Некоторые особенности почв на корах выветривания и почвенного покрова степей Зауралья Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 631.42

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЧВ НА КОРАХ ВЫВЕТРИВАНИЯ И ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА СТЕПЕЙ ЗАУРАЛЬЯ

Е.В.Блохин

Изучение почв, образованных на корах выветризания и продуктах их переотпожения, актуально при решении вопросов научного (генезис, классификация, ландшафтная типология земель) и прикладного характера (мониторинг, оценка земель, разработка ландшафтно-адаптивных систем земледелия). Эти почвы занимают большие пространства, тяготеющие к восточному склону горного Урала, пересекая лесостепную, степную и сухостепную зоны.

Почвы этого разряда не были обойдены вниманием исследователей (Горшенин К.П., Мазыро М.М., Рожанец М.И.. Александрове Л.Н., Кучеренко З.Д., Побединцева И.Г. и многие другие): архивные материалы Казахского ин-та агропочвоведения [5]. Ленинградского ГУ, отчеты сети Кустанайского ОП. материалы почвеньых обследований в Оренбургской, Челябинской областях, областей и районов Северного Казахстана (1952-1963 гг.). Однако и до настоящего времени многие вопросы экологии почв остаются проблематичными.

Автором предпринята попытка обобщить идеи предшественников и материалы собственных маршрутных рекогносцировочных обследований почв региона.

В течение 1994-1996 гг. осуществлен объезд и рекогносцировка обследования «ключевых участков». Маршрут проходил по Свердловской области (лесостепь) - Ка-мышловский - Багдановический р-ны; Челябинской области - Брединский, Варненский р-ны (степь); Оренбургской области - Кваркенский р-н (лесостепь), Адамовский, Свет-линский, Ясненский р-ны(степь, сухая степь); Джетыгарин-ский, Комсомольский районы, районы Казахстана (степь, сухая степь). При следовании по маршруту явно прослеживается смена растительных зон, однако всегда удивляет монотонность почвенного по.чрова (ПП), его структуры (СПП), габитуса почв. Эта особенность территории Зауралья поражала еше первых исследователей региона: «Природа здесь так капризна, так непостоянна, что отодвигает на второй план привычные нам, почвоведам, зонь., выдвигает сбои, новые, совершенно своеобразные»,- писал в 1917 г. К.П.Горшенин. На почвенных картах 30-50 годов в центральных районах Оренбургского Зауралья и пограничного с ним Казахстана выделены черноземы южные, томно-каштановые, каштановые и светло-каштановые. этот же подтип выделен в южной части верховьев р.Тобола. В Брединском районе Челябинской облает, расположенном севернее Кваркенского района Оренбургской области, выделялись черноземы южные. В Гайском районе черноземы обыкновенные, на карте 1986 года, непосредственно соседствуют с темно-к«штаноеыми почвами. Вполне справедливо замечание В.Г Зольникова: »Знакомство с ПП этих районов (Орь-Кума<ское междуречье) не соответствует ПП подзоны темно-каштаьовых почв...» И далее: ««Описываемая территория в почвенном отношении в системе почвенных зон занимает свое особое положение». Своеобразие почвенного покрова территорий степей восточного склона Урала выражается в выравнивании и сближении морфологометрических харак-

теристик, принятых при диагностировании и обосновании таксонов для классификации почв. К тому же, по всем зонам этого огромного по площади региона, выявляется относительное однообразие соотношения компонентов почвенных комплоксоз. Результаты экспертного ориентировочного анализа струк^ры (ПП) ««ключевых участков», заложенных 10 маршоуу следования от подзоны обыкновенных черноземов к темно-каштановым почвам зоны степей Предуралья и Зауоапья, иллюстрируют различие ПП этих регионов. Если в почвах степей Предуралья соотношения (к обыкновенным черноземам) запасов гумуса в метровэм слое составляют по подзонам рад 1:0.6:0,5, то в Зауралье соответственно 1:0, 7:0,7; мощность почвенной толщи (до «С») 1:3,7:0.6 - в Предуральских степях и 1:0,9:0,3 - в Зауралье. Солонцово-солончаковатые почвы, являющиеся оснсеьыми компонентами почвенных комплексов с зональными, в Предуралье группируются в ряду соотношений по подзонам 1:3:4, в Зауралье -1:1,5:2,5. Наметившаяся схема в различии структур ПП и тенденция морфометрических показателей к выравниванию вызывается аридизацией климата в регионе, снижением активности и глубины г очвообразовательного процесса, особенно резко проявляющихся в условиях близкого к поверхности зале-анин почвообразующих пород. В.В.Доку-чаееым подчеркизаюсь: «...Почвы, образованные на разных породах, разг ичнь , если даже другие факторы почвообразования окахуся совершенно одинаковыми, и влияние тем сильнее, чем неблагоприятнее климато-гидропо-гические условия месности».

