CC BY
22
УДК 631.472.56:551.345(571.56-191.2)
М. В. Оконешникова
Гумусное состояние мерзлотных палевых осолоделых почв Центральной Якутии разного гранулометрического состава
ИБПК СО РАН, г. Якутск, Россия
Аннотация. Вопрос влияния гранулометрического состава на запасы, содержание и состав гумуса почв имеет большое значение при оценке выполнения почвами разных функций, в том числе функции плодородия и функции памяти почв. В большинстве публикаций, отражающих зависимость гумусного состояния от гранулометрического состава пород, рассмотрены почвы европейской части России. К настоящему времени раздельных оценок показателей гумусного состояния мерзлотных палевых почв Центральной Якутии не существует, в то время как их почвообразующие породы характеризуются пространственной изменчивостью и слоистостью по гранулометрическому составу. Цель работы - оценить и сравнить гумусное состояние мерзлотных палевых осолоделых почв, занимающих огромную территорию Центральной Якутии и сформированных на породах разного гранулометрического состава. В качестве объектов исследований выбраны палевые осолоделые почвы пяти разрезов, развитые на таежных ландшафтах Центральноякутской равнины (62° с.ш., 129-130° в.д.). Содержание и состав гумуса анализировались по методу Тюрина в модификации Пономаревой-Плотниковой, гранулометрический состав и некоторые физико-химические свойства почв исследовались по стандартным в почвоведении методикам. Название почвенных разностей устанавливалось согласно классификации мерзлотных почв Якутии (по WRB Cambie Cryosols). Результаты исследований подтвердили установленную ранее для почв других регионов России закономерность в том, что уровень гумусонакопления в почвах автономных ландшафтов регулируется их гранулометрическим составом и увеличивается с его утяжелением: в мерзлотных палевых осолоделых почвах Центральной Якутии более высокий уровень гумусонакопления имеют суглинистые разновидности, чем супесчаные. Имеются различия и в составе гумуса минеральной части профиля изученных почв: легкий гранулометрический состав почвообразующих пород обусловливает увеличение доли участия фульвокислот в составе гумуса палевых осолоделых супесчаных почв за счет высокой подвижности фракции ФК-1а и наибольшего накопления связанных фракций ФК-2 и ФК-3 в нижележащих горизонтах. В групповом составе гумуса отмечается изменение типа гумуса от гуматно-фульватного и фульватного в палевых осолоделых супесчаных до фульватно-гуматного и гуматно-фульватного в палевых слабоосолоделых среднесуглинистых. В верхней, обогащенной органическим веществом части профиля, различия в составе гумуса суглинистых и супесчаных разновидностей палевых осолоделых почв представлены не столь ясно и закономерно, как в минеральной.
Ключевые слова: палевые почвы, Cambie Cryosols, гранулометрический состав, гумусное состояние, степень гумификации органического вещества, гуминовые кислоты, фульвокислоты, тип гумуса, фракция, Центральная Якутия.
ОКОНЕшНИКОВА Матрена Васильевна - к. б. н., с. н. с. Института биологических проблем криолитозоны СО РАН. E-mail: mvok@yandex.ru
0K0NESHNIK0VA Matrena Vasilyevna - Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher оf the Institute for Biological Problems of Cryolithozone SB RAS.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИБПК СО РАН по проекту V.54.1.2. Выявление обратимых и необратимых изменений почв и почвенного покрова мерзлотной области, характера естественных и антропогенных экологических процессов и разработка фундаментальных основ охраны почв и почвенного покрова криолитозоны в условиях возрастающего антропогенного пресса и глобальных изменений (0376-2018-0003);рег. номер АААА-А17-117020110057-7.
DOI 10.25587/SVFU.2019.72.35046
M. V. Okoneshnikova
Humus Condition of Permafrost Pale Solodic Soils of Central Yakutia with Different Granulometric Composition
Institute for Biological Problems of Cryolithozone SB RAS, Yakutsk, Russia
Abstract. The question of the influence of particle size distribution on the reserves, content and composition of soil humus has a great importance in assessing some soil functions, including the functions of fertility and soil memory. In most publications, reflecting the dependence of the humus state on the particle size distribution of the rocks, the soils of the European part of Russia are considered. To date, there aren't separate assessments of the indicators of the humus state of permafrost pale soils of Central Yakutia, but the parent rocks of the soils are characterized by spatial variability and stratification by granulometric composition. The purpose of the work is evaluation and comparison of the humus state of permafrost pale solodk soils, which occupy the vast territory of Central Yakutia and formed on rocks with different particle size distribution. The soils of five sections, developed on the taiga landscapes of the Central Yakutian Plain (62° N, 129-130° E) were chosen as objects of research. The content and composition of humus were analyzed by Tyrin's method modified by Ponomareva-Plotnikova, the particle size distribution and some physicochemical properties of the soils were studied by standard techniques of soil research. The name of the soil differences was established according to the regional classification of the permafrost soils of Yakutia (by WRB Cambic Cryosols). The results of studies confirmed the regularity established earlier for some soils of other regions of Russia the level of humus accumulation in soils of autonomous landscapes is governed by their particle size distribution and increases with weighting of its: of the loamy varieties of permafrost pale soils of Central Yakutia have higher level of humus accumulation than supeschans. There are differences in the humus composition of the mineral part of the studied soil profile - the light particle size of soil-forming rocks causes an increase in the share of fulvic acids in the humus composition of pale solodic sandy soils due to the high mobility of the FA-1a fraction and the greatest accumulation of the FA-2 and FA-3 fractions in underlying horizons. In the group composition of humus, there is a change in type of humus from humate-fulvate and fulvate in pale solodic soils with sandy-loamy composition to fulvate-humate and humate-fulvate in pale solodic soils with medium loamy composition. In the upper part of the profile, enriched with organic matter, the differences of a composition of the humus of loamy and sandy varieties of pale solodic soils are not as clear and regular as in the mineral one.
