Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ПОЧВООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД НА ЧЕРНОЗЕМООБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ПОЧВООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД НА ЧЕРНОЗЕМООБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС"

и! ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ишни Ы.В. ЛОМОНОСОВА ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ

Не правах рукописи

СИЗОВ АЛЕКСАНДР ПАВЛОВИЧ

УДК 631.445.41 ВЯИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ П0ЧВ00БРАЗШЦШС ПОРОД НА ЧЕРНОЗВІООБРАЗОВАТЕЛЬШіЧ ПРОЦЕЮС -

С06«01.03 - почвоведение)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученей стааеяи кандидата биологических наук

Москва, 1985

. . " . " ■ Диссертационная работа дополнена на кафедре общего почвоведения факультета Почвоведения Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Научный руководитель: доктор биологических наук«

профессор Е.М.Самойлова Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Е. А. Дмитриев,

кандидат сельскохозяйственных наук И.И. Лебедева Ведущая организация; Ставропольский СХИ

Защита состоится "Щ.Г ¿¿^іїСмкя І9Є0Г. в 15 час. 30 мш. в аудитории М-2 на заседании специшшзиро -ванного совета К 053*05.16 в МГУ вмени М.В.Ломоносова.

1X9699, Москва« ГШ, Ленгорн, МПГ» факультет почвоведения, * С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факуль-^эта почвоведения НГУ имени Ы. В.Ломоносова

- "Аютореф92аЬ^Й&зеслан " I "- ии^^у^Л тэа£г.

Ученый секретарь __

специализированного Совета Бабьева ИЛЬ

Актуальность теш. Изучение черноземов шоет большую теорети- . чес куя и практическую ценность в свете реализации Продовольственной программы, решений Октябрьского (1984 г,) Пленума ЦК КПСС и■ других партийных документов, т.к. проблема повышения аффективного плодородия черноземов остается весьма актуальної.

Вопрос о роля почвообраэугащп пород - одного из факторов, определяющих черноэеыообразовательный процесс, как в воороо о клас-си$вкациовном значении породы, в настоящее время является остро дискуссиошшм. Черноземы на нелессовых породах выделяются в обще союза ofl классификации в качестве родов, в региональных - на самих разнообразных таксономических уровнях. Вое его определяет необходимость углубленной характеристики,черноземов н черноэево-образовательного процесса на'разных породах» уточнения диагностических признаков и классификации черноземов.

Цель работы заключалась в исследовании особенностей чернозе-иообраэоватального процесса на разнит маторинскях породах, проявлявшихся в свойствах почв, вахта: дня обоснования классификация черноземов.

В основные задачи исолвдовакий входило:

1) подробное исследование і.орфогенетнческях, химических и фізико-хишческях СВОЙСТВ Профиля- черноэвмов, формирующихся аа лессовидных- суглинках, влюво-делввлд глин и карбонатных несчанаков;

2) выявление степени сходства и различий мааду черноземами, формирующимися на различных породах, в характере гу мусон акопле-ніія, аккумуляция карбонатов, превращении алюмосиликатной частt

3) исследование магнитных свойств и распределения груш железа по профит г для диагностики черноземов,, сформировали;« на разі!« .

породах;;

4) выявление y^b^fbif^niitfnmiw плїїлтмпііі 4arjtfianuhntt зсіш,

Ці£НТНА/ЬНАН

формирующихся на раіда «йучнтт врцдоjwqpt gfe^i • Моск. сельскохоз ачадемчи

к«. К. А.-Тимирязева Viae.

Научная ЙОВИЭНДф. ЙДОрВиО Сило ПрОБ9Д9ЫО сравнительное комплексное исследование черноземов, формирухсшхея на лессовидных суглинках, .адпво-делювии неогеновых глав и карбонатных песчаников. Обнаружено, что see черноземы на рослых карбонатных породах характеризуется единима млкрофорыами органического сещества, количественные соотношения мевду которыми непосредственно зависят от гра*

нулсметрпческого состава почвообраэухвдх пород, Материнекая порола также оказывает влияние на групповой и фракционный состав гумуса черноземов. Этот признак моагет иметь значение в качество основания дм численной классификация черноземов. Почвы черноземной, зоны, форшсрушаеся на ал&вия песчаников, во обладающие карбонатный горизонтом я отличающиеся от черноземов но гумусному со стояния, предложено отделять от черноземов и относить к тиау дерновых.

Практическая ценность роботы, йеводв, позволявшие уточнить диагностику н классификацию черноземов, могут использоваться для це-лейночвенного районирования черноземной зоны при картирования территорий, применяться при проведении мероприятий, направленнях на увеличение почвенного плодородия и на борьбу в эрозией. Ряд аналитических материалов используется Всесоюзным научно-исследовательским центром. "АШГС-Агроре сурсн" МСХ СССР. Матера алы /лее ер-тапди используются в курсе "Почвообраэукцие порода"» читаемой да; факультете почвоведения ШУ-вм. И. В.Ломоносова. ;

Аат>об&ішя работы. Результаты исследований долохеш на 711 конференции иолодах ученых факультета почвоведения 137 (Москва, 1985), обсуждены на Семинарах по применении математических методов в почвоведении факультета почвоведения МГУ. Работа рассмотрена яреко-ыеэдоааяа к гадите на заседании кафедры общего почвоведения ИГУ, Публикации. Go Teste диссертации опубликованы 4 статьи. Объем даосертзют. ; Диссертация состоит из введения, II глаз, ї'.т..їйчєнкя, выводов и 5 прилолшиЯ (¿саго 252 стр.). ■ Содержит ІЗЗ

з

стр.-машинописного текста, 26 таблиц, 26 рисунков. Список литературы включает 276 наименований , вэ ши 14 - иностранных авторов.

Глава I. ОСОБЕННОСТИ WHOaEKOOEPASOBAHIig НА НЕЛЕССОШХ ПОРОДА!

