224_p2490-01_D1_987

между почвами бугров и западин состоят в неодинаковой мощности гумусового горизонта и в разном содержании гумуса. Из-за нарушенности почвенного покрова в результате различных причин (дефляция, делювиальный снос) даже в естественных условиях не всегда оказывается возможной однозначная генетическая интерпретация почв.

Почвы бугров, являются автономными и формируются в ненарушенной массе грунта палеокриогенного блока. Почвообразование в западинах идет в переотложенном материале межблочных понижений в условиях, отличных от почв блоков (бугров) [Палеокриогенез…, 1996]. Наблюдается генетико-геохимическое сопряжение, которое в условиях микрорельефа имеет двустороннюю вертикальную (снизу вверх или сверху вниз) миграцию влаги в почвах по схеме микрозападина – микроповышение. При переувлажнении микроповышений атмосферной влагой происходит миграция воды сверху вниз, иссушение микроповышений вызывает энергичное подтягивание вод по капиллярам [Добровольский, Урусевская, 2004].

При рассмотрении почвенного покрова, развитого в условиях реликтового криогенного микрорельефа, вероятно, можно говорить о его дискретности, заключающейся в систематическом чередовании относительно «простых» почвенных профилей (в пределах повышений) и почвенных комплексов в пределах понижений на месте псевдоморфоз по мерзлотным жилам и термокарстовым понижениям [Палеокриогенез…, 1996].

Сказанное неизбежно приводит к заключению об избирательном применении системы: «почва – память, почва – момент», развиваемой в исследованиях И. А. Соколова и В. О. Таргульяна [1976]. В пределах повышений, в частности блоков, где преобладал вынос материала, и признаки прошлых стадий оказываются смазанными, скорее преобладала вариация «почва-момент», а в пределах понижений – «почва-память» плюс «почва-момент». Если отвечать на вопрос о том, куда растут почвы: вниз или вверх? [Герасимов, 1970], то даже при учете слабого фонового выпадения пыли из атмосферы, можно более определенно говорить, что в пределах области реликтовой мерзлоты процесс имеет оба направления: вниз на блоках – постлитогенное почвообразование, вверх в понижениях – синлитогенное почвообразование.

30

Глава 2 МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для максимального учета всех факторов почвообразования, формирующих и усложняющих почвенный покров в условиях бугристо-западинного рельефа, был применен сравнительноэкологический подход [Соколов, 1991].

Изучение физических, водно-физических и физико-химических свойств почв проведено общепринятыми методами [Аринушкина, 1970; Агрохимические методы исследования почв, 1975].

Содержание макро- и микроэлементов, определено на спектрографах ДФС-8 и ИСП-30. Кислотнорастворимые формы элементов определены методом эмиссионной спектрометрии (Optical Emission Spectrometer - Optima 2000 DV) по почвенным стандартам.

Групповой и фракционный состав гумуса определялся методом И. В. Тюрина в модификации Пономаревой – Плотниковой [1980]. Элементный состав гуминовых кислот выполнен на элементном анализаторе «СНNS ЕА-1112 NEOLAB». Выделение гуминовых препаратов осуществлялось по методике, предложенной М. И. Дергачевой [Дергачева, Некрасова, Лаврик, 2002].

Радиоуглеродное датирование проводилось в лаборатории радиоуглеродного датирования Института географии РАН (г. Москва) по углероду гуминовых кислот [Чичагова, 1985; Радиоуглеродный анализ…, 2008].

Определение целлюлозоразрушающих микроорганизмов проводилось полевым аппликационным методом закладки ткани, и определялась по разности весов до закладки в почву и после выемки из нее лоскута хлопчато-бумажного полотна, выражалась в процентах убыли сухого вещества лоскута ткани к первоначальному весу [Гельцер, 1986]. Методическим приемом для проведения лабораторных анализов биохимической активности почв (БАП) послужил экспрессметод Т. В. Аристовской, М. В. Чугуновой [1989], сущность которого состоит в том, что регистрируется скорость (в часах) разложения азотсодержащего органического соединения (карбамид) и изменения рН воздушной среды на 1,5–2,0 единицы за счет выделения аммиака.

