах. При достовірних змінах визначили їх позитивний (+) чи негативний (-) характер, а також відмітили відсутність та статистичну незначущість змін (0). Одержані результати дали змогу провести якісну діагностику елементарних грунтових процесів, яка наведена в таблиці 3.1.

4. Трансформація груп та форм заліза і алюмінію, зміна властивостей бурувато-підзолистих поверхнево-оглеєних грунтів Передкарпаття під впливом використання Значну інформацію впливу використання на грунтоутворюючі процеси дає співвідношення груп та форм заліза і алюмінію. Для валового заліза характерне збільшення його вмісту вниз по профілю, з максимальними значеннями в ілювіальному горизонті (3,87% у лісі та 3,79% на пасовищі). На ріллі проходить незначне зменшення валового заліза (3,48%) в орному горизонті та збільшення (4.20%) в материнській породі, що можна пояснити посиленням процесів елювіальної деградації грунту (рис. 4.1).

Силікатне залізо в грунті всіх угідь, переважає над несилікат-ним з максимальними значеннями його в ілювіальному горизонті та материнській породі: 2,29%, 2,81% на ріллі та 2,16%, 2,17% на пасовищі відповідно, тобто спостерігається елювіально-ілювіальний перерозподіл цієї форми заліза, що характерно для підзолистого процесу.

Таблиця 3.1.

Якісна діагностика елементарних грунтових процесів_______________________________

Групи та форми заліза і алюмінію Г оризонти Горизонти

Нєйі ЕВД ЕІ8І Ійіт Рйі Ней1 Еііві ЕІ2І ІВІт Ркі

Буроземний Глеєвий

залізо

1. Валове 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2. Силікатне - - — — — - - - - -

3. Несилікатне + + + + + + + + + +

4. Окристалізоване 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

5. Аморфне + + + + + + + + + +

алюміній

1. Валовий 0 + + + 0 + + + - -

2. Силікатний + + + - - 0 - - - -

3. Несилікатний - + + + + + + + + +

4. Окристалізований - + + + + + + + + +

5. Аморфний 0 0 0 0 0 - - - 0 0

Підзолистий Елювіально-глеєвий

залізо

1. Валове 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2. Силікатне - - — - — - - - - -

3. Несилікатне + + + + + + + + + +

4. Окристалізоване + + + + + + + + + +

5. Аморфне + + + + + + + + + -

алюміній

1. Валовий 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2. Силікатний - + — - - + + 0 - - '

3. Несилікатний + - — + + + + + +

4. Окристалізований + - 0 + + + - + + +

5. Аморфний - - - - 0 0 0 0 + +

%

Неві

%

Пасовище

Нєбі

Р аморфне

еьві

0 окристалізоване

и8і

Рілля

ре]

□ силікатне

Рис.4,1. Профільний розподіл груп і форм заліза при різному використанні бурувато-підзолистого оглеєного фунту південного Передкарпаття

Процентний вміст окристалізованого заліза вищий ніж аморфного для всіх угідь з максимальними значеннями під лісом та становить 2,19% в ілювіальному горизонті (рис. 4.1).

Аморфні форми заліза складають менше одного процента. Виявлене їх збільшення в Не£І горизонтах у лісі і пасовищі та становить 1,36% для обох угідь. Даний факт є більш характерний, в першу чергу, для буроземного процесу.

Дослідженнями встановлено, що вміст та розподіл алюмінію по

профілю у грунтах різного використання неоднаковий. '

Валовий алюміній коливається в межах 8.66-14.7% для усіх угідь. Спостерігається тенденція до підвищення його вмісту вниз по профілю кожного грунту: 9.33-14.7% у лісі, 8.66-12.3% на пасовищі та 9.70-13.3% на ріллі.

Зменшення вмісту та перерозподіл по профілю силікатних і не-силікатних форм алюмінію добре виявлено на пасовищі та ріллі порівняно з лісом. Для грунту пасовища характерний більш рівномірний розподіл з максимумом в материнській породі. На ріллі перерозподіл цих форм виражений чіткіше.