Оеиовтша почвообразушзн/а процессами черноземов являются накопление гумуса в миграция карбонатов. Значение накопления.гумуса дня черноземов бесспорно (Докучаев, IÔ8S, Лебедева, 1974, 1983, Пономарева» 1974), вопрос об обязательном присутствии карбонатов дискуссионен (Прасолов, 1939, Афанасьева, 1966, Зонн,.1983).- Не--вскшпшцяе черноземы, карбонати которих выщелочены - за предали профиля в результате почвообразования, относят к рассматриваемому тону (выщелоченные чернозош - Тюрин в др., 1935, Лебедева, Х97І, Лебедева, Сешна, 1974); почвы черноземной зоны, боскарбонятносгь -которше обусловлена формированием ца кислих породах, не содержа- -щах достаточного запаса валового Са, многие автори трактуют в качестве самостоятельного типа (киодна степные почвы - Ногина, Роде, 1959, Горные лугоБо-ствшша - Андроников, 1979, дерновые -Самойлова, I9S3).

Из литературных данник следует, что черноземы, , ра атые )іи различных по генезису, гранулометрическому, минералогическому, хиш-ческопу составу породах, отличаются друг от друга по содержании в составу органического вещества, эико-химическим, водио-фязв-чеекгмн другим свойствам.

Глава 2.. МАТЕРИНСКАЯ ПОРОДА Ю>К ОСНОВАНИЕ Ш ШССИДЙКАЦЩ

ЧЕРНОЗЕМОВ ,

Обсуадается вопрос о роди материнских пород в качестве основаная почвенных классификаций - от агрохимячес:аіх и агрогеалогвческах до современных (ТЬваг, 1609-13,Pfellou ; 1862, Докучаев, 1879, 1856, Косгнчев, 1886-87, Сигорцев, 1900, Іїільямс, 1915, Захаров;

J227, Иванова, Розов, 1956, Глазовская, 1972, Кожа, 1973, "Кпао-

т

^в|явааия я диагностика почв ссср; 1977, fao/ukesco, soil ыар, 1971-75, Soli Taxonomy, 1975, и др.). В последнее время для целей классификации широко применяются статистические и информационно-логические метода, позволяйте количественно оценить влияние отдельных факторов почвообразования (в том числе пороки) на свойства почв (Манушева, 1970, Маркина, 1979, Молоков, 1980, в др.). При помощи методов численной таксономив (Рохков в др., 1979) выявлено, что ограниченные, но несомненные возможности использования в качестве идасси<%икашошюго признака имеет групповой состав гумуса. По результатам кластерного анализа вполне обосновано выделение подтипов (классов) оподэоленных, типичных, обыкновенных и южных черноземов, развитых на лессовидных суглинках. Критерием качества классификация служит разность махду среданш внутри— (65,Si) и межклассовом (5I,6i) сходством -14,2£. Черноземы на плотных карбонатных породах н плотных бескарбонатных имеет большее сходство о граничными подтипами - опадзеденнымд и юганщ, а также друг о другом, чем внутри класса, что наглядно демонстрирует их высокие отличия от развитых на лессовидных суглинках л малую определенность.классификационного положения.

Глава 3. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И ДСЧЕЕНВЫЯ ПОКРОВ ТЕРРИТОРИИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

- ' • <

¿качестве объекта и с следования изучала почвы восточного стона Ставропольской возвышенности. Изучаемый район находится в зоне неустойчивого увлажнения, количество осадков аа год составляет 460... 530 мм, вз них 300.. .350 uw-sa пори од активное вегетации С/грскляматичоски® ресурса Ставропольского края7 1971). Средний ' многолетний кооЯиииевт увлгаенеяия Иванова колеблется от 0,74 до О,GS, утзепываксь .в сторону востока (Перовозник, 1905). Cynvra тек-

ператур воздуха за период со среднесуточной температурой выше Ю°С 3000...3200°і средняя годовая температура Э,2°С.

Почвообраэующи0 породи Ставропольской возвышенности представлены четвертичными лессовдднкми суглшщаш, имеющими эоловое происхождение (Балдев, Царев. 1964), элюво-делюкиам неоген-палоогено-вшс глин, продуктами выветривания песчаников, роже - виходами древних кагиатачесхпх и ы етаморфнчоскізх пород.

Преойдадашима почвами являются обшшовешше очень теплые черноземы, реже встречаются типичные.

Глава 4. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Б заладаоЗ часта района исследований в условиях периодически промывного водного релаша формируются типичные черноземы, вскипающие с 50...100 см (разр. 5, 9 - почвы обычного рода, эалвгаетцие на элюво-делювди глинистых отложэшШ чокракского яруса).

Обыкновенные черноземы распростраавші а восточной часта района

исследований: на лессовидных суглинках (разр. I, 8, 13 - обычного

^

рода), на элвзво-делвши глпвнеткх отложений сарматского яруса (разр. 4, II - слабослвтые). На продуктах выветривают карбонатных . • песчаников образуются обыкновенные слабодиффереяпировашше чорноземи (разр. 2 - толща аливо-деливия песчаника подстилается ияот-, нов шштой) в глубаано-глееватце (разр, 7 * слой элюво-делювия песчаїшка расположен на лессовидной суглинже, подстилаемом коренной оглеенной глиной).

На маломошішх вдювияе карбонатного песчанака. образуется почвы, хот орне мы определили как дерново-карбонатные (раэр. 3, 10); па бесварбоватном алвво-делквии песчаника залегают своеобразные поч- -' вы, ойлацахше мощным профилем, блмзкле по габитусу к черноземам на карбонатном песчанике, по не веюнююио (разр, 12). Ш отнесла вти почвы в стеїшші дернова Сссхарбон&ткым.