Запасы надземной фитомассы определялись по общепринятой методике [Программа…, 1974] на модельных площадках 50×50 см2,

31

во вторую декаду июля. Проростание семян редиса по методу Н. А. Красильникова [1966] проводилось в водной вытяжке, полученной из гумусовых и погребенных горизонтов дерновых лесных почв и черноземов при сравнении их с контролем (дистиллированная вода).

Изучение сезонного изменения температуры, влажности, актуальной кислотности и нитратного азота (ионоселективным экспрессметодом) выполнялось в свежих образцах, сразу после отбора в поле. Отбор образцов проводили в 3-кратной повторности через каждые 10 см до глубины 120 см. Результаты исследований обработаны статистическими методами по Б. А. Доспехову [1979].

2.2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для выявления конкретных связей между бугристозападинным рельефом и почвенным покровом были проведены полустационарные исследования в степном и подтаежном ландшафте Южного Предбайкалья, находящихся в естественном и освоенном состоянии. Объектами исследования стали дерновые лесные и серые лесные почвы, а также выщелоченные черноземы Южного Предбайкалья, развитые в условиях бугристо-западинного микрорельефа.

При рассмотрении морфологии и свойств данных почв мы будем руководствоваться концепцией гетерохронности их образования профиля – почва-память и почва-момент [Соколов, Таргульян, 1976] и концепцией пост- и синлитогенного почвообразования [Герасимов, 1971], что будет отражено и в их названии по классификации почв России [2004].

32

Глава 3 ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕРНОВЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ

Это название в качестве типа почв юга Средней Сибири введено О. В. Макеевым [1959]. Основной провинциальной особенностью формирования дерновых лесных почв, он считал богатство пород основаниями и первичными минералами. По мнению Б. В. Надеждина [1961], формирование неоподзоленных (дерново-лесных бурых) почв под лесами юга Средней Сибири обусловлено не только особыми свойствами почвообразующих пород, но и всей совокупностью условий почвообразования как в прошлом, так и в настоящее время.

В. А. Кузьмин [1980, 1988] отмечает, что дерновые лесные почвы, наряду с дерново-подзолистыми, являются обязательным компонентом почвенного покрова травяных кустарниковых лесов. На плато и в горах они формируются на различных породах, занимая нижние части склонов. Материнскими породами дерново-лесных почв могут быть различные рыхлые элювиальные и делювиальные отложения, но наиболее характерные почвы этого типа развиваются на продуктах выветривания галечников.

В типе дерновых лесных почв В. А. Кузьмин [1976] выделил два подтипа: дерновые лесные собственно и дерновые лесные оподзоленные, и три рода по характеру отложений: 1) на суглинистогалечных отложениях; 2) на бескарбонатных суглинистых отложениях и 3) на карбонатных суглинистых отложениях. Мощность дернового горизонта 2–6 см, горизонта В – 15–40 см. Максимум физической глины сосредоточен в горизонтах А и В. Содержание гумуса в горизонте А – 3,5–9 %, рН слабокислая до нейтральной.

Согласно Г. А. Воробьевой [2010], дерновая лесная почва (forest sod soil) – термин, применяющийся в региональных систематических списках для лесных почв Иркутской области с маломощным (обычно высокогумусным) горизонтом А, резко переходящим в хорошо выраженный ореховатый бурый или ярко бурый горизонт В, часто более тяжелый по гранулометрическому составу, чем выше- и нижележащие горизонты, можно объяснить литологической неоднородностью отложений. Почвы развиваются на бескарбонатных или карбонатных породах, но карбонатность пород слишком низка, чтобы отнести их к дерново-карбонатным. Дерновые лесные почвы южной лесостепной части территории Иркутской области обычно

33

имеют гуматно-фульватный или фульватно-гуматный тип гумуса, высокую степень насыщенности основаниями, преимущественно слабокислую реакцию рН. Профиль: О–Аd–(А)–В(Вm,t)–С. По Классификации-2004 дерновые лесные почвы сопоставимы с типом буроземов отдела структурно-метаморфических почв: AY–BM–C.