Keywords: pale soils, Cambic Cryosols, granulometric composition, humus state, degree of humification of organic matter, humic acids, fulvic acids, type of humus, fraction, Central Yakutia.
The research was conducted as part of the SB RAS IBPC state commission on project V.54.1.2 titled Identification of reversible and irreversible changes of soil and soil mantle of the permafrost area, character of natural and anthropogenic environmental processes, and development of cryolithic zone soil and soil mantle preservation fundamentals under growing anthropogenic press and global changes (0376-2018-0003); Registration number АААА-А17-117020110057-7.
Введение
В функционировании любой наземной экосистемы гумусное состояние почв имеет огромное значение. Это обусловлено сложным генезисом гумуса почв, его составом и многофункциональной ролью. Гумус дает важную информацию не только при решении проблем, связанных с сохранением, восстановлением и повышением плодородия почв, но и при изучении эволюции почв, их устойчивости-изменчивости при изменении природной среды как естественным, так и антропогенным путем. Исследованиями О. Н. Бирюковой, Д. С. Орлова [1] выявлена высокая степень корреляции между гумусным состоянием и периодом биологической активности в зонально-генетическом ряду почв. Однако при равной продолжительности этого периода, но разном гранулометрическом составе одного и того же типа почв показатели гумусного состояния оказываются существенно различными [2-4]. В большинстве публикаций, отражающих зависимость гумусного состояния от гранулометрического состава пород, рассмотрены почвы европейской части России. К настоящему времени нет раздельных оценок показателей гумусного состояния мерзлотных палевых почв Центральной Якутии, почвообразующие породы которых характеризуется пространственной изменчивостью и слоистостью гранулометрического состава [5]. Имеются лишь отдельные данные содержания, запасов и состава гумуса с целью генетической характеристики палевых почв [6, 7], сравнительного анализа состава гумуса и гумусовых профилей [8-11] или качественной оценки плодородия [12].
Цель исследований в данной работе - оценить и сравнить гумусное состояние мерзлотных палевых осолоделых почв, занимающих огромную территорию Центральной Якутии и сформированных на породах разного гранулометрического состава.
Объекты и методы
Изучались групповой и фракционный состав гумуса и общие физико-химические свойства пяти разрезов мерзлотных палевых осолоделых почв, развитых на таежных ландшафтах Центральноякутской равнины в пределах среднего течения р. Лены.
Почвообразующими породами служат карбонатные среднесуглинистые и слабокарбонатные легкосуглинисто-супесчаные отложения.
Содержание и состав гумуса анализировались по методу Тюрина в модификации Пономаревой-Плотниковой [13], гранулометрический состав и некоторые физико-химические свойства почв исследовались по стандартным в почвоведении методикам. Название почвенных разностей устанавливалось согласно региональной классификации мерзлотных почв Якутии, разработанной Л. Г. Еловской [14]. По Классификации почв России [15] - это палевые осолоделые, по WRB - СатЫс Сг^ок Sodic) [16].
Результаты
Характеристика мерзлотных палевых осолоделых суглинистых почв. Разрез 1-ОМ мерзлотной палевой слабоосолоделой почвы заложен на левом берегу р. Лены, в 28 км к северу от г. Якутска (62°18'55"с.ш.; 129°30'09"в.д.) под лиственничником брусничным из лиственницы Каяндера (Larix cajanderi Мауг.) с редкой примесью молодой березы (Betula platyphylla Sukасz.). Травяно-кустарничковый покров сплошной (90-95%). Характерной чертой живого наземного покрова является крайняя видовая его бедность - главный фон образует брусника (Vaccinium vitis-idaea L.), мхи произрастают рассеянно среди брусники. Древостои разновозрастные или очень редко условно одновозрастные, изреженные (700-900 шт./га), сомкнутость - 0,4-0,5, бонитет - [17].
Формула морфологического строения почвы: О (0-4 см) - АО (4-11 см) - АЕL (11-20 см) - Вса (20-35 см) - ВСса (35-60 см). Следует отметить, что глубина разрезов здесь и далее определяется уровнем залегания мерзлоты в момент отбора почвенных проб.
Гранулометрический состав среднесуглинистый по всему профилю с преобладанием фракций мелкого песка (31-33%) и крупной пыли (28-30%). С глубиной наблюдается незначительное повышение фракций пыли и ила на 3-4%, что свидетельствует о развитии данной почвы на среднесуглинистых породах (табл. 1).