Валовой химический анализ ©существлен/реатгенфцуорешентяш. методом, гранулометрический; состав почв определен методом Н.А.Ка-чи некого, содержанке карбонатов - волшетрическвм, - гумуса - но И .В. Тюрану, 'групповой и фракционный состав гумуса - по методу И.В.Тюрина, модифицированному Б. В. ПономаревеЯ (последние довные полученн цри-участив В.В.Сидорова), состав обменных оснований -□о методу. Пфеффера в іадшфакаіши Н.И.І&лкев0Й. Рентгеновские исследования проведены на приборе ДГОН-2,0 под руководством проф. Т.А.Соколовой. 1£агпихше измерения осуществлены методом Фарадея, спектры ЯГ? (ыессйауеровские) сняты на спектрометре алеюгродина-шчеокого типао источником Со57 в матрице хрома <под руководством доц.. В.Ф.Байанина). Какроморфологачесюае исследования проведены- под руководством калд. геол.-ьинер.- наук Е.А.ЯриловоЗ.

Глава 5. ЛУАГтаа'.СТРИЧЁСГСЙ СОСТАВ пота И НЕКОТОРЫЕ ФІ12ІЧЕСЮ13 СВОЙСТВА .•

Черноземы на злвво-деллвяи неогеновых глин относятся я тяаело-сутлинистым почвам, в них преобладают фракщш ала 2 малкой шш, черноземы на лессовидных отлохеняях - иловато-крупношиеватае тяжелые и средние суглинки, почвы на продуктах выветривания песчаников - вловато-песчанкэ средние и легкие суглинки я супеси.

Величины удельной массы твердой фазы и объешой массы всех исследи "анных почв уменьшаются с ростом содержания гумуса, изменяясь вниз аопрофілю ¿олее всего на веогенотолс глинах и-меньше - на адьво-двливяп карбонатных песчаников. Суммарная порочность максимальна в т яжелосутдизи стыг черноэ еках, мяпкнадьна - в легкосугли-япс-лгх. #

Дал очень тешшх (шщелярно-карбонатпых) черноземов характерно ИіутркпочваЕШОв оглиниваше. При е^оьгос^і коэффициента оглинивания І'о (Круивнякев, І967), которой представляет частное от деления

соотношения в

почва на такое же соотно-

% частиц меньше 0.01 ш пение в породе, установлено наличие ОГЛИЕИВаНИЯ лчпь в середине

профиля черноземов на лессовидных суглинках.. При использовании, показателя оглинивания П0 (Скрлбина, 1976), давщего количествен-нуг характеристику процесса, обнаружено интенсивное оглвнивание верхней части профиля чернозема па элюво-дедвши карбонатного песчаника Ш0 прештаот 40í>, ыенэе интенсивное - в. средней части почвенного лрсфіля черноземов на лессовидных суглинках Ш0«=1,5... 6,£í), отсутствие процесса оглзниванвя в почвах на продуктах' выветривания неогеновых глав (0о меньше О).

П »8Л5-ГЄЕйзоцте1_г_В_ів_пороа9І. .. I0CSÍ(

0 , В (в породе) 100

А - есдерханае минерального ила (í на 0ескарбонатнуп массу), ~

В — слой появи (I см), dv — объемная масса (г/см3).

Таким образом, при облегчении гранулометрического состава породы процессы оглянивапия усаливался и увеличивается охваченная юля толща.

Глава 6. ВАЛОВОЙ ІИМИЧВСЮІЙ CQGTAB .

Валовой состав изученных почв четко связан с гранулометрическим составом* Все почвы можно разделить на две группы:

1) тяжелые со гранулометрическому составу черноземы на эливо-делю-

вии глан и на лессовидных суглипхах,. богатые АХ» ї*в , к;

' \

2) легкие по гранулометрическому составу черпозеш и дерновые

почвы на продуктах выветривания песчаников, обедненные АХ, Pe ,Ti ,Mg , К, но богатые кремнеземом.-Профильные распределения молекулярных отношений SlOgíAj^O}, stOa(p0£C5(SiC¿»RaojB черноземах на лессовздшсс суглинках свидетельствуют о достаточной стабильности валового состава, в почвах на продуктах выветривания гл я и песчаников отмечается слабое варь

прованне молекулярних отношение, по-видимому,за счет слоистости -ВНЄКН0 однородной порода. Изменение гранулометрического.состава пород-В проделаі вскрытых толы находит отражение в соответствующих .изменениях валового химического состава (раэр. 5, 7). В дерновых горизонтах обнаруживается пошиеалое содержание К,Ыа . Нижние горизонты обшгаовеяного чернозема, фохмарушцегося на алюво-дедювгиг глины, подстилаемом плитой долоштизировапного песчаника (разр. 4 - слабослитоЗ), обогащены магнием.

Глава'- 7.. ГП^НЕРАІРГИЧВСТДА И ХтаТЧЕСККЯ СОСТАВ ИЛИСТЫХ ФРАКЖІ ЧЕРНОЗЕМОВ •

■ Минералогический состав илистых фракції3 черноземов освещен в большом количестве работ (обзор см. у Горбунова, 1974, Чичиковой, 1974), однако глинистые минералы„чернозеыов, развитых на раэлич-вмх породах, изучены недостаточно (Чапікова, 1966, 1567, Чичикова, ДаЯнеко, 1978, Ахтырцев в.др., 1979).

Анализ минералогического состава илистых фракций, выделенных по Горбунову (1971), проведен рентгеновски« методом, дополненным-валовым химическим анализом. Для каждого образца снималось по 5 ориентированных препаратов, обработанных Щр2 и реактивом Мера-Д&эксона: 4, насыщенных (воздупно-сухой, насыщенный' глицерином, прокаленные при 350 и 550°С), и I - К1".