Аморфні форми складають менше 1%. Виражене збільшення їх в Hegl та Норн горизонтах з поступовим зменшенням в елювіальних горизонтах та накопиченням в ^1ш горизонті, проте суттєвої різниці для грунту різних угідь не встановлено.

Отже, в бурувато-підзолистих оглеєних грунтах незалежно від способу використання за групами та формами заліза і алюмінію найчіткіше діагностуються підзолистий та буроземний процеси.

5. Залежність властивостей і розподілу груп та форм заліза і алюмінію по профілю бурувато-підзолистого оглеєного грунту від місця розміщення на схилі

Значного розвитку в Передкарпатті набули ерозійно-акумулятивні процеси, які є наслідком специфічності клімату і рельєфу даної території, і в значній мірі впливають на розвиток грунтів та формування їх властивостей. Тому вивчення сполук заліза і алюмінію може дати значну інформацію про напрямок зміни грунтових процесів і має певне практичне значення. Результати проведених досліджень показують, що в бурувато-підзолистих оглеєних грунтах Передкарпаття розміщених на різних елементах схилу вміст валового заліза становить 1.68 в та 4.40% в мате-

ринській породі.

Встановлено, що верхня товща грунту збіднена, а нижня - збагачена валовими формами заліза. Проте особливістю даного фунту є те, що високий вміст заліза спостерігається не тільки в ілювіальному горизонті, але і в материнській породі. Це очевидно обумовлено накопиченням окристалізованих форм заліза в складі конкрецій.

Силікатні форми заліза складають 53.6-86.5% від валового. Розподіл по профілю має слабо виражений елювіально-ілювіальний характер з подальшою акумуляцією в нижніх горизонтах. Це

свідчить про підвищення інтенсивності процесу оглеєння, який сприяє гальмуванню розпаду мінералів.

Кількість вільних (несилікатних) форм заліза в грунті обернено пропорційна вмісту силікатних форм. Встановлено, що в грунті схилу вільні форми заліза переважають в верхніх горизонтах, а до материнської породи їх кількість зменшується. Такі дані свідчать про розвиток буроземного процесу в верхній товщі грунту.

Серед вільних форм заліза в грунті на вододілі переважає окристалізоване (4.10-37.5% від валового). Це свідчить про переважання в грунті окисних умов, так як окристалізовані форми утворюються в умовах доброї аерації. На акумулятивній частині схилу переважають аморфні форми, що обумовлено, скоріше всього, перезволоженням. З аморфних форм переважають зв'язані з органічною речовиною вміст яких в горизонті Не на вододілі -5.30% від валового, а на акумулятивній частині схилу - 7.10% від валового. Це свідчить про те, що з фульвокислотами залізо легко утворює комплекси, крім того з фульвокислотами залізо легше мігрує по профілю, на що вказує зменшення кількості заліза в горизонті Е1т§1 і збільшення в Eigl. Ці дані свідчать про процес опідзолення в даному грунті.

Поширення ерозійно-акумулятивних процесів, що визначають швидкість і напрямок трансформації первинних і вторинних мінералів, які містять алюміній, зумовлюють характер розподілу і перетворення, аморфних його сполук.

Розподіл валового алюмінію по профілю досліджуваного грунту має слабко виражений елювійований характер (рис. 5.1). Вміст його поступово зростає з глибиною, що може бути пов’язано з процесом наскрізного опідзолення. Саме цим можна пояснити й аналогічний розподіл силікатного алюмінію. Кількість якого знаходиться в межах 51.7-90.4% від валового.

Вверх по схилу спостерігається посилення диференціації розподілу груп і форм алюмінію, яке можна пояснити відповідним посиленням опідзолення.

