CC BY
15УДК 631.4
Г.А. Токсеитова
ОСОБЕННОСТИ МИКРОСТРОЕНИЯ ПОЧВ ОБСОХШЕГО ДНА АРАЛЬСКОГО МОРЯ
Казахский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии им. У.У. Успанова, 050060, Казахстан, Алматы, пр. аль-Фараби, 75в, tokseitova-2011@mail.ru
Аннотация. Приведены результаты микроморфологических исследовании почв обсохшего дна Аральского моря. Показано образование различных форм агрегатов, содержание растительных остатков на разных стадиях разложения, неравномерное распределение солеи с максимальным содержанием их в верхнеи части профиля и наличие глеевого процесса. Отмечено присутствие раковин моллюсков и их обломков по всему профилю почв. Выявлено содержание углеподобных растительных остатков, свидетельствующих о разложении их в анаэробных условиях, а также обрывков водорослеи, часто с карбонатным чехлом. Установлены и отличительные своиства почв в виде глинистои корки, характернои для такыров, увеличения содержания растительных остатков и рассоления поверхностного слоя от солончака приморского к слабозасоленнои солончаковои почве.
Ключевые слова: микроморфология, солончак, агрегаты, органическое вещество, глеевьш процесс.
ВВЕДЕНИЕ
До середины прошлого века Аральское море было четвертым по размеру внутренним водоемом планеты, уступая лишь Каспийскому морю, озеру Верхнему (крупнеишему из Великих озер Севернои Америки) и озеру Виктория в Африке. Сегодня Арал по площади уменьшился на три четверти, а по объему - примерно на девять десятых. Деградация Аральского моря началась в 1960-х, когда большая часть стока Сырдарьи и Амударьи стала через систему каналов забираться на орошение и хозяиственные нужды Туркмении, Узбекистана и Южного Казахстана. В результате море значительно отступило от своего берега, и обнажилось дно, покрытое морскими солями с примесью пестицидов и других химикатов [1].
Ведущим фактором формирования и развития почвенного покрова на обнажающихся поверхностях Аральского моря является пустынньш климат, определяю-щии в начальныи период после отступания моря повсеместное прогрессирующее засоление. Пути дальнеишего развития во многом определяются литологи-ческим составом донных отложении.
По мнению ряда авторов на большеи части обсохшего дна формируются солон-
чаки с сезоннои динамикои солеи по горизонтам и молодые примитивные почвы, в разнои степени засоленные, с неустано-вившеися динамикои солеи в профиле.
В условиях восточного побережья Аральского моря, обнажающееся морское дно сложено с поверхности супесями и суглинками, которые подстилаются слоистыми глинами и суглинками, содержащими от 0,4 до 1,5 % растворимых солеи хло-ридно-сульфатного и сульфатно-хлоридного состава. Здесь непосредственно к морю полосои ширинои в 2-4 км, примыкают солончаки приморские, лишенные растительного покрова. [2-4].
В даннои статье представлены результаты микроморфологического изучения почв обсохшего дна Аральского моря, полученные при выполнении проекта: «Оценка современного состояния сельскохозяиственных земель Восточного Приаралья».
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ Объектами исследовании являются: солончак морскои корковыи, солончак приморскии, солончак отакыривающии-ся и слабозасоленная солончаковая почва обсохшего дна Аральского моря.
Солончак морскои корковыи. Разрез 16А - на плоскои поверхности покрытыми единичными мелкими солянками. Проек-
тивное покрытие - 2-3 %. Высота - от 3-5 до 10-15 см. Поверхность почвы соляно-корковая, почти на 60 % покрыта ракушечником. Глубина разреза - 90 см. Вскипания от HCl - с поверхности. Соли: видимые блестки солеи в горизонтах 0-20 и 5590 см. Карбонаты: ракушки с поверхности.
Солончак приморскии. Разрез 10А заложен на плоскои поверхности с редкими кустиками карабарака, кермека, тамарикса. Проективное покрытие - 5-10 %. Глубина разреза - 100 см. А+В=12(22) см. Вскипания от HCl - с поверхности. Соли: выцветы солеи на корке. Карбонаты: на поверхности ракушки.
