CC BY
0УДК 631.4
DOI: 10.24412/cl-37200-2024-758-761
НЕКОТОРЫЕ ПОЧВЫ ЛЕСОСТЕПИ ПРИБАЙКАЛЬЯ SOME FOREST-STEPPE SOILS OF THE BAIKAL REGION
Лопатовская О.Г., Иванова М.А.
Lopatovskaya O.G., Ivanova M.A.
Иркутский государственный университет, Иркутск, Россия Irkutsk State University, Irkutsk, Russia
E-mail: lopatovs@gmail.com, marinaivanova4865@mail.ru
Аннотация. Почвы формируются в условиях лесостепи, на выравненных участках и придолинных склонах, на кембрийских карбонатных и гипсоносных породах под действием слабоминерализованных и пресных гидрокарбонатных, гидрокарбонатно-сульфатных вод. В работе представлены результаты физических и химических свойств почв. Показан состав минеральной части в почвах на карбонатных красноцветных кембрийских отложениях. Для Прибайкалья характерно разнообразие почвенного покрова. Это обусловлено своеобразием биоклиматических условий, особенностями строения поверхности, рельефом, разнообразием почвообразующих пород, мерзлотными явлениями. Исследована серо-гумусовая типичная засоленная карбонатсодержащая, гипссодержащая почва и чернозем дисперсно-карбонатный загипсованный карбонатсодержащий, гипссодержащий. Особенностью почв Прибайкалья являются присутствие карбонатов кальция в средней и нижних частях профиля, насыщенность обменными кальцием и магнием. Легкорастворимые соли из водной вытяжки (в том числе токсичные) накапливаются в верхней части и в нижней части почвенного профиля. Токсичные соли представлены сульфатами магния и хлоридами натрия. В почве присутствует гипс. Гранулометрический состав в основном средне- и тяжелосуглинистый. В минералогическом составе преобладают: кварц, слюда, натриевые и калиевые полевые шпаты и карбонаты.
Ключевые слова: Прибайкалье, кембрий, почва, свойства почв, минералы.
Abstract. Soils are formed in forest-steppe conditions, on leveled areas and valley slopes, on Cambrian carbonate and gypsum-bearing rocks under the influence of weakly mineralized and fresh hydrocarbonate, hydrocarbonate-sulfate waters. The work presents the results of the physical and chemical properties of soils. The composition of the mineral part in soils on carbonate red-colored Cambrian deposits is shown. The Baikal region is characterized by a variety of soil cover. This is due to the unique bioclimatic conditions, peculiarities of the surface structure, relief, diversity of soil-forming rocks, and permafrost phenomena. Gray-humic soil and dispersed carbonate gypsum soil were studied. A feature of the soils of the Baikal region is the presence of calcium carbonates in the middle and lower parts of the profile, saturation with exchangeable calcium and magnesium. Easily soluble salts from water extracts (including toxic ones) accumulate in the upper and lower parts of the soil profile. Toxic salts are represented by magnesium sulfates and sodium chlorides. There is gypsum in the soil. The granulometric composition is mainly medium and heavy loamy. The mineralogical composition is dominated by quartz, mica, sodium and potassium feldspars and carbonates.
Key words: Baikal region, Cambrian, soil, soil properties, minerals.
Введение. Территория южной части Восточной Сибири, частью которой является Прибайкалье, включает в себя таежные, лесные, лесостепные и степные ландшафты. Почвообразование, в связи с особенностями природных условий здесь довольно специфичное. На территории близкой к Байкалу велика роль биоклиматических условий, влияния мерзлоты, экзогенных процессов, литологических особенностей. Особое внимание привлекает проблема интерпретация генезиса и классификации некоторых почв [1]. Не выяснены вопросы почвообразования и минералообразования на карбонатных, гипсоносных и засоленных кембрийских почвообразующих породах. Кроме того, недостаточно полноты обзора сведений о минералогическом составе почв, сформированных на двучленных отложениях Прибайкалья и профильном распределении крупных фракций минералов.
В процессе исследований необходимо было выявить физико-химические свойства и минералогический состав некоторых почв, сформированных на кембрийских породах. В качестве объекта исследования выбраны почвы Нукутского района, расположенного в юго-западной части Иркутской области.
Общий характер рельефа района холмисто-увалисто-равнинный. Район относится к Ангаро-Предсаянской лесостепной маловодной территории, частично закарстованной и заболоченной, со снеговым и дождевым питанием рек. В геологическом отношении породы представлены красноцветами, доломитами и известняками нижнего кембрия ангарской свиты. Красноцветные отложения верхнего кембрия представлены карбонатными (иногда гипсоносными) песчаниками, алевролитами и аргиллитами верхоленской свиты. Территория района относится к Ольхонско-Приангарскому сосново-лесостепному округу, Унгино-Осинскому подокругу, большая его часть - это степи и остепненные луга. Климат резкоконтинентальный с холодной, продолжительной зимой и жарким летом, часто возникают засуха, суховеи и пыльные бури [2].