Несилікатні форми алюмінію, які як правило вивільняються при вивітрюванні, із кристалічної решітки мінералів, складають 0.702.50% від маси грунту або 10.9-48.3% від валового алюмінію (рис. 5.1). Характер їх розподілу по профілю неоднаковий на різних ділянках схилу: на акумулятивній частині, де процеси оглеєння більш інтенсивні, він елювіально-ілювіальний, на вододілі - більш

Нижня частина схилу (розріз 1)

Середня частина схилу (прикопка 4-5)

Верхня частина схилу (розріз2)

Ш аморфний ЕЗ скристалізований О силікатний

Рис.5.1. Профільний розподіл груп і форм алюмінію бурувато-підзолистого оглеєного грунту південного Передкарпаття схилу

складний, а саме вміст його збільшується в ЕЬ горизонті порівняно з Не і з подальшою акумуляцією в материнській породі. Накопичення несилікатного алюмінію у верхніх горизонтах може бути наслідком підзолистого процесу, тим більше, що такий розподіл обумовлений, головним чином, окристалізованими формами. Останніх міститься в межах 0.53-2.14% від маси грунту на акумулятивній частині схилу і 1.49-2.28% - на вододілі. Аморфних

форм алюмінію в досліджуваному грунті міститься набагато менше

- в межах 1.90-7.01% від валового алюмінію (рис. 5.1). Відмічається накопичення їх в гумусових горизонтах і поступове зниження з глибиною, що може бути пов’язано з поверхневим оглеєнцям грунту. У верхній 50-см товщі грунту не знайдено чіткої залежності вмісту аморфного алюмінію від елемента схилу, а в більш глибоких горизонтах з посиленням оглеєності його вміст збільшується (рис. 5.1).

Отже, в бурувато-підзолистих оглеєних грунтах південного Пе-редкарпаття, які розташовані на схилі, за профільним розподілом груп та форм заліза і алюмінію діагностуються такі грунтові процеси - буроземний та глеєвий.

Висновки

Результати досліджень міграції і трансформації груп та форм заліза і алюмінію в бурувато-підзолистих оглеєних фунтах південного Передкарпаггя під впливом елементарних фунтових процесів (ЕГП), використання та розміщення на схилі дають підставу для ряду принципово важливих висновків.

1. В бурувато-підзолистих оглеєних фунтах південного Передкар-паття за особливостями морфологічної будови, складу, властивостей, трансформації та розподілу груп та форм заліза і алюмінію по профілю діагностуються фунтові процеси: підзолистий, буроземний та глеєвий. Як досить інформативні діагностичні показники для визначення ЕГП можна використати кількісний вміст валових, силікатних і несилікатних фуп та окристалізованих й аморфних форм заліза і алюмінію (основних оксидів).

2. Вивчення впливу ЕГП та їх поєднань на трансформацію фуп та форм заліза і алюмінію дало можливість виявити наступне: -переважання буроземоутворення характеризується збільшенням вмісту аморфного заліза в Не горизонті з 0.40 до 1.47%, підвищенням окристалізованого заліза в І£Іш - з 2.34 до 2.90% і поступовим збільшенням вмісту валового алюмінію під впливом тривалості процесу та з глибиною;

-при підзолистому процесі посилюється елювійованість, спостерігається поступове зростання з глибиною несилікатного окристалізованого заліза з 1.47 до 3.19% в материнській породі. Верхня товща фунту збіднюється несилікатним, головним чином, аморфним алюмінієм;

-при глеєвому процесі в ЕЙ1 горизонті накопичується До 1.53% аморфного заліза, товща грунту поступово збіднюється вниз по профілю аморфним алюмінієм;

-під впливом елювіально-глеєвого процесу 1-^1 горизонт збагачується в три рази, а Egl - в 3.3 рази аморфним залізом і спостерігається різке зменшення цієї форми заліза в материнській породі з 0.21 до 0.04%. Виявлено закономірне збільшення несилікатного алюмінію в ^Ігп горизонті з 2.29 до 3.51%.