3.1. МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ

Исследования дерновых лесных почв с бугристо-западинным рельефом проводились в пределах Иркутско-Черемховской равнины, в условиях подтайги на целине и пашне. Две сопряженные пары разрезов закладывалась в долине реки Иркут в 5 км к юго-западу от Иркутска. Общая направленность склона северо-восточная с углом уклона менее 2о, разрезы заложены в верхней его части. Растительность: березняк папоротниково-разнотравный.

На бугре в лесу почва представлена типичной для региона собственно дерновой лесной почвой на бескарбонатных суглинистых отложениях с формулой профиля: О–Аd–А–В1–В2–С [Кузьмин, 1976].

По Классификации-2004 формула профиля будет соответствовать: AYe–ВМ–С, название почвы: бурозем оподзоленный бескарбонатный структурно-метаморфического отдела постлитогенного ствола. Описание разреза приводим ниже (фото разреза см. в приложении 1).

Разрез 4 – Лес, бугор в диаметре 20 м и превышением над соседними западинами около 1 м. Бугор имеет овальную форму с неясно выраженными очертаниями. Березняк отличается отсутствием осины и высокотравья.

О1 0–2 см. Верхняя часть подстилки (опад), лиственнотравяная;

О2 2–3 см. Нижняя часть подстилки (полуразложившаяся);

Аd 3–5 см. Темно-серый, влажный, комковато-порошистый, средний суглинок, рыхлый, пористый, дернина сильно скреплена корнями, переход заметный по корням;

А 5–10 см. Серый с коричневым оттенком, влажный, комковатый, тяжелый суглинок, слабоуплотнен, пористый, обильные корни, переход резкий по окраске и плотности;

В1 10–25 см. Бурый, слабо увлажнен, ореховатый, тяжелый суглинок, уплотнен, тонкопористый, переход заметный по гранулометрическому составу;

В2 25–94 см. Темно-бурый, влажный, глыбистый, легкоглинистый, уплотнен, тонкопористый, переход постепенный по окраске;

34

С94–120 см. Бурый с желтоватым оттенком, влажный, ноздреватый, легкоглинистый с обломками сланца, уплотнен.

В западине почва представлена дерновой лесной со вторым гумусовым горизонтом, с формулой профиля: О1–О2–Ad–А–В–

[А]1–[A]2–ВС–С [Кузьмин, 1976].

По Классификации-2004 формула будет соответствовать полигенетичному профилю: AY–RY–[А–В–С]–C, название почвы: стратозем серогумусовый на погребенной почве отдела стратеземов, синлитогенного ствола. Приводим описание разреза (фото разреза см. в приложении 1).

Разрез 3 – Лес, западина, глубиной 70 см. Березняк папоротни- ково-разнотравный с отдельными соснами более старого возраста, встречается осина. Кустарник: шиповник, подрост редкий (осина, береза).

О1 0–2 см (опад). Подстилка лиственно-травяная, встречается

хвоя;

О2 2–3 см (сильно разложившаяся подстилка). Темно-серый, очень рыхлый, много корней;

Аd 3–6 см. Темно-серый, влажный, комковато-порошистый, тяжелый суглинок, рыхлый, пористый, корни образуют сплошную подушку, переход ясный по корням;

А 6–14 см. Серый, влажный, комковатый, тяжелый суглинок, слабоуплотнен, пористый, с обильными корнями, переход ясный по окраске;

В 14–27 см. Светло-бурый, влажный, ореховатый, тяжелый суглинок, слабоуплотнен, тонкопористый, корней меньше, переход ясный по окраске;

[А]1 27–54 см. Темно-серый с серовато-коричневыми пятнами, белесоватая присыпка на гранях структурных отдельностей, влажный, комковато-зернистый, средний суглинок, слабоуплотнен, тонкопористый, встречаются корни, переход постепенный по окраске;