Материалы и методы. В качестве объектов исследования были выбраны: чернозем дисперсно-карбонатный загипсованный и серогумусовая почва в лесостепной части Нукутского района. Большинство почв лесостепи и степи карбонатные. Карбонатный горизонт залегает на небольшой глубине, вследствие чего у большинства почв отсутствует или имеет слабое развитие подзолистый почвообразовательный процесс. Состав гумуса гуматный, реакция среды слабокислая, степень насыщенности основаниями высокая. Кроме этого, существует множество других свойств, типичных для почвенного покрова (несбалансированное распределение по горизонтали почв кварца, полевых шпатов, обломков пород, глинистых минералов, отсутствие глинистых натеков и другие) [1, 3].
Результаты исследований и их обсуждение. Почвы содержат в незначительных количествах легкорастворимые соли. В серогумусовой почве соли концентрируются в верхней части профиля, а в черноземе - в нижней (рисунок 1).
Чернозем дисперсно-карбонатный загипсованный
-20
-10
10
20
—I-е— 10
20 -
30 ИТ
40
5с!
7С 1 N.
80 и
90
Рисунок 1. Результаты анализа водной вытяжки.
В серогумусовой почве среди токсичных солей встречаются сульфаты магния (от 79 до 81%), хлориды натрия (от 3 до 4%). Нетоксичные соли представлены сульфатами кальция (5%) и карбонатами кальция (1,2-1,4%). В черноземе токсичные соли представлены сульфатами натрия и магния (67%). Нетоксичные соли - карбонатами кальция. Содержание легкорастворимых солей в сухом остатке серогумусовой почвы изменяется от 0,4 до 1,8%. Максимум солей содержится в средней части профиля. В черноземе дисперсно-карбонатном загипсованном сухой остаток изменяется от 0,4 до 0,6%.
В серогумусовой почве распределение суммы обменных катионов кальция и магния вниз по профилю почве равномерное. В черноземе дисперсно-карбонатном загипсованном содержание обменных катионов увеличивается сверху-вниз (1,4-4,1 мг-экв./100 г почвы). Это обусловлено промывкой склоновыми водами и миграций из верхних горизонтов в нижние. Показатель рН от нейтрального (6,5) до щелочного (8,5). Содержание гумуса от 7,1 до 3,3%.
В верхнем горизонте чернозема дисперсно-карбонатного загипсованного содержание карбонатов не обнаружено, а в нижней части до 22%. В серогумусовой почве в верхних горизонтах содержание карбонатов 11%, затем вниз уменьшается до 9,6%. Гранулометрический состав в основном средне- и тяжелосуглинистый. Показатели рН вниз по профилю постепенно возрастают от нейтральной (7,25) до щелочной (8,25). Содержание гумуса достигает 7,2%. Содержание гипса в профиле в верхних горизонтах 2%, в срединной толще до 10% [4].
Накопление и распределение минералов в почвенном профиле связано с почвообразующими породами и внутрипочвенным выветриванием. Визуальное определение минералов было проведено на неразрушенных образцах с помощь микроскопа TYPE-C/Micro USB plug into mobile phone. В серогумусовой почве в верхней и нижней части почвы выявлен кварц, полевые шпаты и слюды. В черноземе дисперсно-карбонатном загипсованном так же встречаются: кварц, полевые шпаты, слюды. В нижней части профиля - кварц, слюды, карбонаты и гипс.
Другой метод исследования минералов включал рентгеноструктурный анализ с помощью дифрактометра рентгеновского. Рентгеновский дифрактометр Shimadzu XRD-7000 оснащен высокотемпературной приставкой, позволяющей исследовать материалы при различных температурах (до 1200°С) [5].
Определение минералов с помощью рентгеноструктурного анализа, позволил определить присутствие отдельных минералов. Содержание кварца изменяется вниз по профилю от 53 до 29%. Незначительно меняется количество натриевых и калиевых полевых шпатов от 20 до 15%. В нижней части профиля на глубине 80-90 см, появляется хлорид титана, который образовался в процессе выветривания глинистых минералов (таблица 1).