Генезис почв, СПП Зауралья в большей степени определен именно почвосбразующими породами. ««Породы здесь не только просвечивают через гумусовый спой, но и тончайше отэажеиы а морфологическом облике почв, в их климатических и физических свойствах», - писал один из первых исследователей почв Зауралья М.И.Рожанец. Для региона хаэактерна монотонность повторения во всех зонах мэзаичности мелкоконтурных комплексов пород и почз пс площаои. Значительные трудности в исследовании почв региона зозникают из-за неразработанности но-менкла.уры, диагностики и генезиса составляющих компоненте в комплекса перод. В то же время это один из важнейших факторов, определяющих направление процессов почвообразования в регионе степей Заураг.ья. Здесь как нигде своевременно замечание Н.М.Сибирцева: «Можно сказать без преувеличения, что, зная материнские породы. зная их распроаранение и усповия выветривания, мы наполовину знаем V происходящие из них почвы... в ней все1да заключены признаки, общие с почвой».

Сложность заключается в невозможности детально ре-конструирозать попов оримые в истории Земли геологические процессы и ивнен»'Я далекого прошлого, определившие разнообразие сформировавшихся пооод. Геологическим фундамснюм региона явпя отся подвижные, ме-ридиально рассеченные разломами блоки, сложенные массивно-кристаллическими породами.

Складчатые формы их геосинклинального палеозойского цикла формирования в девон-триасовое время снивелированы в пенеплен. Эволюция сформировавшейся плат-форменой денудационной равнины происходила г.о типу нисходящего развития в течение длительного геологического времени (1-3 млн. лет). Тьмой веков скрыты факторы и условия диагенеза продуктов разрушения и перемещения разных по времени образования и петрографии горных пород, обнаженных процессами пенепленизации и денудации складчатого фундамента. Продукты разрушения горных пород, перекрывающие прерывистым плащом фундамент пенеплена, составили разряд почвообразующих пород 8 классическом понимании - пестроцветные древние коры выветривания. Аккумулятивная платформенная фация кор выстилала все элементы рельефа отрицательных отметок, минуя останцы интрузий магматических пород, не поддавшихся процессам выветривания.

Неоднократное оживление неотектонических проявлений. аналогичных явлениям орогенеза и антиклинальных циклов в неоген-четвертичный период, сформировало современную пластику рельефа региона. Активизация эндогенных и экзогенных процессов при этом вызвала далеко не явную с позиций актуализма метаморфизацию отложенных кор. Это могли быть явления передиспокации, сжатия и контактного метаморфизма, гидротермизма и метасамо-тоза материала твердой фазы пород. Генезис этих палеоген-неогеновых отложений остается проблематичным (болев 6 гипотез), диагностика и классификация слабо обоснована [8]. К этой «ничейной фации» (геологов она мало интересует, для почвоведов - трудно расшифровываемая) отнесены: миоценовые плиоценовые глины, по<ровные суглинки, нерасчлененные верхне-плиоцви-нижнечетвертич-ные глины и суглинки и т. д. В морфологическом, литолого-пвтрографическом отношениях эти отложения близки к ко-рам. Различия их проявляются в утрате текстуры и приобретении габитуса нарушенных пестроиветных слоев, большей пестроты их по минералогическому и гранулометрическому составам и химическим свойствам. Условно нам представляется возможным в производственных целях классифицировать эту фацию как злювио-делювиальную, лереотложенную кору выветривания. Несомненно делювиальными отложениями являются желто-бурые суглинки. Это продукты более глубокого выветривания и почвообразо-

вания, сортировки, переотпожения. и аккумуляции продуктов переотложенной коры в пониженных элементах древнего и современного р-эльефа. Подразделение четвертичных отложений: озерных, современных аллювиальных и элювия продукте выветривания обнаженных денудацией горных пород не выс-.ыЕ1ает проблем.