Таблица 1
Гранулометрический состав почв
Номер разреза Горизонт Глубина, см Содержание фракций, %
1-0,25 0,250,05 0,050,01 0,010,005 0,0050,001 <0,001 <0,01
Р.1-ОМ АЕL 11-20 7,0 31,4 27,7 9,4 8,9 15,6 33,9
Вса 20-35 6,3 32,8 28,0 6,5 8,4 18,0 32,9
ВСса 35-60 1,9 32,7 30,4 4,6 11,9 18,5 35,0
Р.9-ОМ А 2-11 3,2 15,6 43,6 11,3 6,7 19,6 37,6
ЕL 11-22 2,3 20,3 42,1 9,9 6,2 19,2 35,3
ВРL 22-50 2,4 16,7 42,3 7,7 7,0 23,9 38,6
Вса 50-70 1,1 8,1 51,7 6,8 9,0 23,3 39,3
ВСса 70-80 1,5 9,7 47,6 7,5 7,5 26,2 41,2
Р.6-ОМ ЕL 3-16 3,3 51,3 26,9 4,9 4,6 9,0 18,5
ВРL 16-44 2,3 50,3 26,1 4,7 6,0 10,6 21,3
Вса 44-70 2,3 51,2 26,3 4,9 6,7 8,6 20,2
ВС 70-105 5,3 65,5 14,4 4,3 2,7 7,8 14,8
Р.12-ОМ А 2-8 4,9 40,2 34,8 3,9 6,5 9,7 20,1
ЕL 8-18 3,6 42,7 34,0 4,5 6,2 9,0 19,7
ВРL 18-42 3,9 43,0 32,5 4,4 5,0 11,2 20,6
Вса 42-66 4,1 45,7 34,0 1,9 4,5 9,8 16,2
ВС 66-78 2,3 47,1 34,8 1,9 4,3 9,6 15,8
Р. 17-ОМ А 2-8(10) 22,8 44,9 12,8 0,4 8,9 10,2 19,5
АЕL 8(10)-21 10,3 39,9 29,4 3,1 5,5 11,8 20,4
Вса 21-70 10,1 54,0 17,6 3,4 3,5 11,4 18,3
ВСса 70-83 3,8 56,9 22,3 1,9 5,9 9,2 17,0
Мощность лесной подстилки средняя, содержание органического углерода в органических горизонтах очень высокое, реакция среды кислая (рН водный 4,3-4,8). Согласно системе показателей гумусного состояния почв Гришиной и Орлова [18], тип гумуса фульватно-гуматный в грубогумусовом горизонте АО и гуматно-фульватный в слое 0-20 см, степень гумификации органического вещества средняя, содержание подвижных гуминовых кислот (ГК-1) высокое, связанных с кальцием (ГК-2) - очень низкое, прочносвязанных (ГК-3) фракций варьирует от среднего до высокого (табл. 2, 3).
Слабоосолоделый минеральный горизонт АЕL характеризуется низким содержанием органического углерода и слабокислой реакцией среды (рН 6,1). Тип гумуса ближе к фульватному, степень гумификации органического вещества слабая. Среди гуминовых кислот преобладают ГК-1 и ГК-3 фракции, среди фульвокислот соответственно фракции ФК-1а, ФК-1 и ФК-3, на их долю приходится от 25 до 37% от общего количества ФК.
В иллювиально-карбонатном горизонте Вса содержание органического углерода очень низкое (< 1%), но по сравнению с осолоделым горизонтом здесь незначительно увеличивается количество гуминовых кислот главным образом за счет повышения фракции ГК-2, связанной с кальцием, и гуминовые кислоты преимущественно представлены фракциями ГК-2 и ГК-3. Соответственно среди фульвокислот преобладают фракции ФК-2, ФК-3 и ФК-1а. Тип гумуса становится гуматно-фульватным не только за
Таблица 2
Фракционно-групповой состав гумуса почв (% от Собщ)
Глубина, см Собщ, % Гуминовые кислоты Фульвокислоты Сгк:Сфк Негидролизуемый остаток, гумин
1 2 3 1а 1 2 3
Р.1-ОМ
0-4 39,0 16,9 1,4 7,1 6,0 16,8 6,1 8,2 0,7 37,5
4-11 27,7 15,8 4,7 4,2 3,5 10,2 3,8 4,0 1,1 53,8
11-20 1,5 7,7 1,5 7,0 9,7 11,7 2,5 7,9 0,5 52,0
20-35 0,8 2,9 8,0 7,1 7,9 3,2 10,2 7,0 0,6 53,7
35-60 0,6 0 5,7 6,0 3,3 5,0 7,4 6,4 0,5 66,2
Р.9-ОМ
0-2 39,3 14,8 0,4 9,4 3,9 15,0 1,8 7,5 0,9 47,2
2-11 6,5 28,0 0,7 16,2 4,4 19,9 3,0 7,4 1,3 20,4
11-22 0,8 6,4 1,0 8,0 7,5 13,0 3,4 6,1 0,5 54,6
22-50 0,5 1,5 1,7 5,8 5,7 10,4 1,0 6,4 0,4 67,5
50-70 0,5 0,0 5,2 5,9 4,6 0,7 12,7 10,2 0,4 60,7
70-80 0,5 0,0 6,8 4,8 5,3 0,0 10,1 7,0 0,5 66,0
Р.6-ОМ
0-3 37,7 14,0 1,1 7,8 3,7 15,2 4,7 7,9 0,7 45,6
3-16 0,7 14,9 2,8 6,9 12,5 16,3 0,2 9,2 0,6 37,2
16-44 0,3 0 4,2 3,5 12,3 0,6 16,5 7,1 0,2 55,8
44-70 0,4 0 5,0 5,0 10,1 1,6 14,6 11,4 0,3 52,3
70-105 0,2 0 0 0 14,0 0 24,2 11,8 0 50,0
Р. 12-ОМ
0-2 39,0 16,9 1,4 7,1 6,0 16,8 6,1 8,2 0,7 37,5
2-8 6,8 22,0 2,6 12,2 7,2 20,6 6,6 8,3 0,9 20,7
8-18 1,3 6,2 1,1 5,9 11,0 3,3 4,5 3,1 0,6 65,0
18-42 0,7 1,8 2,5 6,9 16,5 5,2 7,2 6,9 0,3 53,0
42-66 0,4 0,0 0,0 8,9 11,5 7,9 14,0 12,6 0,2 45,1
66-78 0,3 0,0 0,0 8,2 12,6 7,5 11,1 9,8 0,2 50,8
Р. 17-ОМ
0-2 34,7 10,5 1,4 6,8 1,2 13,2 0,6 6,3 0,9 60,0
2-10 5,6 15,3 2,4 15,1 4,5 12,4 2,3 9,9 1,1 38,1
10-21 0,6 2,9 12,1 14,0 11,3 2,4 15,0 11,6 0,7 30,7
21-70 0,1 0,0 9,0 9,6 20,5 0,0 14,4 16,3 0,4 30,2
70-83 0,1 0,0 8,0 14,2 23,0 0,0 12,4 26,6 0,4 15,8
счет повышения количества гуминовых кислот, но и за счет незначительного снижения содержания фракции 1а фульвокислот. Реакция среды щелочная (рН 7,8).