Таблица 1
Содержание минералов в серогумусовой почве, %
Глубина, 0-10 см SiO2 52,69
CaCO3 13,12
NaAlSi3Os 12,55
Ca28Al57Si135O384 0,34
Fe3O4 1,23
(K0.82 Na0.18XFe0.03 Al^X AlSi3 )Ою(ОН)2 20,07
40-50 SiO2 30,04
CaCO3 9,46
NaAlSi3O8 14,00
Ca28Al57Si135O384 0,46
Ca(SO4)(H2O)2 15,24
Fe3O4 5,26
(K0.82Na0.18XFe0.03 Al1.97)(AlSi3)O10(OH)2 23,54
50-60 SiO2 48,26
CaCO3 9,97
NaAlSi3O8 12,17
Ca28 Al57 Si 135 O384 0,48
90-100 SiO2 28,50
CaCO3 14,56
NaAlSi3O8 11,58
Ca28Al57Si135O384 0,40
Ca(SO4)(H2O)2 28,69
H4(Ti4Si3O16)(H2O)8 1,34
(Kc.82Nac.18)(Fe0.03Al1.97)(AlSi3)O10(OH)2 14,94
В серогумусовой почве на глубинах в почве преобладают минералы: кварц (52,69%), натриевые и калиевые полевые шпаты (20,07%), карбонаты кальция (13,12%), альбит (12,55%). Кроме перечисленных в меньших количествах присутствуют анортит и магнетит. С глубины 10 см появляется гипс (3,32%). Общая закономерность в распределении элементов, отмечается буквально до глубины 80 см.
В черноземе дисперсно-карбонатном загипсованном присутствуют силикаты, полевые шпаты, альбит и анортит. В нижних горизонтах появляется кальцит. Сверху вниз по профилю изменяется содержание кварца от 50 до 45%, калиевых и натриевых полевых шпатов - от 30 до 13%. Минералы магнетита присутствуют в небольшом количестве (таблица 2).
Таблица 2
Содержание минералов в черноземе дисперсно-карбонатном загипсованном, %
Глубина, 0-30 см SiO2 50,69
(CH3)4 N Al Si3 O8 4,58
Na Al Si3 O8 15,46
(K0.82 Nac.1s) (Fe0.03 AI1.97) (Al Й3) O10 (O H)2 29,27
30-40 SiO2 49,67
CaCO3 10,86
NaAlSi3O8 12,47
Ca28 Al57Si135O384 0,31
Fe3O4 1,25
(K0.82Na0.1s) (Fe0.03 Al1.97)(AlSi3)O10(OH)2 25,44
40-60 SiO2 39,18
CaCO3 28,90
NaAlSi3O8 12,29
Ca28Al57Si135O384 0,18
Fe3O4 0,67
(K0.82Na0.18) (Fe0.03 Al1.97)(AlSi3)O10(OH)2 18,77
60-79 SiO2 45,21
CaCO3 27,73
NaAlSi3O8 14,12
Ca28Al57 Si135O384 0,23
Fe3O4 0,6
(K0.82Na0.18) (Fe0.03 Al1.97)(AlSi3)O10(OH)2 12,10
Содержание кремния уменьшается сверху вниз с 50,69 до 45,21%, полевых шпатов с 29,27 до 12,10%; содержание альбита не изменяется по почвенному профилю. Однако в профиле почвы заметно увеличение кальцита сверху вниз с 10,86 до 27,73%.
Заключение. Таким образом, для почв некоторых районов лесостепи Прибайкалья характерны: карбонатность материнских пород, насыщенность обменными основаниями, присутствие легкорастворимых солей (в том числе токсичных), гранулометрический состав от среднего до тяжелого, содержание гумуса невысокое, в нижних частях почвенного профиля встречается гипс. В минералогическом составе преобладание кварца, натриевых и калиевых полевых шпатов и карбонатов.
Список литературы
1. Корзун М.А., Кузьмин В.А. Почвы Иркутской области // Почвы Иркутской области, их использование и мелиорация. Иркутск,1979. С. 17-35.
2. Климат Иркутска / Под. ред. Ц.А. Швер, Н.П. Форманчук. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. С. 245.
3. Воробьёва Г.А., Корзун М.А. Новая интерпретация особенностей строения и свойств почв Приангарья // Проблемы использования и охраны почв Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: Наука, 1984. 240 с.
4. Южное Приангарье: особенности почвообразования на разновозрастных породах: путеводитель экскурсии к конференции, посвященной 90-летию кафедры почвоведения ИГУ / С.Л. Куклина, Г.А. Воробьева, А.А. Козлова, Н.Д. Киселева, О.Г. Лопатовская, Н.А. Мартынова, С.В. Коршунова; [отв. ред.: С.Л. Куклина, Г.А. Воробьева]. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2021. 71 с.
5. Дифрактометр рентгеновский Shimadzu XRD-7000 с системой поликапиллярной оптики. [Электронный ресурс]. URL: https://www.istu.edu/oborudovanie/element/52881/ (дата обращения: 10.03.2024).