Ійизралогический состав илистых фракций черноземов близок, что вызвано единым исходным нрозехоздением глинистого материала всех почвообразуших пород. Во всех черноземах присутствуют каолинит, диоктаавдагчееиий иллит (ЗАІ+І^а), высокозаршшый неупорядоченно-сисеалослоЗный иллит-монтиорюїлснат, яебольЕИе количества тонко-,сг опереного кварца. ТриоктаэдрическиЯ хлорат хорошо выражен'во з«* эх обаквговонннх черноземах, в тишгчнше он находится в следовых количествах. Седочная-реакция среды способствует консервации ах-

лотигенвссго хлорита в обыкновенных черноземах (Лірин, Корнблвм, 1971), уге небольшое подкасление среда привода* к деградациоаиым трансформациям хлоритов в сторону смектитов.

Содержание суммы "даолинит+хдорит" в тишчеых черноземах (крайняя западная точка макрокатекы) существенно ниже, чем в обыкновенных, достигая иаксвиума в верхних .горизонтах, а не в более палочных нижних (табл. I). Это яздение содтворялаот гипотезу Е.и. Самойловой о роли еолового переноса материала, слагашюго древние воры выветривания йшого Урала, - Зауралья к СреднейАзи)і, в обогащении каолинитом почв восточного «иола Ставропольско3 возвышенности. Верхние слои богаче кашвщатом за счет увеличения в ах составе доли чводовото компонента.

В черноземах, сформированных на адвво-деяюаии глинистых неогеновых отложений, монтмориллонит присутствует не только в виде веу-порядоченво-сыетанослойных образований, во а как индивидуальная кристаллическая фаза. Степень дисперсности илистых фракций, оцененная по значениям их гигроскопической влажности, здесь максимальна.

Соотношения между компонентами жристашгческой * лзы, рассчитанные по Т,А.Соколоаой (1963), близки в обыкновенных черноземах всех родов а несколько отличны - в типичных (табл. I). При расчетах по П.Еискаю СВіаеауа, 1364) различая махду почвами по составу глинистих минералов проявляются более резко. Это особенно характерно для содержания и дли га. В обыкновенных чернозеьіах, развзваі>-гохся налессовидных суглинках и элюво-делювии песчаников, отмечено повышение содержания аллатов в верхних горизонтах; можно, полагать, что оно связано с изоморфной трансформацией 'даоктаэдра-чэсхого высокозарядного (елвдогенвого) монтмориллонитового >шде-рала в илтат в результате фшеэкии К про повышении остаточного отрицательного заряда 2:1 такетов, воанвкавдем после потери Зі ■ •

• Таблица I

Содержание глинистых минералов и гумуса в илистых фракциях черноземов

; Цитат :Лабиль-:

рез : см % ■ ЕИТ + * • :иые си- •:клт + * :ные си-

* * хлотшт » :ликаты Г ХЛОРИТ * гликатн

« * по Т.А.Соколовой : По П.Еискаю

0...7 •6,72 29 31 40 26 45 ■ 29

7...24 5,96 36- 30 34 , 30 46 24

24...34 5,62 33 29 . 38 . 24 41 -35

34...74 4,96 30 29 41 29 32- 39

I 74...104 3,71 28 28 44 26 36 38

104...170 1,86 32 28 40 27 25 48

170...160 0,89 31 29 40 24 33 '-'43

190...215 1,07 29 29 42, 25 29 46

0...3 П.74 25 32 43 20 57 -23

3...25 9.19 25 32 43 23 49 28

25...66 6,29 24 31 45 16 38 46

3 66...97 5,76 23 30 42 27 . 36 37

97...126 4,08 31 23 41 23 25 52

126...135 4,28 25 29 46 16 36 48

0. ..29 6,38 23 31 36 26 27 47

29...50 5,43 30 31 . 39 27 34 39

4- 50...92 4,36 33 ' 31 . 36 29 30 '■ 41..

92...116 2,53 31 31 38 28 37 35

0...4 6,72 25 29 46 .- 23 25 52 '

4. •.36 5,29 23 28 44 - 20 25 55

' 7 36...64 3,50 28 26 46 19 18 . 63

64...116 1,45 27 24 49 22 21 57 •

116...140 0,54 24 26 50 9 20 71

0...24 7,39 22 26 52 II 24 65

, 24...50 6,50 20 26 54 ' 18 28' 54

0 50.;.125 3,71 19 26 55 7 27 66

135...170 2,32 18 25 57 8 27- .65

Содерианлв глинистых юнаралов - % от сумка, сэдорганке гумуса - % на айсопогао-сужт» навеску

при неизменном содержании А1 (Корпблш н др., 1972). Коэффициенты коррелшаи мезду содержанием штатов и лабильных силикатов равны при расчете последних по Баска» -0,97 и -0,96 соответственно для . черноземов на лессовидных суглинках и на. элвво-делпвди песчаников, при расчете содержаний по Т.А.Соколовой- лишь -0,72 и -Ю,30.

Процессы иллитизащга в черноземах на неогеновых глинах (как в типичных, так и в обыкновенных) не обнаружены,ни тем, Ш1 другим методом.

Глава 8, ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ЧЕРНОЗЕМОВ И ДрРНОЕЩ ПОЧВ

Все исследованные черноземы - мощные, исключал среднемощный гдуйинко-глееватый (разр. 7), в профиле которого происходит резкая смена гранулометрического состава горизонтов. Тяжелосуглинно-.тыо черноземы относятся к видам средне- (разр. 5, 9) и мадогуыуо-ных (разр. I, 4, II), средне- и легкосуглинистые - к слабогумуси-

%

рованным (разр. 2, 7, 8). Профильное распределение гумуса в черноземах относится к равномерно-аккумулятивному типу и хорошо описывается - уравнениями прямолинейной регрессии вида у*В-Ах, где у -содержание гумуса (!(), х - глубина (см). Относительна падврие . содераания гумуса на единиц? глубины (градиент падения А) закономерно растет с утяжелением гранулометрического состава (А^О,042 , в типичных черноземах на элюво-делшвии чокраксклх глин, А=0,039 в обыкновенных на элвво-делювии сарматских глин, А=0,028 - на лессовидных суглинках, А«0,023 - на елюво-дел©ваи■песчаников).