Нижняя часть профиля почвы, представленная переходным горизонтом ВСса, отличается очень низким содержанием общего углерода и гуминовых кислот, полным отсутствием подвижной фракции гуминовых кислот ГК-1. Тип гумуса гуматно-
Таблица 3
Показатели гумусного состояния почв
Показатель Р.1-ОМ Р.9-ОМ Р.6-ОМ Р.12-ОМ Р. 17-ОМ
Мощность подстилки, см средняя 4 средняя 2-3 маломощная 1-2 маломощная 2 маломощная 2
Содержание гумуса в слое 0-20 см, % очень высокое 25,2 высокое 6,3 очень высокое 22,3 высокое 6,9 среднее 5,4
Запасы гумуса в слое 0-20 (0-100)* см, т/га средние 124 (227) низкие 93 (198) низкие 56 (113) низкие 78 (163) низкие (очень низкие) 63 (88)
Профильное распределение гумуса резко убывающее резко убывающее резко убывающее резко убывающее резко убывающее
Степень гумификации органического вещества Сгк/ Собщ**, % средняя 25 очень высокая 44 средняя 23 высокая 37 высокая 33
Тип гумуса, Сгк/Сфк фульват-но-гу-матный 1,2 фульват-но-гу-матный 1,3 гумат-но-фульват-ный 0,7 гумат-но-фульват-ный 0,9 фульват-но-гу-матный 1,1
Содержание «свободных» ГК-1, % от суммы ГК высокое 64 высокое 62 высокое 61 среднее-высокое 60 среднее 47
Содержание ГК-2, связанных с Са, % от суммы ГК очень низкое 19 очень низкое 1-2 очень низкое 5 очень низкое 7 очень низкое 7
Содержание прочносвязанных ГК-3, % от суммы ГК среднее 17 высокое 36 высокое 34 высокое 33 высокое 46
Примечание ' исключая подстилку; ** значение в гор. АО и А
фульватный, степень гумификации органического вещества слабая, содержание связанных фракций ГК-2 среднее, ГК-3 высокое, реакция среды за счет карбонатности пород сильнощелочная (рН 8,5).
Разрез 9-ОМ характеризует палевые осолоделые среднесуглинистые почвы правобережной части р. Лены, заложен в 60 км северо-восточнее г. Якутска (62°07'59"с.ш.; 130°48'45"в.д.). Растительность: лиственничник брусничный, сомкнутость крон 0,6-0,7, высота деревьев 16-18 м. Встречается молодняк Larix cajanderi Mayr. (высота 7-8 м), а также единичные экземпляры ßetula platypylla Sukасz. В травяно-кустарничковом покрове до 70% проективного покрытия занимает Vaccinium vitis-idaea L., единично участвуют Geranium pratense L., Thalictrum simplex L., Vicia amoena Fisch., Sangisorba officinalis L., ßromus ircutensis Кот.
Формула морфологического строения почвы: О (0-2 см) - А (2-11 см) - EL (11-22 см) -BPL (22-50 см) - Вса (50-70 см) - ВСса (70-80 см).
Гранулометрический состав в основной части профиля среднесуглинистый, содержание физической глины выше, чем в почве предыдущего разреза за счет преобладания фракций средней пыли (42-52%) и ила (19-26%). Нижележащий надмерзлотный горизонт ВСса имеет тяжелосуглинистый состав.
Как отмечает Р. В. Десяткин [9], гранулометрический состав мерзлотных палевых почв изменяется в зависимости от высоты местности и возраста почвообразующих пород. На более высоких и древних Маганской и Абалахской террасах, на которых заложены разрезы 1-00 и 9-90, почвообразующие породы сложены однородными по составу средними суглинками, на более низких и молодых отложениях Тюнгюлюнской террасы они имеют двучленное строение (разрезы 6-ОМ; 12-ОМ и 17-ОМ).
Отличается от почвы вышерассмотренного разреза меньшей мощностью подстилки, наличием хорошо развитого дерново-гумусового горизонта А с очень высокой степенью гумификации органического вещества - наиболее высоким содержанием фракций ГК-1 и ГК-3, низкой долей гумина. Это можно объяснить значительным участием разнотравья в напочвенном покрове и, вероятно, лучшими температурными условиями гумификации за счет маломощной лесной подстилки. В минеральных горизонтах характеристики гумуса имеют большое сходство: очень низкое содержание органического углерода, фульватный состав гумуса, снижение подвижной фракции ГК-1 вниз по профилю вплоть до отсутствия в нижних карбонатных горизонтах и, наоборот, нарастание роли гуматов кальция ГК-2 при относительно равномерном распределении прочносвязанной с глинистыми минералами фракции ГК-3, высокая доля гумина. Высокая доля гумина в составе гумуса характерна для большинства мерзлотных и длительнопромерзающих почв [7-11, 19 и др.] и связана с обезвоживанием органо-минеральных коллоидов, упрочением их, переводом в менее растворимое состояние, благоприятствующее закреплению с минеральной частью почв в форме гуминов [20]. В грубогумусовых горизонтах криогенных почв причиной значительной доли гумина считается сильная лигнифицированность растительных остатков и образование слабополимеризованных гумусовых веществ при дефиците влаги и тепла [19].