Солончак приморскии. Разрез 9А заложен на плоскои поверхности морского дна под кустарниково-солянковои растительностью (карабарак, кермек, солянка супротивнолистная, тамарикс). Проективное покрытие - 20-30 %. Высота кустарников от 50-60 до 120-150 см. Глубина разреза - 100 см. А+В=25 см. Вскипания от HCl - с поверхности. Соли: выцветы солеи на корке, а по профилю глубже 25-36 см -прожилки солеи. Карбонаты: на поверхности среднечисленные ракушки.
Солончак отакыривающиися средне-суглинистьш Разрез 11А - на ровнои мор-скои поверхности под кустарниковои растительностью (в основном - тамарикс). Проективное покрытие кустарниками -0,4-0,5 %. Высота кустарников до 150-180 см. Рядом с кустарниками и под кустарниками в небольшом количестве солянки и угнетенные молодые побеги тростника. Поверхность почвы покрыта корковыми трещинами. Глубина разреза - 85 см. Вскипания от HCl - с поверхности. Соли: Карбонаты: на поверхности среднечисленные ракушки.
Слабозасоленная солончаковая почва Разрез 22А заложен на плоскои поверхности под лебедои солончаковои. Глубина разреза - 80 см, А+В=12(30). Вскипание
от HCl - с поверхности, соли: по всему профилю, карбонаты - мелкие многочисленные ракушки - 5-30 см [4].
Изготовление почвенных шлифов и микроморфологическое описание проводились по общепринятои методике[5, 6].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Солончак морской корковый (разрез 16А)
Поверхностныи слои (0-5 см) солончака отличается высоким содержанием гипса, карбонатов в форме пропитки и ооидных образовании, а также других солеи с незначительным накоплением мелкозема, которыи занимает пространство между ними. Присутствуют многочисленные ракушки, большая часть их покрыта карбонатнои пленкои.
Ниже (5-11 см) содержание мелкозема увеличивается. Появляются единичные глинисто-солевые агрегаты и железисто-глинисто-карбонатные агрегаты, сохраняется большое количество кристаллов солеи и гипса. Среди мелкозема видны углистые частицы, вероятно, растительного происхождения. Содержание ракушков и их обломков остается довольно высоким.
На глубине 11-49 см отмечается ярко выраженная неоднородность окраски слоев, которая проявляется в пятнистости. При этом обесцвеченные микроучастки, чередуются с обогащенными гидроксида-ми железа. Некоторые из них столь интенсивно ожелезнены, что проявляются как полуизотропные. Все это свидетельствует об усилении процесса оглеения сверху вниз. Отмечается увеличение содержания углеподобных частиц, встречаются единичные окарбоначенные обрывки водо-рослеи, а также большое количество обломков раковин.
Нижняя часть профиля (80-90 см) представляет собои грязновато-бурого цвета песок с содержанием мелких и крупных обломков раковин моллюсков, с при-
месями гипса. На поверхности песчинок тонкая «одежда» глинисто-железисто-карбонатной массы. Глинистые зоны с потеками железа грязно-бурои окраски, от пропитки карбонатами кальцита.
Солончак приморский (разрез 10А)
Микростроение поверхностного слоя (2-12 см) солончака приморского представляет собои слабосвязанную сугли-нисто-солевую массу грязно-серого цвета, местами пропитанную железистыми соединениями, на фоне, которои обособляются карбонатные и глинисто-карбонатные структурные образования. В мел-коземистои массе преобладают «солевые» участки, образованные глинисто-карбонатными островками, ракушками и скоплениями гипса. Среди последних встречаются игловидные солевые агрегаты.
Верхняя часть глубже расположенного слоя (12-32 см) отличается наличием мелких мелкоземисто-карбонатных структурных образовании (агрегатов), пористостью и содержанием мелких корешков, а также прозрачных остатков растительных тканеи светло-желтои окраски, что является признаком минерализации, характерным гидроморфным почвам. Присутствуют многочисленные углистые частицы разных размеров в виде локальных скоплении. Вероятно, это обугленные формы растительных остатков (водорослеи), претерпевших глубокую трансформацию за длительныи период осадконакопления. Как и в вышеописанном солончаке здесь наблюдается высокое содержание карбонатов, гипса и ракушек. Прослеживается микрозональность по железу в виде интенсивнои пропитки тонкодисперсного материала и наличия пленок на стенках пор и трещин.