Допустимо предположить, что принципиальные различия в условиях формирования почвообразующих пород и определяемое ими направление почвообразовательного процесса предопределены в Предуралье и Зауралье раз ными геолого-геоморфологическими факторами. Следствием их влияния являются: относительная ««молодость» рельефа, полигенэтичность почвообразующих пород, вынесенных неотектони1 ескими струк-урами и денудацией на поверхность, неупорядоченный современный рельеф. «•Лишь г оспе того, как s-розия снивелирует рельеф, почвенный покров становится однообразнее и устойчивее. Местные геоморфологические условия стираются, почва больше гармонирует с климатическим условиями» [9].

Для степей Предурапья было ««отведено» больше геологического времени для условий относительно спокойного, реже нарушаемого неотектоникой, нивелировки древнего рельефа и равномерного осадкоперераспределения по поверхносги тзрэигории региона. Чехол слоев слабо-дислоцированных осацочных пород и их элювия в Предуралье составляв' мощность до кровли кор в пределах первого десятка киломотров. Степные почвы Зауралья на отметках 320-340 м часто залегают непосредственно на корах или продуктах их пероотпожения.

Мощный плащ элювио-делювия осадочных пород, преобразованный процессами глубокого выветривания, часто выщелачивания л г очвообразоеания, выполняет роль буфера между почвой и корой, отличающейся спецификой своих экологических свойств. Почвы Зауралья, образованные на корах. почти лишены этого слоя и в полной мере наследуют, не всегда позитивные, физические и химические свойства кор выветривания (табл. 1).

В таб1.1 приведены <райнио значения еепичин, полученных в результате анализов юрод из 67 точечных разрезов и скважи т. заложенных по профилю маршрутного следования (Челябинская, Оренбу|Хская. области Казахстана).

Несмотря на значительные варьирования величин, представляется возможным из массовых определений

Таблица 1

Характеристика почвообразующих пород Зауралья

Породы Гигро- влага, % Физ.-химическио свойства Химические свойства (водная вытяжка)

РН ГКО Na.% от 1Ко Плотный остаток. % Содержание ионов, мг-экв

с: S04- Са* Мд' Na'

Грубый элювий 2-4 6-7 2-8 8-10 0.1-3.0 0.11-0.20 0,28-0.30 0.2 0,2 2-3

коре иных маг. пород

0.2-2.9 0.8-3.1 0.1-13

Кора выветрива- 5-10 8-8,7 12-20 10-32 0.2-0.8 2 0-11.0 0,2-5.0

ния

0,1-0,7 0.1-0.6 0.5-10.0

Элювно-делювий 4-6 8-8.9 18-29 8-20 0, 6-2.4 2.7-5,9 0,5-27,0

коры

Делювиальные 6-9 8-8,2 26-30 1-28 0,2-0.4 1.5-3.3 1.С--2.8 0,5-1,0 1,2-1.7 1-3

отложения

36

ВОПРОСЫ СТЕПЕВЕДЕНИЯ,1999

выявить основные тенденции их различий. Повышение содержания гигроскопической влаги от примитивного элювия (дресвы) к делювию свидетельствует с повышении дисперсности, изменении минералогического состава и увеличении активных поверхностей адсорбции. Следствием этого явилось повышение 1Ко, смена реакции среды. Относительно высокая величина поглощенного натрия устойчиво повышается в той же последовательности. Следует отметить узкие отношения кальция к натрию, кальция к магнию, практически характерные для всех почво-образующих пород региона. Практически все породы в разной степени засолены. Значительное варьирование плотного остатка отмечается в слоистом строении кор. чередующиеся прослои которых могут бить сильно засоленными или выщелоченными от легкорастворимых солей. Коры и их элювио-делювиальные производные отличаются плотным сложением и почти полной водонепроницаемостью.

Детальное картирование почвообразующих пород затруднено и представлено только схемами. Использование принципов геоморфологии позволило выявить по ключевым участкам маршрута следования основные закономерности в размещении пород. Коры залегают по микро-мезорельефу положительных отметок на плато и пологих склонах, к ним же и крутым склонам приурочены элювио-делювиальные отложения. Делювиальные выстилают мощным споем днища плоских и пологоволнистых веерообразных межхолмистых долин.

Отмечается, что большинство элементов орографии вытянуты в меридиональном направлении, вероятно, копируя блоки тектонических структур. Нарушения в этом определяются палео- и современной гидрографией. Удлиненная с севера на юг конфигурация контуров почв в степях Зауралья нарушает привычную (для Предуралья) закономерность широтной зональности (инверсия зон).