[А]2 54–75 см. Светлее [А]1, белесоватый на гранях структурных отдельностей, влажный, комковатый, средний суглинок, слабоуплотнен, тонкопористый, переход заметный по окраске и плотности;

ВС 75–105 см. Переходный к однородной породе, светлобурый с коричневыми прослоями, влажный, ореховато-слоистый, средний суглинок, уплотнен, тонкопористый, переход по отсутствию в нижележащем горизонте коричневых прослоев;

С105–130 см. Буро-желтый с обильной белесой присыпкой, влажный, слоистый тяжелый суглинок, уплотнен, тонкопористый.

35

При освоении эти почвы были нарушены, примерное время освоения 1983–1984 гг., и теперь, по морфологическому строению, их можно отнести к антропогенно-преобразованным [Классификация почв России, 2004]. Так на микроповышении (разрез 2) почва представлена дерновой лесной остаточно-карбонатной освоенной с формулой профиля: Ар–В–Вса–ВСса [Кузьмин, 1976].

ВКлассификации-2004 предусмотрены отделы антропогеннопреобразованных почв, поэтому исследуемую почву микроповышения можно отнести к отделу агроабраземов, так как при планировании поверхности поля произошло механическое срезание верхних горизонтов. Данной почве будет соответствовать формула профиля: PB– BM–Cа, название почвы: агроабразем структурно-метаморфический типичный отдела агроабраземов, постлитогенного ствола. Приводим описание разреза (фото разреза см. в приложении 2).

Разрез 2 – Микроповышение, пашня. Превышение над соседними микрозападинами составляет 30–40 см.

Аp 0–25 см. Буровато-серый, влажноватый, комковатоглыбистый, тяжелый суглинок, слабоуплотнен, пористый, переход заметный по окраске и уплотнению, граница перехода ровная;

В25–44 см. Желтовато-бурый, влажноватый, глыбистокомковатый, тяжелый суглинок, рыхлый, тонкопористый, встречаются отмирающие корни, переход ясный по вскипанию;

Вса 44–63 см. Более светлый чем В, влажный, комковатый, тяжелый суглинок, уплотнен, тонкопористый, слабо вскипает, переход постепенный по окраске;

ВСса 63–120 см. Сходен с горизонтом Вса, но с охристыми пятнами, влажный, средний суглинок, уплотнен, тонкопористый, бурно вскипает.

Вмикропонижении почва представлена собственно дерновой лесной бескарбонатной освоенной [Кузьмин, 1976], с формулой профиля: Ар–А–В–ВС.

По Классификации-2004 формула профиля будет соответствовать: P-RY–D, название почвы: агростратозем гумусовый отдела стратоземов синлитогенного ствола. Описание разреза приведено ниже (фото разреза см. в приложении 2).

Разрез 1 – Микропонижение на пашне.

Аp 0–24 см. Темно-серый, влажный, комковато-глыбистый, тяжелый суглинок, рыхлый, пористый, переход заметный по уплотнению, граница перехода ровная;

А 24–39 см. Темно-серый, влажный, глыбистый с комками, средний суглинок, уплотнен, пористый, переход заметный по окраске, граница перехода волнистая;

36

В 39–62 см. Бурый, влажный, комковато-глыбистый, средний суглинок, уплотнен, тонкопористый, редкие корни, переход постепенный по окраске, граница перехода волнистая;

ВС 62–120 см. Светлее, чем В, влажный, средний суглинок, уплотнен, выражена слоистость, тонкопористый.

3.2.ФИЗИЧЕСКИЕ, ХИМИЧЕСКИЕ

ИФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

3.2.1. Гранулометрический состав

Описанные выше почвы бугра и западины на целине значительно различаются по гранулометрическому составу (рис. 10).

