841

Продолжение таблицы 15

Продолжение таблицы 15

Примечание: * - основной цвет почвы характеризуется сизоватым оттенком, «–» - не определяли

152

Среднепрофильный индекс красноцветности R(Lab), по V. Barron [267], в несколько раз ниже, чем в почвах на элювии красноцветных гематитсодержащих верхнепермских глин Среднего Предуралья [56]. Более низкая красноцветность аллювиальных почв связана с частичным разрушением гематита в восстановительные фазы осадконакопления и пойменного почвообразования. В оглеенных типах почв (разр. 32, 41, 42, 43, 51) средневзвешенный профильный индекс красноцветности ниже, чем в неоглеенных (разр. 33, 34, 52, 53) (таблица 15). Индекс красноцветности R(Lab) за счет преобладания гематита в почвах поймы р. В. Мулянки в два раза выше, чем в пойме р. Камы (рисунок 22).

Зависимость окраски от состава почвы традиционно изучают с применением корреляционного анализа связи цвета с главными пигментами [112, 113, 151]. При учете пигментирующего действия минералов железа неизбежно приходится сталкиваться с проблемой точности анализов.

Если химическое определение свободных соединений железа ведется на количественном уровне (методом МераДжексона), то состав Fe-минералов (установленный, в частности, методом просвечивающей электронной микроскопии)

– только на качественном. Поэтому в статистических расчетах были использованы данные химического содержания Feминералов.

В изученных аллювиальных почвах коэффициент корреляции r между содержанием свободных соединений железа (FeДИТ) и значением условного красного пигмента достоверен: коэффициент корреляции варьирует от 0,30 до 0,58 (таблица 16).

153

Рисунок 22. Среднепрофильные показатели цвета минеральных горизонтов почв в системе CIE-L*a*b*: степень красноты а* и индекс красноцветности R(Lab) аллювиальных почв пойм рек Кама (А), Обва (В) и Мулянка (C). Р. 32-53 – номера разрезов

154

Таблица 16

Коэффициенты парной корреляции (r) по Спирмену между показателями цвета почв

и показателями оксидогенеза в минеральных горизонтах аллювиальных почв Среднего Предуралья, n = 43

Примечание: 1 – достоверно при Р = 0.95

Для почв водоразделов Пермского края аналогичная связь не проявляется [56, 218]. В аллювиальных почвах существует тесная положительная корреляция между краснотой почвы а*, содержанием свободного железа (FeДИТ) и интенсивностью оксидогенеза (FeДИТ/FeВАЛ), что подтверждает влияние (гидр)оксидов железа на цвет почв, особенно, гематита. Возрастание количества аморфных слабоокристаллизованных форм железа достоверно понижает индекс красноцветности R(Lab), так как в их составе преобладают гидроксиды с низкой краснотой а*.

Определение цвета почв в системе CIE-L*a*b* выявило противоречие полевой идентификации окраски глеевых горизонтов с результатами лабораторного определения цвета по показателям а* и R(Lab). Глеевые и глееватые горизонты при морфологическом описании визуально с помощью стандартов цвета характеризовались сизым цветом или сизоватым оттенком основного цветового тона, но в лабораторных условиях часть образцов (гор. G, разр. 32; гор. C6, разр.34; гор. Gfn, разр. 42) имела относительно высокие значения красноты и индекса красноцветности. Причина противоречия заключается в следующем: во-первых, после высушивания оглеенных почв их цвет часто изменяется; во-вторых, в некоторых почвах, после измельчения агрегатов, доля сизых кутан на их поверхности снижается за счет бурой внутриагре-

155

гатной массы, что уменьшает насыщенность почвы холодным тоном.

Для увеличения колористического эффекта за счет устранения пигментирующей роли органического вещества была использована 2-кратная обработка почвы 50%-ным раствором Н2О2. Первый раз почва обработана при комнатной температуре, второй раз – на водяной бане.