3. За Б-критеріями Фішера встановлена можливість використання якісних показників по вмісту і профільному розподілу груп та форм заліза і алюмінію для діагностування ЕГП:

- буроземоутворення по позитивних достовірних змінах не-силікатної групи та аморфної форми і достовірному зменшенні силікатного заліза;

- підзолистий процес за позитивними змінами несилікатної групи та окристалізованої і аморфної форми заліза, а також достовірною негативною динамікою силікатної групи заліза;

- глейовий процес по зростанню несилікатної групи заліза і алюмінію, аморфної форми заліза та окристалізованої форми алюмінію, та достовірним зменшенням силікатної групи заліза;

-елювіально-глейовий поцес за позитивними змінами несилікатної групи і окристалізованої форми та достовірною негативною динамікою силікатної групи заліза.

4. Під лісом в бурувато-підзолистому оглеєному грунті південного Передкарпаття найчіткіше діагностуються такі процеси: підзолистий, при якому в Еіщі горизонті вміст несилікатних груп складає - заліза 1.73%, алюмінію 1.70%, а в ілювіальному -2.53% і 2.10% відповідно; буроземний, вміст аморфного заліза з глибиною зменшується з 0.36 в 1^1 горизонті до 0.33% в материнській породі. Виявлено високий вміст в 1^1 горизонті рухомого алюмінію (3.22 мг-екв/100 г грунту) з поступовим зменшенням вниз по профілю. В грунті осушеного пасовища посилюється буроземний процес - вміст аморфного заліза сягає

0.36% в Не£І горизонті, а окристалізований алюміній в материнській породі підвищується до 2.07%. В грунті на ріллі -переважає підзолистий - знижується вміст силікатного алюмінію в ЕІ^І - до 8.16%, та силікатного заліза - до 1.80% при вмісті в материнській породі 11.2 та 2.61% відповідно.

5. Встановлено, що в бурувато-підзолистому оглеєному грунті верхньої частини схилу південного Передкарпаття явно діагностується буроземний процес, при якому спостерігається зростання з глибиною груп та форм заліза і алюмінію внаслідок перерозподілу - верхні гумусо-елювіальний і елювіальний горизонти збіднюються, а нижні ілювіальний і включаючи материнську породу - збагачуються ними. Накопичення окристалізованих і аморфних форм алюмінію в верхніх горизонтах свідчить про утворення органо-мінеральних комплексів. У грунті нижньої частини схилу діагностуються глеєвий процес -вміст аморфного заліза в Еіщі горизонті сягає 0.08%, та буроземний, при якому кількість несилікатного алюмінію збільшується з 0.90 в Норн до 2.30% в Р§1 горизонті.

Пропозиції виробництву

Діагностування розвитку елементарних та комплект-елементар-них грунтотвірних процесів в бурувато-підзолистих оглеєних грунтах Передкарпаття проводити з урахуванням показників трансформації та профільного розподілу груп та форм заліза і алюмінію. Список праць, опублікованих за темою дисертації

1. Деякі аспекти знешкодження рухомого алюмінію в бурувато-підзолистих грунтах Передкарпаття // Агрохімія і грунтознавство (спец. вип.). - Ч. 3. - Харків, 1998. - С. 145-146.

2. Форми алюмінію в бурувато-підзолистих оглеєних грунтах ерозійного ландшафту Передкарпаття // Агрохімія і грунтознавство (спец. вип.). - Ч. 4. - Харків, 1998. - С. 74-77.

3. Рухомі сполуки алюмінію в бурувато-підзолистих оглеєних грунтах різного використання в Передкарпатті//Аграрна наука-СЕЛУ. Науковий збірник. - Вип.6, Кам’янець-Подільський,

1998,-С. 34-36.

4. Форми та сполуки алюмінію в бурувато-підзолистих оглеєних грунтах Передкарпаття різного використання // Наук. вісн. Чернівецького ун-ту.-Вип.38.-Серія Біологія.-Чернівці, 1998-С.83-93.