В среднеи и нижнеи части профиля (35-90 см) оглеение проявляется в перераспределении соединении железа, которое приводит к чередованию сизых учас-
тков с бурыми. Наблюдается более или менее интенсивное пропитывание суглинистого и глинистого материала железистыми соединениями. При этом микрозоны сегрегации железа оказываются более глинистыми. Вероятно, железо в какои-то степени предохраняет глину от выноса с грунтовым током.
В отдельных участках сохранились окарбоначенные обрывки водорослеи нитевиднои формы и обугленные растительные остатки мелких размеров.
Отмечено высокое содержание гипса и карбонатных образовании, с максимальным содержанием их на глубине 3545 см. Содержание раковин моллюсков и их обломков достаточно высокое.
Нижняя часть (80-90 см) профиля глинистая, бесструктурная, разделенная на слои тонкими трещинами. Повсеместно присутствуют ракушки с карбонатами на поверхности и скопления гипса.
Солончак приморский (разрез 9А)
Микроморфология поверхностного горизонта (0-5 см) солончака приморского представляет собои однородную рыхлую мелкоземисто-солевую массу, где соли представлены: пылевато-солевыми агрегатами, звездчато-пленочными агрегатами, чистыми солями, карбонатными образованиями (ооидами) и многочисленными скоплениями и одиночными кристаллами гипса и большим количеством ракушек.
Ниже обнажившиеся донные осадки представляют отложения морского характера преобразованную в мелкозе-мисто-солевую массу (5-15 см) желтова-то-серои окраскои за счет диффузного ожелезнения в виде примазок и охристых пятен.
Новообразования карбонатов представлены пропиточными формами, плотными пленками на поверхности ракушек и нодулями. В отдельных зонах обособляются глинисто-карбонатные, пылевато-
железисто-карбонатные структурные отдельности и многочисленные кристаллы легкорастворимых солеи. Наблюдаются скопления-россыпи гипса, а также различные сростки аллотриоморфных форм. В биогенных порах встречаются единичные остатки растительных тканеи. Много углеподобных образовании, вероятно, обрывки морских водорослеи, разложение, которых происходило при анаэробных условиях.
Глубже (16-55 см) мелкозем содержит ракушки с карбонатными пленками на поверхности, встречаются единичные остатки водорослеи в карбонатных «чех-лак». В отдельных слабоокарбоначенных участках просматривается глина чешуи-чатого строения. Содержание солеи несколько уменьшается, но остается довольно высоким. Гипс присутствует повсеместно в виде скоплении и одиночных кристаллов. Видны многочисленные углеподобные частицы. Интенсивность оглеения заметно возрастает сверху вниз. Отмечены выделения гидроксида железа в виде стяжении, пленок на стенках пор и сплошнои пропитки.
В горизонте 80-90 см появляются сизые и бурые пятна железистых новообразовании в виде своеобразных сегрегации и сплошнои пропитки, что указывает на усиление увлажненности. Отмечены участки, которые столь интенсивно оже-лезнены, что проявляются как полуизотропные [7,8]. Сизо-охристые пятна оглее-ния, вероятно, с углеподобным веществом темно-бурого почти черного цвета плотного сложения.
Плотные карбонатные скопления в виде конкреции неправильных форм, иногда с примесью железисто-глинистого вещества буроватого цвета. По краям изолированных пор и в зонах, прилегающих к ним, отмечаются карбонатные ореолы серого цвета, указывающих на
сравнительно быстрое испарение почвеннои влаги. Карбонатные новообразования видны и на поверхности обломков раковин моллюсков.
Практически весь гипс приурочен к крупным порам, где он встречается в виде плотных или рыхлых заполнении пор. Размеры кристаллов этих новообразовании колеблются существенно и зависят от концентрации и скорости подачи растворов от зеркала грунтовых вод.