Так вышедшая близко к поверхности грачитно-гьейсо-вая града синклинального порядка в северо-восточной части Оренбургской области (Кваркенский р-он) определила необходимость далеко на север среди обыкновенных черноземов, выделить южные, с характерным для них комплексом солонцово-солончаковых почв. Несомненно, все природные усповия огромной территории восточных степей Зауралья определены прошлым и находятся в настоящее время под влиянием горного Урала.

Это и моридиональность в расположении тектонических орографических структур, почвообразующих пород, изотерм и изогнет климата и почв. В подборе материалов для характеристики почв использованы результаты обследования 29 ^ключевых участков» в трассе маршрута, анализов образцов почв из профиля 69 разрезов, а также данные из рукописных и печатных работ исследователей почв этого региона (Кучеренко В.Д., Лаутова А.И., Федорова В.М., Зольникова В.Г., Котина Н.И., Резкова В.В., Колходжиева М.К., Соколова A.A., Глазовской М А., По-бединцевой И Г. и многих других). Многочисленность, значительная вариабильностьвеличин-ха[>актеристик вынуждает представлять их в таблицах и графиках в виде средних показателей из 70-80% наиболее часто повторяющихся и объективно характеризующих направление изучаемых процессов.

Анализ содержания карт, составленных в последние годы (в 1989-1997 гг.) в Челябинской и Оренбургской областях и соседних районах Казахстана, подтверждает небезосновательность разброса мнений почвоведов об от-

несении почв к тому или иному подтипу и даже типу. По степени гумусированности более 80% площадей составляют один контур малс-гумусиров&нных (4-6%) почв. Сред-негумусные выделяются только в целинных и почвах под кустарниками или на территориях, прилегающих к лесным колом и к озерным дэпрессиям. Вместе с этим по величинам запаса гумуса ¿ метровой толще оттеняется влияние почвообразу оии>: пород. Так, на делювиальных жел-то-бурь.'Х суглинках запасы гумуса приближаются к 350-420 т на гектаре на эгювио-делюзиальных они составляют в среднем 270-320 и; на корах снижаются до 120-200 т/га. Характер распределения гумуса по профилю почв, образованных разными псчвообразующими породами, иллюстрируется рис. 1. Зап асы гумуса, мощность гумусирован-ных горизонтов корректируется породами. Особенностью всех почв региона является мало варьирующая величина 1Ко (22-36 мг-эке), слабая ее зависимость от содержания гумуса и большак от смены минералогическою состава. Среди поглощенных оснований преобладает кальций над натрием (4:1). Вместе с этим доля поглощенного натрия в горизонтах А, А+3 не снижается ниже одного процента в почвах на делювии, возрастая до 4-5 на элювио-делювии и 10-15 - на корах. На последних чаще всего формируются солонцово-солончаковые почвы.

Дгя почв региона >арактерно повышение с глубиной доли поглощенных машия и особенно натрия. В отмеченной выше последовате льности пород процент натрия возрастает с 6 дс 22-32. Для солонцов региона характерна невыразительность горизонта В по мощности и физико-химическим характеристикам. Вероятно, это является следствием наложения сезонных солонцового на солончакового процессов. Eice почвы степей Зауралья, в отличие от Предуралья. хеэактеризуются повышенной в разной степени концеьграцией легкорастворимых солей по всему профилю.

Результаты массовых (более 230) анализов по химической характеристике г очв ре иона сведены в графики (рис. 2). Точки перелома кривых представляют средние величины, превышающие (в число раз) средние показатели характеристик эталона. За эталоны приняты общие максимальные значения концен-рации солей (плотный остаток) и ионов по результатам анализа водной вытяжки целинного чернозема обыкновенного тяжелосуглинистого маломощного средьегумусього на жел~о-бурых делювиальньл суглинках, подстшшемых переотложенной корой выветривания (Брединский район Челябинской области). В схеме выявляются основные направгения химических изменений в состоянии г очв в зависимости от почвообразующих пород. Максимальная концентрация солей (в 1,3 раза превышающая эталон отмечается в почвах на элювии рис. 1 на глубине "олько 120-130 см. На делювии (2) в 63,8 раза максимум, пэевь шающий эталон поднят до отметки 50-60 см. Еще в большей степени (в 15 раз) и ближе к поверхности (20-30 см) засолены почвы на элювио-делювии (3) и солонцах на корах (4).