В качестве дополнительного цветового критерия диагностики оглеения в аллювиальных почвах был использован показатель Mel – степень меланизации органического веще-

ства. Степень меланизации (черноты) органического веще-

ства оценена через показатель Mel по формуле:

где L* – светлота, Сорг – содержание органического углерода, %. Цвет описывался одновременно двумя показателями а* и Mel (рисунок 23). Однако, оценка цвета почв в координатах а*

~ Mel оказалась малоэффективной, так как расположение точек на рисунке 23, характеризующее цвет оглеенных и неоглеенных горизонтов аллювиальных почв, не различается. Э.Ф. Сатаев [218] и В.Ю. Гилев [56] для диагностики в системе CIE-L*a*b* глеевых горизонтов зональных почв Среднего Предуралья использовали критические значения а* < 3,0, Hemусл < 0,1. Д.Н. Егоров [92] предложил оценивать степень оглеения дерново-подзолистых почв по отношению a*/b* для глеевых почв 0,30, для оглеенных –0,35. Однако, эти показатели не позволяют разделить оглеенные и неоглеенные горизонты аллювиальных почв Среднего Предуралья (таблица 15).

Следовательно, ни отдельно взятые цветовые признаки, ни их сочетание не обеспечивают надежного инструментального разделения в лабораторных условиях неоглеенных и оглеенных почвенных горизонтов. В связи с этим были разработаны дополнительные диагностические критерии оценки

156

Рисунок 23. Соотношение красноты а* и меланизации Mel в аллювиальных почвах Среднего Предуралья разной степени гидроморфизма

157

цвета аллювиальных почв, отражающие формы развития оксидогенеза железа в почвах разной степени гидроморфизма: неоглеенные, оглеенные, а также органогенные. Для этого использовалась обработка почвы H2O2.

Новые оптические критерии были установлены на выборке образцов аллювиальных почв разной степени гидроморфизма. В таблице 17 приведены показатели цвета, полученные до и после обработки почв H2O2. После обработки почвы перекисью водорода применили повторное определение оптических показателей L*, a* и b*. По их изменению рассчитали прирост светлоты ∆L и прирост красноты ∆a*.

Прирост светлоты (∆L*)зависит от содержания и окисления органического вещества и определяется по формуле:

где L*H2O2 - светлота образца почвы после окисления Н2О2, L*исх - светлота исходного образца почвы.

По приросту светлоты ∆L* было рассчитано удельное осветление почвы (Light):

где СОРГ – содержание органического вещества в исходном образце почвы, %.

По величине приращения красноты почвы ∆а* после окисления органического вещества можно установить тип доминирующего пигмента:

Н2О2, aИСХ* – краснота исходного образца почвы.

После окисления остаток почвы краснеет (Δa* > 0) или зеленеет (Δa* < 0). Покраснение образцов почвы после окисление гумуса происходит за счет сильного проявления пигментирующей способности (гидр)оксидов железа. Позеленение оглеенных образцов после обработки перекисью водорода, по мне-

158

нию Ф.И. Козловского [124], возможно за счет усиления оливкового тона глинистых минералов, а также проявления зеленой окраски гидроксида Fe – грин раста [297].

Таблица 17 Изменение оптических характеристик аллювиальных почв Среднего Предуралья после обработки H2O2

в системе CIE-L*a*b*

Примечание: числитель – исходные образцы, знаменатель – после обработки Н2О2, «-» – не определяли

На рисунке 24 показано положение образцов аллювиальных почв с учетом их цвета в координатах а* и b* до и после обработки почвы H2O2. На графике также нанесены оптические характеристики, полученные О.В. Глазковым [58], для гетитовых (А) и гематитовых (В) смесей с каолинами.

159

b*

40

30

25

Рисунок 24. Оптические свойства аллювиальных почв Среднего Предуралья до () и после () окисления органического

вещества пергидролем и оптические характеристики смеси (гидр)оксидов железа с каолинитом (по данным О.В. Глазкова [58]):

A – гетит-каолиновая смесь, B – гематит-каолиновая смесь

1-11 – номера точек, соответствующих обозначениям образцов в таблице 17

160