Солончак отакыривающийся (разрез 11А)
Микроморфологически поверхнос-тныи слои (0-5 см) солончака отакырива-ющегося неоднородныи по сложению с содержанием ракушек во всем слое. Верхняя часть корки более плотная с округлыми крупными пузырьковыми порами, в нижнеи части - поры с изрезанными границами и вытянутои формы. Встречаются участки, в которых горизонтальные трещины растрескивания заполнены первичными минералами, вероятно, навеянным песком, ассимилирующимся в мелко-земисто-карбонатно-солевои массе, т.е. происходит запесчанивание отдельных зон [9]. Наряду с ними наблюдаются зоны, состоящие из плоских и округлых агрегатов. В межагрегатных пространствах расположены легкорастворимые соли, карбонаты и скопления гипса. Редкие корешки растении сосредоточены в биогенных порах. Отдельные зоны мелкозема пропитаны железистыми новообразованиями.
Нижележащии горизонт (5-15 см) состоит из округлых глинисто-карбонатных агрегатов. Крупных зон, обогащенных плазмои, не отмечается, что, вероятно, связано с переорганизациеи мелко-земистого материала в результате актив-нои дефляции. Количество углистых образовании и обугленных остатков растительного происхождения варьирует по отдельным зонам шлифа в виде скоплении и одиночных экземпляров. Содержа-
ние различных солеи и ракушек высокое. Заметно увеличение зон, обогащенных железистыми образованиями в виде пропитки.
В следующем слое (15-36 см) мелкозем представлен угловато-блоковыми образованиями. Состав плазмы не однороден из-за различного соотношения железистых, карбонатных и солевых компонентов. Наблюдаются участки с плитчатыми отдельностями, состоящими из округлых глинисто-карбонатных и карбонатных агрегатов разных размеров. Диагностируются грязно-бурые овально-округлые микроагрегаты, указывающие на длительное увлажнение солончака в прошлом. Присутствуют многочисленные углистые образования и обрывки нитеи водорослеи.
Общее содержание карбонатов и гипса уменьшилось по сравнению с вышележащими горизонтами.
Отмечены признаки процессов мобилизации перераспределения соединении железа, проявляющиеся в виде контрас-тнои микрозональности по железу. Оже-лезненные участки светло-бурои окраски (местами тусклои), свидетельствующеи об ослабевании процессов оглеения.
Горизонт на глубине 47-57 см имеет плотное сложение, низкую пористость и неоднородную окраску из-за зональности распределения сизых и ожелезненных участков с более или менее выраженнои размытостью границ. Вблизи пор контуры железистых пятен резче, а окраска несколько темнее, что, по-видимому, связано с более быстрым просыханием. В крупных порах видны друзы гипса, а мелкие поры заполнены карбонатами кальцита. Присутствуют многочисленные углистые образования, встречаются обрывки водорослеи в карбонатном чехле и остатки ракушек.
На глубине 75-85 см залегает глинис-тыи горизонт характеризующиися неоднородностью микростроения, связаннои
с перераспределением железа. На фоне глинисто-карбонатнои массы обособляются округлые карбонатные агрегаты слегка продолговатои формы, буроватои окраски от наличия железистых соединении. Крупные поры заполнены друзами гипса. Присутствуют остатки ракушек и углистые мелкие частицы.
Слабозасоленная солончаковая почва (разрез 22А).
Микростроение поверхностного горизонт (0-5 см) представляет собои пылева-то-суглинисто-солевую массу, в которои сосредоточены одиночные кристаллы гипса, карбонаты, целые ракушки и их остатки. В общеи массе четко обособляются слабосвязанные мелкоземисто-карбонатные агрегаты округлои формы, большая часть которых с буроватым оттенком от присутствия железистого материала. Горизонт достаточно порис-тьш. В биогенных порах видны свежие срезы корешков, разлагающиеся остатки растительных тканеи ярко-желтого цвета и обугленные формы. Ниже (5-12 см) наблюдается резкое уменьшение растительных остатков, часть которых с тонкои карбонатнои пленкои на поверхности. Появляются зоны, резко отличающиеся по сложению: рыхлые и плотные. Первые - пористые, состоящие из слабосвязанных округлых агрегатов, между которыми расположен гипс и легкорастворимые соли. Вторые - плотные участки представляют собои бесструктурные трещиноватые образования. Отмечается увеличение зон, обогащенных железистыми новообразованиями в виде диффузных колец, ноду-леи и сплошнои пропитки. Различные формы сегрегации железистых новообразовании являются показателем характера, интенсивности и продолжительности переувлажнения почв.