Конфигурация кривь х рис. 2 иллюстрирует повышенную геохимическую активность слоев на глубине 20-50 см 3 них максимально аккумулируются ионы легкорастворимых солей. Гипотетически образуются преимущественно соли хлористого натр/.». Кривые составляющих ее ионов близки между собою по величинам и глубинам распределения в почвах на корах. При сложившемся дефиците кальция следует полагать образование сульфата натрия в активном слсе и гипса з нижележащих. Остаточный характер

т i » •

Условные обозначения §1 Шг Юз

1 - почвы на корах выветривания; 2 - на элювио-делю-вии; 3 - на делювиальных отложениях

Рис. 2 Относительные величины засоления и концентрации ионов в профиле почв на разных почвообразую-щих породах

аккумуляции иона магния регистрируется при выщелачивании кальция (1:0,9-0,7). Характерно, что синтез этих солей активнее проявляется в почвах на корах, слабее -на элювио-делювиальных отложениях и мало заметен на делювии. Геохимическая природа этих процессов динамична в маломощном поверхностном спое. Нам представилось наблюдать, когда в течение влажного лета (АО -Тобольское«) в почвах опытного полигона солончаковые почвы выщелачивались от солей и морфологически солон-чаковатость не диагностировалась. В сухие годы на их месте повсеместно отмечались на поверхности выцветы солей. Подобные явления отмечались неоднократно и другими исследователями.

Выявляется, что биогеохимическими элементарными почвенными процессами (ЭПП) охвачена маломощная (40-50 см) толща профиля, ограниченная в основании плотным водоупором кор и элювио-делювия - «внутренний рельеф». По А.А.Роде [10] это форма и относительное положение грунтов, определяющие характер поверхностного и внутрипрофильного расгределения водных потоков и веществ. Ропь его в генезисе почв региона в принципе аналогична поверхностному рельефу. Сосредоточенные в ограниченном обьеме даже малые количества атмосферных осадков повышают интенсивность геохимической агрессии. Внутренним рельефом осуществляется характер и особенности горизонтального перемещения водно-сопевых потоков по элементам геохимического ландшафта.

Климатическими факторами определяется интенсивность сезонной цикличности вертикального водно-солево-го переноса. Для кор и продуктов их переотложення характерен «маятниковый» сезонный процесс засоления-рассоления с формированием остаточных пиков максимумов аккумупяции сопей (рис. 3). В рыхлых, переработанных денудацией, почвообразованием депювиапьных отпожениях эти явления выражены слабее

Как химические, так и физические характеристики состояний почв и пород степей Зауралья несопоставимы с Предуральскими. Структура организации твердой фазы и природа явлений и процессов ее изменений ближе в Зауралье к геологической, чем почвенной. Зависимость ее тем отчетливей, чем ближе к поверхности залегают коры

и продукты ее выветривания, чем менее активен почвообразовательный процесс.

К сожалению, изучение физических свойств почв и поч-вогрунтов региона (кроме морфологического) не привлекало внимание почзопедов. В.Д.Кучеренко (6] приводит некоторые результат исследований. Большинство же известных нам работ доводилось с узкой агрономической цепью оценки физического состояния.

Нами в 32 точках маршрутного прохода определены некоторые водно-физические константы. Привлечены материалы эезультатоз грунтоведческих исследований, проведенных Полтаво-Ерединской, Джетыгаринской и Оренбургской партиями. Однако разные задачи, методы, интерпретация результатов исследований затрудняет цепенаг.равпенное обобщение В габ-л. 2 приводятся наиболее характерные средние из 36 послойных определений некоторых параметров водно-физических свойств, объективно характеризующих физические особенности свойств почв резона.

Обращает внимание нарушение привычной закономерности в спожении профиля, текстуры его строения (поли-морфи^ность) поив не элювио-делювиальных корах. Относительно уплотненный горизонт А сменяется менее уплотненным (1,34 до' ,20-1,30 г/см3), глубже (70-80 см) плотным (1,54 г/см3) и очень плотным на глубине 120-120 см. Характерно для почв этого разряда очень резкое падение зодопрони.цазмости (на 85%) в гор. АВ и В. при послойном определении Застой воды во влажные годы в любом микропонижен ли и признаки пуговости - явление, обычное для региона. Важной особенностью является и отсутстзие корреляции, между константами водопроницаемости. впагсемкооти, плотности сложения по слоям и горизонтам.