В отличие от черноземов, в дерновых почвах распределение гумуса в профиле относится к регрессивно-аккумулятивному типу*

Типичные черноземы имеют (по классификации Л.А,Гришиной и Л.С, • Орлова, 1978) высокие запасы гумуса в метровом слое (537 т/га, разр. 5), обыкновенные - средние (от 214 т/га, разр, 7, до 350, разр. I), как и дерновая бэ' карбонатная почва (311 т/га, разр. 12),

О т г з 4 %. Л

и

30 \ { і s Cí>

■10 V 40

со К Гж* V« разр. I 60

80 1 1 J \ 'т* * ґ m со

7.С

JUL

-pH

I 2 Л 4

- V ■ iі / 1

ч t і

* / і s

A

' разр

і • •

ґ S

■ 7.П . a,n .,—

разр. <Й

ГЛ

"Готельно» распределение гумуса Í--), ■

00о карбонатов С—* — ),

BejJ(4;»ßt pli í------ ) в

НауЧВИИКХ г.очвах

7.0 0,0 pg 7.0 ct.0

"■) 11 1 , Г— , ..i ., 1 ии j i ,

С облегчением гранулометрического состава черноземов илистые фикции оказываются более обогаяены 14-мусом по сравнению с нерас-члеаенной почвой (табл. I). *

Гумус:черноземов и дерновой бескарбонатной почвы относится К .фульватно-гуматному гиду. Утякеление гранулометрического состава почв увеличивает, наряду о содержанием валового гумуса, степень его гушфтапрованиосги', проявляющуюся в расширении Сгк: С^ от 1,0 . .'.1,4 (черноземы на элюво-далювид песчаников) до 1,8. ,.2,0 (че-•рноземы на чокраксхих глинах). Аналогично меняется и содержание негндролиэуемых веществ (табл. 2). Б почвах на легких породах (разр. 2, 7, 12) повышено' содержание "агрессивных" фульвокислот (їК-Іа) и "бурых" гуминовых кислот (ГК-І). Содержание гуминовых кислот, свяэааяыг с Са (ГК-2, % от судаы ПС), повышается о утяжелением гранулометрического состава почв.

' Гумус дерново-карбонатной почвы {рмаэр. 3) относится к гуыатно-^ульватпому типу.

Результаты микроморфологического исследования.показали, что • срганкческое вещество всех черноземов относится к форме "ыулль". ' Наиболее характерными яаляготся три микрофорш органического ве-

Шесгва: буроокршенянй коллоидао-дисперсннЙ гумус, гумояы и ме-

»• *

ланоны (органические глебулн, образовавшиеся из растительных остатков путем "меланиэации" - .ВаІ, 1973). Материнские породы влияют на соотношение основных компонентов (микроформ) гумуса, В легких почвах количество гумшов и мелалонов снижено, в более тсте-' лих, богатых почвах содержание гуионов я меланонов повышено, размеры последних-увеличены (тшЗл. О). Различие в михрофорлах определяется различным почвенным микроклиматом. формирующимся в почвах на рппшх по гранулометрическому составу породах,. Физико' хямнчдекае особенности пород и содержание высоколиоперених минералов тъкже воздействуют на качественЕКЙ состав органического ве—

Тайдииа 2

Групповой а фраквдоншй состав гумуса

раз-:Глубина, : Спйш, рэз : -см : : : % • • фразеди IK, % ût CQ(}l¡, фраиш CK, % от соби ІЕС, %: £К-2, іс^ї

І І 2 : 3 Ісуша * » ♦ • Іа ; і ; 2 ; з даа;^ :суш » * 4 * 4 » *ll\*

0...3 2,29 3...25 • 1,42 2 25...66 1,04 ■ es.;.07 0,60 8.5 16,6 7,1 32,2 6,3 20,7 11,7 38,7 1,2 28,1 13,4 42,7 8.6 14.8 13.6 37.0 4,7 1,4 15Д 12,0 33,¿34,6 51,6 1,0 5,4 5,4 5,4 11,7 27,9:33,4 53,5 1,4 6,0 8,5 7,3 10,9 32,7:24,6 65,8 1,3 4.9 ОД 19.8 8.6 33.4:29,6 40.0 ІД

3 0...7 X ,17 5.5 5,5 15.9 26,9 ■2.1 8.3 16.Ô 9.0 36.0І37,І 20.4 0.8

0...29 2,71 4 . 29.,,50 1,71 1,5 25,6 9,8 36,9 1,5 28,2 10,7 40,4 2,1 19.9 9.6 3Î.6 2,2 1,8 12,0 6,6 22,6:40,5 69,4 1,6 1,9 1,5-ІЗД 6,8 23,3:36,3 Є9,8 1,7 2.0 1.4 15.І 7.5 26.0:42.4 63,0 1,2

9...26 3,75 S 26,..73 2,74 73...95 1.97 2,3 ЗОД 11,3 43,7 1,9 25,0 - 8,3 35,2 1.9 19.6 9.6 ЗІ.I 2Д 5Д 8,7 8,0 23,9-32,4 68,9 1,8 1,9 2,7 15,9 8,3 23,8:36,0 71,0 1,2 1.4 1.9 ЙОД 6.7 30.1:38,8 63.0 1.0

' . 0...3I Г,07 . 3 • ЗЇ...Й , 6Г...Й7 0.78 2,4 25,6 10,6 33,6: 1,4 1,4 12,1 IX,I 26,0:35,4 66,3 1,5 2,9 24,5 12,9 40,3:- 2Д 1,4 9,4 14,4 27,3:32,4 60,8 1,5 2.8 18.4 7.3 23.5: І.Є 1.8 II.9 13.8 29.3:42.2 64.6 І.О