Глубже расположенные слои (12-80 см) - обнажения морских отложении разного механического состава, что проявля-
ется в неоднородности микростроения и перераспределения железа.
На глубине 31-41 см донные отложения состоят из более крупных первичных минералов и остатков раковин моллюсков, с примесями гипса с потеками железа грязно-бурои окраски. Здесь ярко выражена контрастность зон по окраске. Наблюдается чередование обесцвеченных участков с обогащенными гидроксидами железа.
Иное микросложение в нижнеи части профиля (70-80 см). Донные отложения имеют тяжелыи механическии состав. Менее выражен процесс оглеения по сравнению вышерассмотренными почвами, которыи проявляется в наличии рыхлои железистои пропитки и хлопьевидных новообразовании. Солевые новообразования представлены рыхлыми скоплениями кристаллов гипса в порах и участках вблизи их, а также карбонатами и обломочным кальцитом. Встречаются остатки ракушек и водорослеи. Присутствуют обугленные мелкие частицы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Микроморфологические исследования различных солончаков, и слабозасо-леннои солончаковои почвы, формирующихся на обсохшем дне Аральского моря, показали разные стадии почвообразования, проявляющиеся в образовании различного рода агрегатов (мелкоземисто-карбонатных, карбонатных и солевых агрегатов).
В почвах содержание растительных остатков увеличивается от морского солончака к слабозасоленнои солончако-ватои почве, при этом трансформация их идет по пути минерализации.
Присутствие обугленных мелких час-
тиц растительного происхождения свидетельствует о разложении их в анаэробных условиях.
Для всех рассмотренных солончаков характерно неравномерное распределение солеи по профилю: максимальное количество сосредоточено в верхних слоях, с глубинои содержание их уменьшается, но остается достаточно высоким.
Для рассмотренных почв характерно наличие раковин морских моллюсков и обломков по всему профилю, а также содержание обрывков водорослеи в нижнеи части почв.
Ярко выражен процесс оглеения, про-являющиися в перераспределении соединении железа, приводящии к чередованию сизых и бурых зон. Отмечены участки, столь интенсивно ожелезненные, что проявляются как полуизотропные.
Выявлены и некоторые отличительные признаки исследуемых почв. Так в солончаке отакыривающемся наблюдается образование глинистои корки с округлыми крупными пузырьковыми порами и порами с изрезанными границами, вытя-нутои формы, а также горизонтальных трещин, заполненных первичными минералами. Содержание углистых образовании и обугленных остатков варьирует по отдельным зонам. Отмечается ослабевание оглеения, на что указывает светло-бурая, местами тускловатая окраска оже-лезненных зон.
В слабозасоленнои солончаковатои почве заметное уменьшение общего содержания солеи, появились слабосвязанные агрегаты, и увеличилось количество растительных остатков. В верхнеи части профиля наблюдается ослабление процесса оглеения по сравнению с аналогич-
ными глубинами солончаков.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1 Снижение уровня Аральского моря [Электронныи ресурс]:/Материал из Вики-педии — свободнои энциклопедии - Режим доступа к энциклопедии http://ru.wikipedia.org/wiki, свободный.
2 Почвы Казахской ССР: Кзыл-Ординская область - Алма-Ата: Наука, - Выпуск 14. -1983. - 303 с.
3 Оценить влияние аридизации на трансформацию почв Казахстанского Приа-ралья и разработать научные основы повышения их биологическои продуктивности: отчет о НИР (заключительным)/ ТОО «КазНИИ почвоведения и агрохимии им. УУ Успа-нова»: рук. Козыбаева Ф.Е; исполн.: Томина Т.К., Хаибуллин А.С., Ажикина Н.Ж., Джа-мантиков Х. - Алматы, 2008. - 136 с. - ГР 0106РК00522. - Инв. № 0208РК00204.