Почвогрунты глубже 2-3 м практически водонепроницаемы, со слабоЕ-ыраженной водоподьемной способностью и низкой влагоотдачей,

Полиморфность профиля почв этого разряда - результат своэобоазной динамичности структуры организации твердой фазы, огредепяемой рядом факторов. Смешанный иллит-<оапи|-итово-хпоритовый, реже монтмориллонит-хлоритовый минералогический состав.

Обилие вторичного мелкорассеянного гипса придает граиулсметричес<о\лу составу облик опесчаненых гпин,

« ' * ' 0 12.« Н ГумуСА

Рис. 1 Гумусовые профили почв степей Зауралья

38____________ ВОПРОСЫ СТЕПЕВЕ: ДЕНИЯ. 1999 _ _ ______

мылких, шелковистых на ощупь. Резкая смена слоев по химическим свойствам определяет своеобразие в проявлении ЭПП Результаты ЭПП морфологически диагностируются в виде -«мрамооовидности«» профиля, языковатос-ти, потечности гумуса, выклинивания в горизонты АВ и В порсд. Часто регистрируется деформаиия слоев и друг ие проявления пепотурбации. Границы перехода горизонтов трудноустанавливаемые. Эти особенности находили всегда отражение в классификации («языковатые», «щель-ные», «орсхие чернозэмы», ««трещинные»). Почвы этого разрезг! рассечены с човерхности на значительную глубину широкими трещинами. Трещины - причина и следствие своеобразия генезиса почв региона, их структурной динамичности в организации твердой фазы.

Выше отмечалась н -1зкая водопроницаемость почв по профилю (табл. 2). Рез/льтаты определения этой константы на трещинных почвах шести полигонов определили ее как прозальную (>900 мм/сек).

При этом выявляется усиление горизонтального потока вод :ю кровле породы при ограниченном вертикаль-ном (20-35 см). Локалоное перенасыщение маломощной засоленной тел щи приводит к разрушению слабых коагу-ляционных (за счет растворения солеи) микроагрегатных связей мелкой и средней пыли, а !акже частичному дезагрегированию фракций вследствие разрыва кристаллизационных, опреоэпяемых гипсом. Кратковременное переувлажнение по трещинам вызывает покальное, очаговое увеличение объемов пассивных к микрооструктури-ванию фракций Преобладающие среди других легкора-створимые натриевыеооли (табл. 2) усиливают (в 2-3 раза) степени растворимости мепкорассеянного гипса. Следствием этого является разрушение кристаллизационной основы микроагрегиро-зани.я. усиления дисперсности твердой фазы почв этого разреза.

Следует учесть, что комплекс этих ЭПП протекает в далеко неоднородном по минералогическому, гранулометрическому и химическому составу профиля почв. Ис-

Таблица 2

Водно-физические свойства почь и почвогрунтов почв степей Заурагья_

Водные свойства

Почва, Глубина Объемная Предельно- Водопроницаемость Высота

образца, см масса. г/смл полевая капип- Водо-

почвообразующая влагоем- лярного отдача.

порода кость,% мм/час % подьема. м %

0-20 1,29 37 110 100 3,2*0,2 16-21

Чернозем 20-40 1,32 35 49 44 3,3±0.2

обыкновенный 50-60 1,32 38 33 30 3.5±0,2

на делювии, 70-80 1,34 28 31 28 2.3±0,2

подстилаемый 90-100 1,36 26 29 26 2.0*0,1

переотложенной корой 100-12С 1,38 21 воронвпрс-ниц. -

>200 1,56 не опр. 1.8 2-7

0-20 1,34 36 80 100 2,8*0,2

Солонцово-солончаковая 20-40 1,32 38 12 15 2.9*0,4

черноземная почва 40-50 1,30 37 8 10 3,9*0,4 3-10

на элювио-делювии 50-70 1,36 30 6 7 2.0±00,2

(переотложенная кора) 70-80 1,56 20 водонепрс >ниц.