5. Сполуки заліза в бурувато-підзолистих оглеєних грунтах Передкарпаття ерозійного ландшафту // Науковий вісник ЧДУ. - Випуск 39, Біологія, - Чернівці, 1999. -С. 202-206.

6. Комплексна діагностика грунтоутворення в Передкарпатті // Вісник Львівського ун-ту. - Вип. 25. - Серія Географія. - Львів,

1999. -С. 74-75.

АНОТАЦІЯ

Беспалько Р.І. Трансформація груп та форм заліза і алюмінію в бурувато-підзолистих оглеєних грунтах південного Передкарпаття під впливом елементарних грунтових процесів та використання -Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.27 - грунтознавство. Інститут грунтознавства та агрохімії ім. О.Н.Соколовського УААН, Харків, 2000.

Дисертаційна робота присвячена встановленню закономірностей трансформації груп та форм заліза та алюмінію в бурувато-підзолистих оглеєних грунтах південного Передкарпаття. На основі модельного досліду встановлено зміну профільного розподілу груп та форм заліза і алюмінію при створенні сприятливих умов для розвитку окремо буроземного, підзолистого, глейового та елювіально-глейового елементарних грунтотвірних процесів (ЕГП) та їх поєднань. Результати досліджень використані для діагностування інтенсивності прояву ЕГП в грунтах різного використання та місця розміщення їх на схилі.

Ключові слова: трансформація, грунтотвірні процеси, групи та форми заліза і алюмінію, модельний дослід.

АННОТАЦИЯ

Беспалько Р.И. Трансформация групп и форм железа и алюминия в буровато-подзолистых оглееных почвах южного Предкар-патья под влиянием елементарных почвенных процессов и использования - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.27 - почвоведение. Институт почвоведения и агрохимии им. А.Н.Соколовского УААН, Харьков, 2000.

Диссертационная работа посвящена вопросам трансформации групп и форм железа и алюминия в буровато-подзолистых оглееных почвах южного Предкарпатья под влиянием елементарных почвенных процессов и использования. На основании модельного опыта установлено изменение профильного распределения групп и форм железа и алюминия при создании благоприятных условий для развития отдельно буроземного, подзолистого, глеевого и эллю-

виально-глеевого елементарных почвенных процессов (ЭПП) и их сочетаний.

Все моделированные процессы усиливали перераспределение железа и алюминия по профилю почвы. Увеличение количества свободного железа и алюминия объясняется значительным освобождением их из кристаллических решеток минералов.

Результаты профильного распределения железа и алюминия применены для диагностики ЭПП в почвах различного использования и в зависимости от места расположения их на склоне.

В бурувато-подзолистых оглеенных почвах, независимо от использования по профильному распределению групп и форм железа и алюминия диагностируются подзолистый и буроземный процессы.

В почвах, размещенных на склоне, за этими же критериями диагностируются буроземный и глеевый процессы.

Ключевые слова: трансформация, почвенные процессы, группы и формы железа и алюминия, модельный опыт.

SUMMARY

Bespalko R.I. Transformation of groups both forms of iron and aluminium in brownerde-podzolic gleevy soils of the southern Pre-Carpathians under influence of elementary soil processes and use -Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of biological sciences on a speciality 03.00.27 - pedology (soil science). Institute pedology and agrochemistry by O.N.Sokolovskij UkAAS, Kharkov, 2000.

The dissertation work is devoted to questions of transformation of groups both forms of iron and aluminium in brownerde-podzolic gleevy soils of the southern Pre-Carpathians under influence of elementary soil processes and use. On the basis of model experience the change of profile distribution of groups both forms of iron and aluminium is established at creation of favorable conditions for development separately burozemic, podzolic, gley and eluvial-gley of elementary soil processes (ESP) and their combinations.

The results of profile distribution of iron and aluminium are used for diagnostics ESP in soils of various use and their arrangement on a slope.

In brownerde-podzolic gleevy soils, irrespective of use on profile distribution of groups both forms of iron and aluminium are diagnosed