Характеристика мерзлотных палевых осолоделых супесчаных почв. Разрез 6-ОМ мерзлотной палевой осолоделой супесчаной почвы вскрыт нами под разнотравно-брусничным лиственничником на межаласном увале в 47 км северо-восточнее г. Якутска (62°1Г59"с.ш.; 130°33'55"в.д.). Древостой одноярусный, чистый (10Л). Подлесок не развит, можно встретить отдельные угнетенные кустики Rоsа асiсulаris Lindl. Травяно-кустарниковый покров (70%) составляют, кроме доминирующей Vассinium vitis-idaea L., Fragaria orientalis L., Limnas stelleri Trinn, луговые и лугово-степные виды (Sanguisorba officinalis L., Thalictrum samplex L, Poa pratensis L.) и мелкое разнотравье. Сомкнутость древесного полога средняя - 0,5-0,7, стволы невысокие (10-15 м), численность стволов невелико - 400-500 шт./га. Производительность древостоя такого типа леса обычно характеризуется V-Va классами бонитета [17].
Формула морфологического строения почвы: О/АО(0-3 см) - EL(3-16 см) -BPL(16-44 см) - Вса(44-70 см) - ВС (70-105 см).
К особенностям гранулометрического состава данной почвы относится профильная изменчивость от супесчаного в верхней и нижней части (гор. EL и ВС) до легкосуглинистого в средней части профиля, обусловленная, видимо, слабым выносом мелких частиц (фракций мелкой пыли и ила) в иллювиальных горизонтах ВРL и Вса в годы с положительным водным балансом. Характерно высокое (50-65%) содержание фракции мелкого песка и низкое (<10%) мелкой пыли и ила, особенно в нижележащем горизонте ВС (табл. 1).
Реакция среды слабощелочная в супесчаных горизонтах (рН 7,3-7,5) и щелочная в легкосуглинистых (рН 7,7).
Мерзлотная палевая осолоделая супесчаная почва характеризуется малой мощностью органогенного слоя, отсутствием самостоятельного гумусового горизонта, неглубоким распространением подвижных гуминовых кислот ГК-1, высоким содержанием фульвокислот в минеральных горизонтах.
Что касается общего количества гуминовых кислот и соотношения различных фракций в целом по профилю, то они имеют сходный характер распределения при соответствующих глубинах независимо от гранулометрического состава почво-образующих пород. Естественно, в супесчаном гор. ВС на глубине 70-105 см с минимальным содержанием общего углерода полностью отсутствуют гуминовые кислоты (табл. 2).
Тип гумуса гуматно-фульватный в верхней части (гор. О/АО и EL) и устойчиво фульватный в преобладающей минеральной части профиля, т. е наибольшая часть гумуса представлена фульвокислотами, в минеральных горизонтах отношение СГК/СФК более узкое, чем в суглинистых разновидностях и составляет 0,21-0,26. Среди фульвокислот отличается более подвижная фракция 1а, содержание которой резко увеличивается вниз по профилю, что свидетельствует о высокой миграции фульвокислот вглубь профиля. При этом основная часть фульвокислот связывается с минеральной частью почвы (общий удельный вес фракций ФК-2 и ФК-3 в нижних минеральных горизонтах составляет 69-72%).
Доля гумина в минеральной части профиля несколько понижена, особенно в надмерзлотном горизонте ВС, что следует объяснить супесчаным гранулометрическим составом, поскольку содержание глинистых частиц, с которыми могут прочно связываться гумусовые вещества в 2,4 раза ниже, чем в горизонте ВС палевых суглинистых почв.
Второй разрез 12-ОМ палевой осолоделой супесчаной почвы заложен на межаласье у молодой термокарстовой котловины Хаар кюре в 48 км северо-восточнее г. Якутска (62°18'55"с.ш.; 130°36'59"в.д.). Растительность: лиственничник брусничный. Сомкнутость крон 0,8-0,9, высота деревьев 8-12 м. Напочвенный покров, кроме доминирующей брусники составляют луговое разнотравье и отдельные пятна ягеля и мхов. Их проективное покрытие не превышает 10-15%.
Формула морфологического строения почвы: О (0-2 см) - А (2-8 см) - AEL (8-18 см) -ВРL (18-42 см) - Вса (42-66 см) - ВС (66-78 см).
В профиле почвы, как и в разрезе 6-ОМ, гранулометрический состав слоистый легкосуглинисто-супесчаный с максимальным содержанием физической глины в иллювиальном гор. ВРL (20,6%) и минимальным в надмерзлотном гор. ВС (15,8%).
Гумусное состояние супесчаной почвы характеризуется маломощной подстилкой, наличием дерново-гумусового горизонта А с максимальным накоплением органического углерода 6,8%, высокой степенью гумификации органического вещества, низкой долей гумина и по указанным показателям гумусного состояния близок к дерново-гумусовому горизонту палевой среднесуглинистой почвы разреза 9-90, различаясь гуматно-фульватным составом гумуса за счет низкого содержания гуминовых кислот (фракций ГК-1 и ГК-3) и более высокого содержания всех фракций фульвокислот.