Рис. 10. Гранулометрический состав дерновых лесных почв (по вертикали – глубина, см; в экспликации – размер фракций, мм)

37

Наблюдается заметная дифференциация гранулометрического состава по профилю почвы бугра (разрез 4). Коэффициент текстурной дифференциации по илу (КД) составляет 2,1 по физической глине 1,48, что не характерно для буроземов, у которых наблюдается либо слабая дифференциация ила по профилю (оподзоленные), либо отсутствует вовсе (остальные подтипы) (Классификация2004).

Утяжеление гранулометрического состава в средней и нижней части профиля почвы бугра, по-видимому, связано с литогенной неоднородностью, обусловленной разновозрастностью горизонтов

[Воробьева, 1988, 1990, 2001].

Наличие литогенной неоднородности в данном профиле можно объяснить и с позиции распределения грубодисперсных фракций, а именно изменения суммарного содержания фракции песка и крупной пыли в соседних горизонтах на 10–15 %, что отражает, по мнению Т. В. Турсиной [1989], именно литологическую неоднородность пород, разница суммарного содержания песка и крупной пыли горизонта А (67 %) и горизонта В1 (51 %) составила 16 %.

Профиль почвы западины (разрез 3) слабо дифференцирован по гранулометрическому составу. Верхняя 30-сантиметровая толща почвы (Аd, А, В), отвечающая за современную фазу почвообразования, представлена иловато-крупнопылеватым тяжелым суглинком, с содержанием физической глины 42–49 %. Крупной пыли и ила содержится одинаковое количество (36–41 %), вместе с тем наблюдается полное отсутствие фракции мелкой пыли. Погребенные гумусовые горизонты среднесуглинистые, за счет снижения ила фракции и увеличения фракции крупной пыли.

Утяжеление гранулометрического состава в верхней части профиля западин и наличие более легкого в аналогичных горизонтах на бугре, связано, очевидно, с перемещением, в результате поверхностного стока, тонкодисперстных частиц с бугра в западины [Воробьева, 1980]. В. А. Кузьмин [1988], отмечая, что в западине современное почвообразование происходит в поверхностной толще более тяжелого гранулометрического состава, чем в погребенных отложениях, связывает такое распределение гранулометрического состава с этапом развития природы и соответствует определенной фазе дефляции. Почвообразующая порода представлена тяжелым суглинком, с несколько повышенным содержанием средней и мелкой пыли по сравнению с вышележащими горизонтами. При распахивании гранулометрический состав почв бугра и западины становится схожим, с выравниванием всех фракций по профилю.

38

3.2.2. Актуальная кислотность и обменные основания

Особенности почвообразования дерновых лесных почв подтайги нашли свое отражение в кислотно-основных свойствах. Б. В. Надеждиным [1961] установлено, что большинство дерновых лесных почв характеризуется слабокислой реакцией, при этом, как правило, наблюдается снижение актуальной кислотности сверху вниз. Реакция среды исследуемых почв характерна для лесных почв, где верхняя гумусированная часть профиля является слабокислой, с глубиной показатель рН становится нейтральным (рис. 11).

Рис. 11. Показатели рН в дерновых лесных почвах

Почва западины (разрез 3) оказалась на порядок кислее почвы бугра, в дернине значения кислотности составили 5,3 с нарастанием рН до 6,2 книзу профиля. При сравнении полученных данных установлено, что освоение почв, развитых в условиях бугристозападинного рельефа, приводит к повышению рН в почвах в целом, и возрастанию рН на 1–1,5 единицы на повышениях, в частности. На глубине 75–80 см за счет карбонатов реакция среды приблизилась к щелочным значениям.

Дерновые лесные почвы дифференцированы по содержанию обменных оснований. Согласно данным Б. В. Надеждина [1961], поглощенный кальций и магний в наибольшем количестве содержится в гумусовом горизонте (рис. 12). В нижней части последнего содержание обменных оснований, как правило, уменьшается, а затем снова возрастает и до дна разреза обычно остается почти постоянным, колеблясь в небольших пределах. Содержание и распределение обменных оснований тесно связано с гранулометрическим составом, процессами выщелачивания, а также составом и количеством гумуса.

39