4 Оценка современного состояния сельскохозяиственных земель Восточного При-аралья: отчет о НИР (годовои)/ ТОО «КазНИИ почвоведения и агрохимии им. УУ Успа-нова»: рук. Пачикин К.М.; исполн.: Ерохина О.Г., Токсеитова Г.А., Насыров Р.М., Шилде-баева С.К. - Алматы, 2012. - 69 с. - ГР 0112РК01756. - Инв. № 0212РК02852.
5 Мочалова Э.Ф. Изготовление шлифов с ненарушенным строением // Почвоведение - 1958. - № 10. - С.118-123.
7 Парфенова Е.И., Ярилова Е.А. Руководство к микроморфологическим исследованиям в почвоведении. - М.: Изд-во «Наука», 1977. - 197 с.
8 Цацкин А.И., Чижикова Н.П. О почвообразовании в плеистоцене в бассеине Верхнего Дона по микроморфологическим и минералогическим данным //Почвоведение. 1990. - № 12. - С. 94-106.
9 Лебедева-Верба М.П., Герасимова М.И. Микроморфология такыров и пустынного папируса юго-западнои Туркмении//Почвоведение. 2010. - №11. - С. 1315-1325.
ТYИIН Г.А. Токсеитова
АРАЛ ТЕЩЗ1НЩ КЕУ1П КЕТКЕН ТYБШЩ ТОПЫРАКТАРЫНЬЩ МИКРОК¥РЫЛЫМЫНЬЩ ЕРЕКШЕЛ1КТЕР1
в.О. Оспанов ат. Кцзац топырацтану жэне агрохимия гылыми зерттеу институты.
050060, К^азацстан, Алматы, аль-Фараби дацг., 75в, tokseitova-2011@mail.ru
Бул ма;алада кургаган Арал TeH,i3i тYбiндегi топыра;тарды микроморфологиялы; зерттеулершщ нэтижелерi келтiрiлген. Мунда агрегаттардьщ эртYрлi пiшiндерiнiн паида болуы, эртYрлi сатыда ыдырагандыгы, всiмдiк калдыктарынын мeлшерi e3repicKe ушырауын дэлелдеИтiн глеИлiк YPДiстщ паида болуы кврсетiлген. Топыра;тын кестш боиынша улулардын кабыршагы мен сыныктары кездеседi. 0сiмдiктердiн анаэробты; жагдайында ыдырауын куэландыратын квмiр тэрiздес всiмдiк калды;тары, карбонаттармен капталган балдырлардын Yзiндiлерi аны;талды. Та;ырлар Yшiн тэн сазды кабырша; тYрiндегi топыра;тын взгешелiк касиеттерi аны;талды, сондаи-а; тенiз боиы сортандарынан элсiз тузсызданган сортан топыра;тарга ;араи бетк кабаттын тузсыздануы жэне всiмдiк калдыктарынын мвлшерiнiн артуы баи;алды.
SUMMARY G.A. Tokseitova
FEATURES OF THE MICROSTRUCTURE OF SOILS OF THE DRIED BOTTOM OF THE ARAL SEA
Kazakh Research Institute of Soil Science and Agrochemistry named after U. U. Uspanov, Al Faraby Ave., 75b, 050060, Almaty, Kazakhstan, tokseitova-2011@mail.ru
The results of soil micromorphological studies of the Aral Sea's dried bottom. It was showed the formation of aggregates of various forms, the content of plant residues at different stages of decomposition, the uneven distribution of the presence of salts and gley process, showing the transformation of soils in arid conditions. Presence of shell of mollusks and their fragments on all profile of soils is noted. The contents the carbonaceous of the plant residues testifying to their decomposition in anaerobic conditions, and also fragments of algae is revealed, there are with a carbonate cover. Established distinctive properties of soils in the form of a clay crust, typical for takyrs, increases in the maintenance of the of the plant residues and desalinization the surface layer from saline soils seaside to the slightly saline soil.