>100 1,63 не опр. 1.7 2,3

ем

го остатка, %) по профилю почв, образованных на разных породах

Условные обозначения

В- ЕЗ' В'

1 - почва на делювиальных отложениях; 2 - на элювио-делювиальных; 3 - на корах

следователями Кучеренко В.Д.. Побединцевой И.Г., Сергеевым Е.М., Затенацкой Н.П. и др. [4,6,8,12] подчеркивалось. что коалинитовый состав твердой фазы почв отличается относительно прочными кристаллизационными связями агрегирования в присутствии гипса. Почвы слабо набухают, отличаются пониженным давлением набухания (0,15-0,4 МПа), слабой прочностью сложения и очень низким интервалом устойчивости (число пластичности). Изменения этих характеристик особенно рельеф-ны на глубинах 40-60 см (табл. 3). Данные таблицы иллюстрируют резкий контраст этих характеристик по сравнению с почвами преимущественно монтмориллонита-еого состава на делювии. Характерно, что для почв рассматриваемого разряда, для повышения степени неустойчивости физического состояния: разрушения, разуплотнения, усиления возможностей активной вертикальной и горизонтальной деформации, допустим очень узкий диапазон влажности (число пластичности - табл. 3). Даже при низкой влажности грунты испытывают максимальное разуплотнение. Пластическая плотность снижается в 6-20 раз. Породы и почзогружы из твердого состояния в естественном сложении переходят в мягко пластические, тягучие. Возросшее давление набухания на такие прослойки, чередующиеся в профиле, вызь ва-ют явления локальной педотурбации. Наши исследования показали, что увлажнение, сопровождающееся выщелачиванием, вызывает повышение величины давления набухания в почвах на продуктах кор с 0,15 до 0,75 МПа. в некоторых прослойках (20-35 см) свыше 0,90 МПа. В горизонтах с пло1ным остатком свыше 0,9% внутри-почвенное давление снижалось до 0,25 МПа. Вместо с этим значительное (в 6-25 раз) снижение прочности пластичности фиксировалось во влажных выщелоченных от солей слоях по сравнению с засоленными (табл. 3).

Роль трещин в верхних горизонтах почв не ограничивается локальной аккумуляцией вод, усилением процессов местного выщелачивания, диспергирования твердой фазы, результатом которых Является изменение ее физического состояния - подвижности и деформации.

Трещиноватость способствует быстрой смене водного режима: переувлажненио сменяется ритмичным иссушением, сопровождающимися усадкой. Усадка - сложный фи-

зико-химический процесс Помимо изменений в сложении почв при иссу пении активирует ЭПП образования вторичных минерагоЕ! и солей в ряду NaCI -* CaSO., -* NajSO^CaSOj н других. Усиливается обменная адсорбция натрия и кальция, частично магния (табл. 1, рис 2-3).

Следствием неравномерной смены температур и влажности, локальность которых усугубляется трещиноватос-тью, дисперсностью, твердой фазь в глубине профиля возникают сжимающие, а на поверхности растягивающие напряжения, превышающие прочность структурных связей. По нашим результатам исследований, проведенным в грунтоведческсй лаборатории П-Брединской геопартии. сжимаюшио силы усадки в почвах и грунтах Бре-динского и Адамсвсжсго полигонов составили: почвы на монтмориллониговых породах до 20 МПа, в пластичных коапинитовых по составу - до 38-40 МПа. Соответственно линейная усадка может достигать в последних 7-60 мм/м, при объемной усадке, в 2-3 раза превышающей линейную.

О роли трещин в стимулировании отмеченных выше ЭПП свидетельствует конфигурация солонцово-солон^аковых пятен на поверхности. Они чаще наблюдаются в форме вытянутых от плато к склонам по ходу трещин линейных потяжи I.

По этим далеко но полным данным результатов исследований можно преде гавить сложность извечных периодически повторяющихся ЭПП. остаточную результативность и специфику их при формировании структурной организации твердой фазы почв региона. Наиболее яркое выражение эти ЭПГ" находят в почвах сопонцово-солон-чакового типа составляющею основной компонент в ПП степей Зауралья и чр^валирующего на плато, повышенных элементах рельефа и склонах. Почвообразующей породой для них ^вляют^я коры выветривания. Для комплекса ЭПП почв этого типа характерны сезонная периодичность («маятниковость») цикла засоления-рассоления. В связи с этим солонцовый процесс выражен слабее, чем в солонцах Предуралья. Периодическая солончаковатость и дала основания предтолагать прошлую гидромсрфность поча этого типа.