Распределение гуминовых и фульвокислот по профилю почвы имеет большое сходство с разрезом 6-ОМ: фульвокислоты преобладают над гуминовыми во всем профиле почвы, по фракциям распределяются типично с преобладанием в верхних органогенных горизонтах подвижной фракции ФК-1, в нижних минеральных ФК-1а, ФК-2 и ФК-3.
Третий разрез 17-ОМ палевой слабоосолоделой супесчаной почвы заложен в 50 км северо-восточнее г. Якутска, на межаласном плакоре аласного стационара ИБПК СО РАН (62°09'11"с.ш.; 130°38'25"в.д.). Растительность: лиственничник брусничный, сомкнутость крон 0,5-0,6. Высота первого яруса 11-12 м, второй ярус сложен молодняком лиственницы высотой 5-6 м. Напочвенный покров представлен Vaccinium vitis-idaea L. (70%) с малым участием лесных видов Carex pediformis C.A.Mey., Vicia amoena Fisch, Lathyrus humilis Fisch и Pyrola incarnate Fisch.
Формула морфологического строения почвы: О (0-2 см) - А (2-10 см) - AEL (10-21 см) -Вса (21-70 см) - ВСса (70-83 см).
Состав гумуса в дерново-гумусовом горизонте А фульватно-гуматный, степень гумификации органического вещества высокая, среди гуминовых кислот преобладают
подвижная фракция ГК-1 и прочносвязанная с глинистыми минералами фракция ГК-3. Такой же характер распределения свойственен и фульвокислотам. Высокая доля фракции ГК-1 обусловлена пониженной кислотностью гор. А (рН 5,3). Содержание фракции ГК-3 в профиле почвы наиболее устойчиво, и вероятно, связано с более стабильным составом глинистых минералов.
Своеобразие морфологического облика (высокая линия вскипания, отсутствие горизонта ВРЦ и наиболее щелочная реакция среды минеральных горизонтов (рН 8,4) при общем сходстве гранулометрического состава с разрезами 6-00 и 12-90 обусловливает некоторые различия в гумусе минерального профиля рассматриваемой почвы: усиление роли гуминовых кислот, связанных фракций ГК-2 и ГК-3, сумма которых доходит до 18-22% (против менее 10% и до полного их отсутствия в других супесчаных разрезах). В составе фульвокислот отчетливо выражено преобладание фракций ФК-1а и ФК-3, их содержание в надмерзлотном горизонте ВСса, по сравнению с гумусовым, увеличивается до 5 раз, достигая соответственно 37 и 43% от общего содержания фульвокислот. С значительным выходом гумусовых кислот в нижележащие минеральные горизонты связано снижение доли гумина вниз по профилю до 15,8%.
Обсуждение
Обобщение данных позволило выявить более тесную связь с гранулометрическим составом в минеральной части профиля сравниваемых почв: повышение общего количества фульвокислот вниз по профилю за счет увеличения доли фракций ФК-1а, ФК-2 и ФК-3, фульватный состав гумуса в супесчаных разновидностях. В палевых осолоделых суглинистых почвах гумус преимущественно гуматно-фульватный, преобладают фракции ФК-2 и ФК-3, не отмечается нарастание подвижной фракции ФК-1а вниз по профилю, наоборот, прослеживается некоторое ее снижение.
В верхней, обогащенной органическим веществом части профиля, различия в составе гумуса суглинистых и супесчаных разновидностей палевых осолоделых почв представлены не столь ясно, как в минеральной части. Хотя горизонты АО и А близки по составу гумуса, они не тождественны: гор. АО состоит из слаборазложившихся растительных остатков с незначительной примесью минеральных частиц (потеря от прокаливания составляет 28-38%), гор. А содержит лишь 5-7% гумуса. Формирование грубогумусовых горизонтов (АО) с средней степенью гумификации органического вещества и дерново-гумусовых горизонтов (А) с высокой и очень высокой степенью гумификации органического вещества в палевых осолоделых почвах вероятно связано с различием водно-тепловых параметров лесных почв Центральной Якутии, когда на температуру почвы наиболее значительное влияние оказывают мощность напочвенного покрова, степень увлажнения почвы и рельеф местности, чем гранулометрический состав почвогрунта [21].
Существенные различия выявлены при сравнении запасов гумуса в слоях 0-20 и 0-100 см: в мерзлотных палевых супесчаных почвах запасы гумуса в 1,2-2,2 раза ниже, чем в суглинистых (табл. 3). В обеих разновидностях накопление гумуса осложнено процессом осолодения, обусловленного особенностями соленакопления в условиях холодного аридного климата Центральной Якутии с непромывным типом водного режима почв [6-7, 22-23]. Влияние осолодения на уменьшение запасов гумуса серых лесных почв Западной Сибири по данным ряда авторов ранее обобщалось Б. М. Кленовым [24]. Немаловажную роль в слабом закреплении гумуса имеют худшие водно-физические свойства палевых осолоделых супесчаных почв - недостаточная оструктуренность и незначительная водоудерживающая способность [25].
Несмотря на выявленные различия в показателях гумусного состояния палевых осолоделых почв разного гранулометрического состава, существуют весьма близкие признаки, обусловленные общей биоклиматической обстановкой, характерной
особенностью которой в Центральной Якутии является засушливый холодный климат и неглубокое залегание к дневной поверхности многолетнемерзлых пород, предопределяющие слабое течение биологических процессов. К ним следует отнести малую мощность гумусовых горизонтов, резко убывающее профильное распределение и низкий запас гумуса, близкий характер распределения фракций гуминовых кислот, а также высокую долю гумина в основной части профиля почв.