0...27 12 27...55 1,34 551.. 85 3,65 6,6 17,3 .10,2 34,1: ЗД 9,3 8,9 10,6 ЗІ,9:3»,0 50,7 ІД 4,5 28,8 6,3 41,6: 3,0 6Д 9,9 13,6' 33,4:25,0 63,2 1,3 2.9 31.3 8.9 43.1; 6.0 3.0 14,9 14.9 38.8:18.1 72.6 ІД

ТаЗлиа 3

»йкролорфоюппеалв диагностические признаки изученных почв ^

' Почва

Материнская порода

Мякроформн карбонатных новообраэовадай

Шкрофорщ органического

•1:2:3:4 : 5 • 6 : 7 : 8 : 9 :ю

ОБЩШ0НЕНШБ ЧлРВОЖШ Эииво-делтиЙ карбо- • нагвого песчаника ДеССОЕИДШД суглинок .. + + + + + 500... 1500 1500... 2000 ' 50* * * 100 100.., 150 + •

Элвво-делювий садат- СКОЙ ГЛШН- > - + + - 1000... 1200 ДО 350 + -

ТИШЖЕ ЧЕРНОЗЕМЫ Элюво-долишй чокрак-ской ^лияы - + 1000... 3000 до 150 + 'г •

ДЕНЮЕАЯ ЕЕСХАРБОНАТНАЯ Бескарбонатяый элвво-делювиб песчаника 300... 500 - - +

ДЕРКОВО-¡ШБОЯАТНАЯ Элювий карбонатного песчаника г - - - 'X X 300... ЮОО(Атг) - - + ■

Лрсэаак шражен: "+" - хорошо, "+" - слабо, - не выражен;

I - ойгомки доломита, 2 - люйшат, 3 - арагонит, 4 - ыелкозераисгаА жадьцаг в плаэмэ, 5 -хрЕцто-ЮЕрозерристыЗ кальцит в стяжениях, б - мелкозернистый кальцит в стясиниях; 7 - туманы, 8 - мзлансны (7 и 8 - шт./ми2), 9 - фгобафены, 10 -.сгустки; "х" - в ойлоиках порода

щосї&а, в частности, недостаток обменного Са, необходимого для коагуляции новообразованных гумусовых веществ, в слабослитом чернозем« (разр. 4, II) на сарматских глинах приводит к уменьшении числа гумонов.

- Гумус Дерновых почв (как карбонатной, так и бескарбонатвой) относится к форие "гетерогенный мулль" (joagerlua, Pone , 1962), перегонкой к і.іудлю ист.ишому. Основные компоненты его - буроокра-«¡енннй коллоидао-двсперсшый гумуо плазмі, в которой находятся не-* отграниченные от нее более темные аморфные сгустки и менее четко^ чем в черноземах, шракевнне гумоны.

Показано, что для характеристики образования н накопления гумуса необходим сопряженный анализ процессов не только гумификации а минерализации органического опаца, но и его консервации,, относительно независимого от первых двух* Примером консервация является накопление в черноземах маланонов и ^лобафсиов (флоба^еп-содержаних остатков - Babel, 1975), представляти* слабо измененные фрагменты растительных остатков. В черноземах легкого' гра- . пулометрнческого состава (на элаво-делвздя песчаников) сочетаются процессы интенсивной минерализации о консервацией неразл сшивших-, «я или малоразлохиввзхся растительных остатков,-что придает мул-левоыу гумусу этих почв более "грубий"'характер. В дерновых почвах консервация опада не обнаружена. ■-..*,*-•-

Проце осы преобразования' органического опала в мэтероформы муса в почвах черноземной, зовы можно взраздть в ъэде вимы:

буроокраювнний коллоидно-дисперсний гум7с; гумокы

растит ель- ^____ ■

в черноземах: остатки —»-мел азаны; фаобафєиьг

Э ^ С02 ' •

аде^вых іючврхі . . ■ . 'луроокраіштігіі' ііл-

раститаяышэ остатки і—^.сгустк лото-гмсчороткЛ

■ rvsuyoj ryvt>'i4

цифрами обозначены процессы: І - гумификация, Я - консервация, 3 - минерализация органического опада.

Таким образом, но гумусному состоянию почвы,, выделенные наш как дерново-карбонатные а дерновые степные бескарбонатные, существенно отличают слот черноземов.

Глава 9. КАРБОНАТНЫЙ ПРОФИЛЬ

Обыкновенные черноземы очень теплой фации.карбояатны с.повер-xrqcth, типичные черноземы вскипают о 50.♦.100 см, С дрепнпш и современными почвенными режимами■связаны различия карбонатных новообразований., имеющие диагностическое значение. В обыкновенных черноземах на лессовидных суглинках они представлены псевдомицз-лнем и белоглазкой; на элюво-делювии карбонатного песчаника - только псевдомицадиеы, ва сарматских глинистых отложениях видаше карбонатные новообразования отсутствуют, как и в дерново-карбонатных почвах,-В типичных черноземах имеются разнообразные карбонатные прожилки, валеты, выцветы ыицелярного типа, а также мучнистые _скопления пропиточнога характера, похожие на белогазку. Почвен- ; ные карбонаты суть кальцит, лишь в нижнем горизонте.чернозема на алюво-делавии- сарматских отложений обнаружен доломит, унаследованный от породы. Белоглазка обыкновенных черноземов состоит из ■ примерно равных количеств млкроэернзсюго кальцита, представленного частицами неправильной форш, а.кварца с полевыми шатеми. Диагностическим признаком черноземов и дерновых иочв, сформированных ва разных породах, может служить соотношение ыикроформ карбонатішх,образовани& (табд. 3).

Наличие карбонатов влияет на реакцию среды. Обыкновенные (карбонатные) черноземы по величине рН имеют одноярусный вертикальнії! ВИЛОЧНОЙ профиль, в типичных можно отметить некоторую ДИ^фв-рапдааіию прояльного распределения рп (рис.). Градиент нараста-

нил рН, о глубиной максимален в типичны* и ■ обыкновенных черноземах, на неогеновых глинах, минимален - в обывховенных ва лессовидных суглинках и еливо-даловии песчаников; В обыкновенных черноземах на лессовидных суглинках н ва сарматской глшхе обнаружена прямолинейная зависимость величины рН от содержания карбонатов =0,79 и.0,84), в обыкновенных на элпво-делпвин песча"нхов и в типичных прямолинейные связи не выявлены.