Интенсивное? ь яепечий этого ряда снижена на почвах, образованных на элюзио-делювиальных отложениях. С

Таблица 3

Физические свойства почв и грунтов. Содержание -ипса

Набухание. %

Почвы, породы Глубина образца, см По объему нарушенного сложения ПИГ естественное сложение Прочность на разрушение кг/см3' Число пластичности Гипс, %

Чернозем обыкновенный на делювии, подстилаемый переотложенной корой 0-27 40-50 60-70 80-90 120-130 63 81 79 62 30 12 15 13 12 4 72 85 84 94 38 17 10 12 23 3 нет нет 0.7 0.1 0.9

Солонцово-со-лончаковая черноземная налереотпо-женной коре 0-25 25-35 40-50 80-90 >100 50 45 40 50 25 10 5 5 6 4 20 25 28 18 20 12 3 4 7 3 0.3 4.4 5.9 9,6 0,5

'Примечания, данные В.Д. Кучеренко

ВОПРОСЫ СТЕПЕВЕДЕНИЯ ,1999

40

повышением мощности желто-бурых делювиальных суглинков, изолирующих породы от собственно почвенного профиля, формируются почвы ближе к зональному подтипу. Однако и для них характерна пониженная энергия почвообразования. Замечено, что естественная стопная раститепьность в сипу специфической адаптации, в отличие от агроценоза, слабее, чем в Предуралье, реагирует на смену почвенного покрова. Выше подчеркивалась монотонность в подтиг.овом плане почвенного покрова раскинувшихся на сотни километров степей восточного склона горного Урала. В регионе нарушена привычная для степей Предуралья горизонтальная зональность. В большей степени выражена меридиональная, расположение геологических структур пенепленезиро-ванной горной страны.

Влияние литологии здесь настолько еелико, что сглаживается различив между почвами, комплексами составляющими структуру ПП. сформировавшимися под влиянием других почвообразователей. На первый план выступают особенности, обусповленные генезисом и свойства-ми пород. Почвы разных типов и подтипов на этих породах бпиже между собою по диагностическим признакам, чем каждая из этих типов почв с почвой того же типа, но образовавшаяся на другой породе.

Вероятно, это и учтено в новой (10] классификации почв для провинции Зауралья, не предусматривающей выделение томно-каштановых подтипов. Наметившиеся при анапизе СПП региона фрагменты особенностей генезиса почв, выявленных взаимосвязей их с элементами геохимических микро- и мезоландшафтов, представляют возможность положить в основу принципов типизации местностей и земель, экологической оценки, разработки адаптивных систем земледелия и в це-

пом оптимизации в эксплуатации почвенного покрова региона степей Зауралья.

ЛИТЕРАТУРА

1. Блохин Е.В. Экология почв Оренбургской области. Екатеринбург. 1937.

2. Блохин Е.В., Феде ров В.Н.. Федорова И.В. Агромелиоративные особенное- и орошаемых почв на корах выветривания // Эколо о экономические исследования водно-земельных ресурсоз Урала. Свердловск. 1981.

3. Бпохин Е.В., Федоров В.Н. Федорова И.В. Агромелиоративные особенности солонцов луговых Зауралья Свердловской области //Эколого-экономические исследования водно-земельных ресурсов Урала. Свердловск. 1981.

4. Затенацк&я Н.П. Закономерности формирования свойств засоленных тин. Изд-во «Наука». М. 1995.

5. Котин Н.П. К вопросу классификации почв равнинного Казахстана. АН КасССР, А-Ата, 1992.

6. Кучеренко В Д. Почвы южных степей Оренбургской области и их провинциальные особенности. Автореферат дис.... д-ра биол. наук. Казань. 1965.

7. Неуструез С.С. Естественные районы Оренбургской губернии. Географический очерк. Оренбург. 1918.

8. Побединцева ГП. Почвы на древних корах выветривания. Изд-во МГУ. 1575.

9. Петров В.П. Основы учения о корах выветривания. М.:Изд-во «Недра», 1£67.

10. Роде А А. Генезис почв и современные процессы почвообразования. Изд-во ««Наука», 1989.

11 .Симакова М.С. Почвенные ресурсы Рос. Федерации //Почвоведзниз. "996. N"1.

12. Сергеев Е.Н. Грунтоведение. Изд-во МГУ. 1990.

Some particularlities of soils on the barks of weathering and soil cover of Zaurals steppes Y.V.BIokhin

It is paid attention to monotory of structure of soil cover of soil subzones of Zaurals steppes determined by climate arld»2ation, originality of soil-forming rocks, decrease of activity and depth of soil formation. The work classification of rocks is offered. The hypothesis of forming of profile polymorphity as consequence of dinamic structure of organization of soil solid phase on different rock sections is being working out.