Заключение
Подтверждена установленная ранее для почв других регионов России закономерность в том, что уровень гумусонакопления в почвах автономных ландшафтов регулируется их гранулометрическим составом и увеличивается с его утяжелением: в мерзлотных палевых осолоделых почвах Центральной Якутии более высокий уровень гумусонакопле-ния имеют суглинистые разновидности, чем супесчаные.
Выявлены различия и в составе гумуса минеральной части профиля изученных почв: легкий гранулометрический состав почвообразующих пород обусловливает увеличение доли участия фульвокислот в составе гумуса палевых осолоделых супесчаных почв за счет высокой подвижности фракции ФК-1а и наибольшего накопления связанных фракций ФК-2 и ФК-3 в нижележащих горизонтах. В групповом составе гумуса отмечается изменение типа гумуса от гуматно-фульватного и фульватного в палевых осолоделых супесчаных до фульватно-гуматного и гуматно-фульватного в палевых слабоосолоделых среднесуглинистых.
В верхней, обогащенной органическим веществом части профиля, различия в составе гумуса суглинистых и супесчаных разновидностей палевых осолоделых почв представлены не столь ясно и закономерно, как в минеральной.
Полученные данные состава гумуса мерзлотных палевых почв дают хорошую основу для дальнейших исследований разных функций гумусовых веществ, входящих в комплекс диагностических признаков важных при изучении генезиса, экологии и плодородия почв.
Л и т е р а т у р а
1. Бирюкова О. Н., Орлов Д. С. Период биологической активности почв и его связь с групповым составом гумуса // Биол. науки. - 1978. - № 4. - С. 115-118.
2. Ахтырцев Б. П., Яблонских Л. А. Зависимость состава гумуса от гранулометрического состава в почвах лесостепи // Почвоведение. - 1986. - № 7. - С. 114-120.
3. Ахтырцев Б. П., Ефанова Е. В. Гумус подтипов среднерусских черноземов разного гранулометрического состава // Почвоведение. - 1998. - № 7. - С. 803-811.
4. Рыжова И. М., Чернова О. В., Силева Т. М., Чичагова О. А., Вьюненко А. В. Гумусное состояние черноземов Приволжской лесостепи, сформированных на разных почвообразующих породах // Почвоведение. - 2003. - № 12. - С. 1431-1439.
5. Зольников В. Г. Рельеф и почвообразующие породы восточной половины Центральной Якутии // Материалы о природных условиях и сельском хозяйстве Центральной Якутии. - М.: Изд-во АН СССР, 1954. - С.7-54.
6. Зольников В. Г. Почвы восточной половины Центральной Якутии и их использование // Материалы о природных условиях и сельском хозяйстве Центральной Якутии. - М.: Изд-во АН СССР, 1954. - С.55-221.
7. Соколов И. А., Наумов Е. М., Градусов Б. П., Турсина Т. В., Цюрупа И. Г. Ультраконтинентальное таежное почвообразование на карбонатных суглинках в Центральной Якутии // Почвоведение. - 1976. - № 4. - С. 11-27.
8. Десяткин Р. В. Содержание и состав гумуса в почвах аласов Лено-Амгинского междуречья // Вестник ЛГУ. - 1981. - № 6. - С. 75-82.
9. Десяткин Р. В. Почвообразование в термокарстовых котловинах - аласах криолитозоны. -Новосибирск: Наука, 2008. - 323 с.
10. Оконешникова М. В. Гумусное состояние почв как индикатор экологической среды аласов //
Наука и образование. - 1996. - № 4. - С. 103-112.
11. Оконешникова М. В. Состав гумуса пахотных почв Центральной Якутии // Вестник СВНЦ ДВО РАН. - 2016. - № 1. - С. 37-41.
12. Батыев Х. А. Гумус мерзлотных почв // Генезис и мелиорация почв Якутии. - Якутск: ЯНЦ СО АН СССР, 1991. - С. 74-83.
13. Пономарева В. В., Плотникова Т. А. Гумус и почвообразование. - Л.: Наука, 1980. - 222 с.
14. Еловская Л. Г. Классификация и диагностика мерзлотных почв Якутии. - Якутск.: ЯФ СО АН СССР, 1987. - 172 с.
15. Классификация и диагностика почв России. - Смоленск: Ойкумена, 2004. -341 с.
16. IUSS Working Group WRB. 2015. World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015 International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports No. 106. FAO, Rome. [Electronic resource]. Available at: http://www.fao.org/3/I3794EN/ i3794en.pdf (assessed 05.03.2019)
17. Исаев А. П., Черосов М. М., Никифорова Е. Н., Троева Е. И. Растительный покров // «Спасская падь»: комплексные исследования мерзлотных ландшафтов. - Якутск.: Изд-во Ин-та мерзл. СО РАН, 2006. - С. 28-38.
18. Гришина Л. А., Орлов Д. С. Система показателей гумусного состояния почв // Проблемы почвоведения. - М.: Наука, 1978. - С. 42-47.
19. Чимитдоржиева Г. Д. Особенности органического вещества криогенных почв // Почвоведение. - 1991. - № 11. - С. 125-132.
20. Арчегова И. Б. Влияние промораживания на сорбцию, состав, свойства гумусовых веществ // Почвоведение. - 1979. - № 11. - С. 39-50.
21. Саввинов Д. Д. Гидротермический режим почв в зоне многолетней мерзлоты. - Новосибирск: Наука, 1976. - 254 с.
22. Еловская Л. Г. Общая характеристика почв Якутской АССР // Агрохимическая характеристика почв СССР. - М.: Наука, 1969. - С. 277-294.
23. Иванова Е. Н. Почвы Центральной Якутии // Почвоведение. - 1971. - № 9. - С. 3-17.