Глава 10. СОСТАВ ОЕШШЫХ ОСНОВАНИЙ

Сумма обменных оснований (СОО) н их состав находятся в непосредственной зависимости от содержания гумуса, гранулометрического н минералогического соотава почвы и породы. Исследованные черноземы и дерновые почвы характвразуются магниево-калыщевым составом обменных оснований. Содержание обменного.К незначительно. (0,1.,,0,3 м,-экв/100 г почвы), лииь несколько увеличивается в; дерновых горизонтах (до X м,-экв);. солонцаватость, диагностируемая по обменному натрии, отсутствует* Соотношение обменных Си: . ив уменьшается с глубиной, что характерно для првдкавказскях черноземов. В типичных черноземах, развитых на элвво-делювии чокрац-ских глиа, и-в обыкновенных на-алаво-делюниа песчаникоз наблвда-ется постоянное превалировалае Са над и?. В обыкновенных черноземах на лессовидных суглинках ые н&чекдэг преобладав». ч „глубины ' 2 м, на сарматских отложениях - с 50 см. -

В соответствии с залеганием на разных порокам 'зарнозешпи со-деркааг» обменных оснований делятся на три группы: ; *

1) на элюво-Делшда тлш (ООО в верхних горизонтах болта 20 . и.-экв/100 г почвы), . .

2) на лессовидных "суглз;£ках (С00«=15.;..20 м.-экв),

3) на элюво-дславия песчаников (СОО мельие 15 и.-экв). ' ^

** .и

Величина СОО опредкькяотсл, в лвряуп'оч<зрадь,- градулоыст;>кчсс-

ким составом почв (г междуСОО и содержанием физической гдаиы 0,91), механизм проявления данной взаимосвязи различен »а разных породах. Прямолинейные зависимости между ООО я. осдераавжм гумуса отсутствуют*

йшва II. МАНПІТШЛ ПРОФИЛЬ ЧЕРНОЗЕМОВ И РАСЦР^^ЕЕШЕ - ГРУЩ ЕГЛЕЗА

Магнитный профіль и распределение групп а ферм колезі характеризуют процессы преобразования желеэосодержакзга коаяошчюв почвы (Бабанин, 1972, Каршнова, 1975, Эшад, 1982)»

Величина удельной парамагнитной восприимчивости ^ в изучению образцах черноземов хорошо коррелирует с валовым, содержанием железа (*=0,91), парамагнитные соединения которого Ц обусловливают ее значения* Существует взаимосвязь Xf и гранулометрического состава (г между Хр и содержали ем зиче ской глины Q*86>v Парамагнитная восприимчивость илистых фракций выше , чем в не расчлененной почве, в 2 (на глинах и суглинках) - 3 (на, елюво-дада-пии песчаника) раза. Трехкратная вытякка Кера-Дашксоед хтйкша-ет Хр в иле на 15.,.20%, извлекая лицо» часть несиликадьюсо I1**

, Величины X? и удельлой намагниченности !з максимально А черноземах на лессовидных суглинках, по сравнения о почвами ва влюво-делювиахотя содержание валового Ре максимадьвд на глинистых отложениях. Это. следует рассматривать как релям древних исчвообразовательшіх процессов, протекавших на породах.,,материнских по отношоюш к лессовидным суглинкам.

ЬасокоИ корреляционной зависимостью связаны я содержание гумуса в илистых фракциях поча (г=о,8Э; в почвах - 0,63). Вытяжка Мера-Дкаксола, полностью извлекая магнат оу на рлдечещше соединения железа, снижает is в ила до нуля.

Уйосйаузравсісие аоедедования сьадвїчдастьухгт об отсутствш в

черноземах оксидов и тадроксидов г® в ваде частиц крупнее 5.. .10 им. Содержание неснлнкатного Га в обыкновенном черноземе на лессовидном суглинке (раэр. I) неди£феронциревано со арофало (около 43,от валового),' в типичном на глинистых отлокихаях {раэр. 9) снижается о глубиной (51,7...30,4$). В нводнорсйвом прсфие разреза 7 количество не силикатного скачкообразно возрастает ара

изменении гранулометрического состава горнзонтов(36,5...56,8І).

2*

Абсолютное содержание силикатного увеличивается с глубиной го всех почвах. В однородных толщах обыкновенного (раэр, I) в типичного (разр. Э) черноземов о приближением к дневной поверхности абсолютное количество силикатного снижается в результате выветривания (разр. I: 26,1...22,5? от валового; раэр. 9: 6,3...?,є£), но соотношение силикатннгменяется неодинаково. ДоляРаг+ растет о глубиной на лессовидной суглинке (0,66 .,.0,86) в уменьшается на продуктах рштрл^акия г.гяп (0,19.,.

0.13). Тшшм образом, салакатное лессовидной породе: относя-тольно Т9 менее устойчиво к внтетришшш, чею в древнем сллбо- , делювии пот. Соотношение силикатных предлагается использовать для диагностики степені педогенной переработка оса- , до-щнх пород,.

ВЫВОДЫ: >

- -і *

і •

1. На рнхлых карбонатных породах разного гранулометрического состава в подзоне обыкновенных черноземов Стчврспельсхэго края ' . ^оркяруются аочвн, рлзлачагадиеся на уровне родов: ва лессовидных суглинках зклсгаге обытшне черноземы. на влюзо-д-шіеия , глипистнх сарматских отлож&кий - слдбпаштко, па продуктах фнзетдоізяпіп карбонатных п«счанвкоп - сляб&іці ^рстпяроваиные и глуб«ннс^гл^еэагне. й?- ыадгмлд*'« (атагяи карбонатных ппсча-ігяков «'¡рлчув?г я л>я¡¿'0Бо-каібоя;\т»ги<5 іигті, ка »юэд^;.* сііо-

карбонатном алвво-далюшн песчаников - степные дорношебес-

. карбонатные. В лесостепных у слови лх на алюво-делювии чокрак-

, скнх глип развиваются типичные черноземы обычного рода.