24. Кленов Б. М. Гумус почв Западной Сибири. М.: Наука, 1981. - 142 с.
25. Саввинов Д. Д., Слепцов В. И. Свойства и режимы мерзлотных палевых почв. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1987. - 128 с.
R e f e r e n c е s
1. Biryukova O. N., Orlov D. S. Period biologicheskoj aktivnosti pochv i ego svyaz' s gruppovym sostavom gumusa // Biol. nauki. - 1978. - № 4. - S. 115-118.
2. Ahtyrcev B. P., YAblonskih L. A. Zavisimost' sostava gumusa ot granulometricheskogo sostava v pochvah lesostepi // Pochvovedenie. - 1986. - № 7. - S. 114-120.
3. Ahtyrcev B. P., Efanova E. V. Gumus podtipov srednerusskih chernozemov raznogo granulometricheskogo sostava // Pochvovedenie. - 1998. - № 7. - S. 803-811.
4. Ryzhova I. M., CHernova O. V., Sileva T. M., CHichagova O. A., V'yunenko A. V. Gumusnoe sostoyanie chernozemov Privolzhskoj lesostepi, sformirovannyh na raznyh pochvoobrazuyushchih porodah // Pochvovedenie. - 2003. - № 12. - S. 1431-1439.
5. Zol'nikov V. G. Rel'ef i pochvoobrazuyushchie porody vostochnoj poloviny Central'noj YAkutii // Materialy o prirodnyh usloviyah i sel'skom hozyajstve Central'noj YAkutii. - M.: Izd-vo AN SSSR, 1954. -S.7-54.
6. Zol'nikov V. G. Pochvy vostochnoj poloviny Central'noj YAkutii i ih ispol'zovanie // Materialy o prirodnyh usloviyah i sel'skom hozyajstve Central'noj YAkutii. - M.: Izd-vo AN SSSR, 1954. - S.55-221.
7. Sokolov I. A., Naumov E. M., Gradusov B. P., Tursina T. V., Cyurupa I. G. Ul'trakontinental'noe taezhnoe pochvoobrazovanie na karbonatnyh suglinkah v Central'noj YAkutii // Pochvovedenie. - 1976. -№ 4. - S. 11-27.
8. Desyatkin R. V. Soderzhanie i sostav gumusa v pochvah alasov Leno-Amginskogo mezhdurech'ya // Vestnik LGU. - 1981. - № 6. - S. 75-82.
9. Desyatkin R. V. Pochvoobrazovanie v termokarstovyh kotlovinah - alasah kriolitozony. - Novosibirsk: Nauka, 2008. - 323 s.
10. Okoneshnikova M. V. Gumusnoe sostoyanie pochv kak indikator ekologicheskoj sredy alasov // Nauka i obrazovanie. - 1996. - № 4. - S. 103-112.
11. Okoneshnikova M. V. Sostav gumusa pahotnyh pochv Central'noj YAkutii // Vestnik SVNC DVO RAN. - 2016. - № 1. - S. 37-41.
12. Batyev H. A. Gumus merzlotnyh pochv // Genezis i melioraciya pochv YAkutii. - YAkutsk: YANC SO AN SSSR, 1991. - S. 74-83.
13. Ponomareva V. V., Plotnikova T. A. Gumus i pochvoobrazovanie. - L.: Nauka, 1980. - 222 s.
14. Elovskaya L. G. Klassifikaciya i diagnostika merzlotnyh pochv YAkutii. - YAkutsk.: YAF SO AN SSSR, 1987. - 172 s.
15. Klassifikaciya i diagnostika pochv Rossii. - Smolensk: Ojkumena, 2004. -341 s.
16. IUSS Working Group WRB. 2015. World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015 International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports No. 106. FAO, Rome. [Electronic resource]. Available at: http://www.fao.org/3/I3794EN/ i3794en.pdf (assessed 05.03.2019)
17. Isaev A. P., CHerosov M. M., Nikiforova E. N., Troeva E. I. Rastitel'nyj pokrov // «Spasskaya pad'»: kompleksnye issledovaniya merzlotnyh landshaftov. - YAkutsk.: Izd-vo In-ta merzl. SO RAN, 2006.
- S. 28-38.
18. Grishina L. A., Orlov D. S. Sistema pokazatelej gumusnogo sostoyaniya pochv // Problemy pochvovedeniya. - M.: Nauka, 1978. - S. 42-47.
19. CHimitdorzhieva G. D. Osobennosti organicheskogo veshchestva kriogennyh pochv // Pochvovedenie.
- 1991. - № 11. - S. 125-132.
20. Archegova I. B. Vliyanie promorazhivaniya na sorbciyu, sostav, svojstva gumusovyh veshchestv // Pochvovedenie. - 1979. - № 11. - S. 39-50.
21. Savvinov D. D. Gidrotermicheskij rezhim pochv v zone mnogoletnej merzloty. - Novosibirsk: Nauka, 1976. - 254 s.
22. Elovskaya L. G. Obshchaya harakteristika pochv YAkutskoj ASSR // Agrohimicheskaya harakteristika pochv SSSR. - M.: Nauka, 1969. - S. 277-294.
23. Ivanova E. N. Pochvy Central'noj YAkutii // Pochvovedenie. - 1971. - № 9. - S. 3-17.
24. Klenov B. M. Gumus pochv Zapadnoj Sibiri. M.: Nauka, 1981. - 142 s.
25. Savvinov D. D., Slepcov V. I. Svojstva i rezhimy merzlotnyh palevyh pochv. YAkutsk: YAF SO AN SSSR, 1987. - 128 s.
^SHir^r