2* Почва разных родов различаются со многим признакам, в частности, по гранулометрическому и валовому составу, количеству исо ставу обменных.оснований, формам карбопатних новообразс-

• ваний,. кодачоству; составу и соотношению шкроформ гукуса, -

' по величине градаентов изменения содержания гумуса и воличи- ' аы pH о глубиной, по характеру связи между различными свойствами,

3, В составе глинистых минералов всех изученных черноземов обнаружены каодшшт, диоктаэдричаский иллит, высокозарядшф ноу-.

* порядоченно-смешанослойный вллит-моптмориллонит. В обыкновенных черноземах в значительных количествах присутствует триок-

* таэдряческяй аядотигенвый хлорит, в типичных.ад обнаружен в

- исчезающих количествах. В черноземах на лессовидных суглинках и алюво-делювии. песчаников увеличено содержание ялдитов в верхних горизонтах, в черноземах на неогеновых глинах ИЛЛШТН-заидя не проявляется. Процессы огдзшивания усиливаются и ох-'

■ гаченная вмИ 'толща увеличивается в облегчвшеи гранулометрического состава породы, достигая максимума в черноземах на • алюво-делваин песчаников.

4, Особенности'материнских пород влияют на запасы органического вещэотва: тяжелосуглпнистые разновидности.являются средне-.е малогукуснаш, средне- в легкосуглинистые - слабогумусвро-

ванныш. Распределение гумуса в черноземах относится к равно-иерио-аккумулитавиому типу, в дерновых почвах - к регрессв-онно-атсгумудятявнсму.. .

5, Гумус всех черноземов относится к фульзатно-гуыатпсыу типу,.

. Oinwarmif* C^tC^, изменяясь параллельно содержанию гумуса,

расшряется с утяжелением ¿гранулометрического состава почв. Содержание негидроднэуемого остатка близко в почвах на неогенових глинах в лессовидных суглинках и значительно паже - на, элюво—делювии песчаников. Содержание гуюшовых кяслот, свя- -эанзгых с Са, увеличивается с утяжелением гранулометрического состава почв. Кластерный анализ литературных данных показал возможность использования группового состава гумуса при под-типовом разделerara черноземов.

6. Гумус черноземов относится к форме "иотинный мулдь", различаясь на разных, породах соотношением микроформ, дерновых почв . (как карбонатной, так и (¡ескарбонатной) - к форме "гетерогенный мудль".

7* Величина парамагнитной восприимчивости в изученных ойраздх черноземов хорошо коррелирует о валовым содержанием железа . (х*=0,91) и содержанием физической глины (г*0,Є6), Удельная намагниченность насыщения связана корреляционной зав;; ситості п с содержанием гумуса (г=0,63 іі почвах в 0,69 - в клистнх 'ц фракциях).

3+

8. Соотношение силикатных Г® 'Fe может быть использовано в качество диагностического признана степедв 'педогеиной перера- ; Ооткя осадочных пород. .-•*•*;• ;

9. Черноземы, офор&щреванше са различных породах,' обладав^ мак-'

■ сималъшми различиями в' свойствах, непосредственно наследуемых

от материнской порода. Они меньше рбзлЕчаягся но щл знакам, *. возникшим в результате почвообразования: распределения гуму-, са, его микромоіфслогичес кем особенностям я групповому и Фракционному составу, а теме но соотношения макро- и мякроформ карбонатних новообразований. . ' ■■ * - :

10. Катерипсхая порода определяет вцдалошв почв^а разкнх таксо-нокгчьіских урожаях, йрегодекное комслекссое ■ исследспаїко под-

тверядает целесообразность выделения родов черноземов по свойствам, связанным с различиями меаду рыхлыми карбонатными дачвообразущиш породами разного гранулометрического состава. На маломощных зллвиях карбонатных песчаников развнва-iwca почвы иного типа - дераово-карбонатные, отличающиеся от черноземов по гумусовому и карбонатному профилям. На легких бескарбоватннх породах формируются почвы типа степных дерновых б е скарбонатвмх.

ххххх

Список работ, опубликованных по теме диссертации;

1. Сизов А.П. 1£ушгавой и фрахциошшй ооотав гумуса как основание для кластеризации почв. - Вестн. Uock. ун-та, сер..

'1?, Почвоведение, 1985, л 3, с. 59-62.

2, Сизов А.П., Соловьев A.A. Влияние материнской.породи Еа магнитные свойства черноземов. - В сб.: Тр. 7 научи, конф. молодых ученых ф-та почвоведения МГУ им, U, В. Ломоносова. M., 1985. Рукопись деп. в ШНИТИ 4 _198 г.

■■' . »___♦ ■ I

Яковченко В.П., Сазов A.n. Влияние почвообраэупцих пород на. минерализацию и гума^икацюо растительных остатков. - , Там же.

4. Сизов A.D. Особенности чврыоэеыосбраэоваззя па яелессовых породах. - U., 1985.*- о., - Рукопись пред ст. редкод. ж.

• "Ваучз. докл. вас», шкаш. Еаол. науки". Депонирована в ВИНИТИ " " _" 199 г., Ä__.

5. Сйзов А.Й,, Самойлова E.U., Сидоров В.В., Яржлова Е.А. * I Оргалэтчсшое BsicecTBô чердсэеиов, сформированных па раз-

лгчниг породах (в печати).

г.. «iftus or ув !<u!w»r,* заьм 27si tipu* u.h фогмп» ü'tim/lb » Iv K'ï-^Hwa BACXtlHJl A'«»