CC BY
63
ХИМИЯ ПОЧВ
УДК 631.415
ПОЧВЫ СКЛОНА И ПОЙМЫ РУЧЬЯ В ЦЕНТРАЛЬНО-ЛЕСНОМ
ЗАПОВЕДНИКЕ: НЕКОТОРЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СОСТАВ
ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ1
И.В. Ишкова, Е.С. Русакова, И.И. Толпешта, Т.А. Соколова
Палево-подзолистые почвы склонов ручья по сравнению с большинством таковых заповедника, развитых на плакорных позициях рельефа, в гор. Е имеют более кислую реакцию среды, значительно меньшее содержание почвенных хлоритов в составе тонких фракций и более низкую степень хлоритизации этих структур. Это можно объяснить недостаточным временем взаимодействия твердой фазы почвы с раствором в условиях быстрого бокового передвижения влаги. Дерново-глеевые почвы поймы ручья характеризуются высоким содержанием органического вещества, слабокислой реакцией среды в гор. А1 и нейтральной или слабощелочной — в нижележащих горизонтах в связи с присутствием карбонатов. Оба фактора обеспечивают функционирование этих почв как геохимического барьера, способствуя накоплению в них оксалатно-растворимых соединений железа и алюминия, поступающих с боковым внутрипочвенным стоком с вышележащих позиций и образующихся in situ.
Ключевые слова: катена, подзолистые почвы, дерново-глеевые почвы, почвенные хлориты.
Введение
Обширная информация о почвенном покрове и почвах Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника в основном касается почв, развитых в плакорных условиях или на пологих склонах элементов мезорельефа [1, 3, 7, 15, 20, 21]. Менее изученными остаются почвы долин мелких ручьев, дренирующих территорию заповедника. Вместе с тем химические свойства и минералогический состав этих почв самым тесным образом взаимосвязаны с процессами мобилизации, миграции и аккумуляции химических элементов в растворенном состоянии и в виде твердых частиц не только в пределах почвенных профилей, но и в геохимических ландшафтах.
Почвенный покров долин ручьев зависит прежде всего от глубины вреза ручья и крутизны склонов, определяющих условия дренажа. По этому признаку катены условно можно разделить на хорошо дренированные и плохо дренированные. В первом случае на плакорных участках и склонах преобладают палево-подзолистые, а в долине ручьев — дерново-глеевые почвы; во втором — катены включают болотно-подзолистые и торфяные почвы [6, 15].
В настоящей работе дана характеристика химических свойств и минералогического состава тонких фракций почв двух хорошо дренированных катен, включающих склон и пойму небольшого ручья. Ранее выполненное исследование органического вещества в почвах аналогичных катен заповедника показало, что дерново-глеевые почвы поймы ручья имеют содержание и запасы органического вещества, в 3—4 раза превышающие таковые в палево-подзолистых почвах плакорных позиций и склонов, характеризуются бо-
лее высоким отношением СГК:СФК и более высокой оптической плотностью гуминовых кислот [6].
Объекты и методы исследования
Специфика участка, на котором проводили исследования, — наличие в одной из его частей на плакорной позиции карстовой воронки. В работе [11] была дана характеристика развитых здесь палево-подзолистых почв. Профили, находящиеся на краю воронки и на расстоянии 10 м вне зоны видимого проявления карста, практически не отличались друг от друга по величине рН, содержанию и распределению гумуса, обменных магния, калия, натрия, профильному распределению оксалатно-растворимых соединений железа и минералогическому составу тонких фракций. Особенностью профиля, развитого на краю карстовой воронки, явилось несколько повышенное содержание обменного кальция, наличие вскипания и карбонатных обломков начиная с глубины 116 см.
Объекты данного исследования — почвы двух микрокатен, на которых были заложены четыре почвенных разреза, два из которых находились на крутом склоне к ручью, а два — в его долине (ручей — правый приток р. Межи, протяженностью около 500 м). Начало 1-й катены (рис. 1, А) — край карстовой воронки на плакорной позиции; на ее склоне заложены разр. 4-2007 палево-подзолистой и в пойме ручья разр. 5-2007 дерново-глеевой почв. Горизонт Е в разр. 4-2007 имеет более светлоокрашенные (морфон Е1) и более темные (морфон Е2) участки. Вероятно, это связано с процессами намыва и переотложения материала на склоне в процессе плоскостной эрозии. 2-я катена (рис. 1, Б) находится в 30 м выше по те-
1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 08-04-00159а).
Рис. 1. Схема 1-й (А) и 2-й (Б) катен: 1 — легкий суглинок, 2 — средний суглинок, 3 — тяжелый суглинок; 4 — каменистые обломки, 5 — включения хряща, 6 — изолиния значения рН 6, 7 — граница вскипания
чению ручья, вне зоны видимого проявления карста; здесь заложены разр. 6-2007 (палево-подзолистая почва) на склоне и разр. 7-2007 (дерново-глеевая почва) в пойме ручья. Уклон и протяженность склонов катен составляют приблизительно 12° и 15° и 17 и 8 м, превышение верхней точки склона над поймой ручья около 1,5 и 0,9 м соответственно.
Вдоль каждой из катен через каждые полтора метра бурили скважины до глубины 0,6—1,2 м (в зависимости от залегания моренного материала, обогащенного каменистыми обломками). В кернах, взятых колонкой через 10 см, определяли гранулометрический состав (органолептически) и величину рН (потенциометрически). Результаты в схематической форме представлены на рис. 1.
Как видно из рис. 1, все почвы развиты на исходно двучленной породе. Верхний нанос представлен легким опесчаненным суглинком, нижний — тяжелосуглинистой красно-бурой мореной с примесью валунов и каменистых обломков, иногда карбонатных. Граница между наносами, граница вскипания и изолиния значения рН, равного 6, проходят примерно параллельно поверхности склона, хотя и не полностью ее повторяют. В почвах поймы ручья изолиния значения рН, равного 6, подходит к поверхности, а в профилях наблюдается вскипание с глубины 40—50 см.
Растительность на склоне представлена разреженным древостоем, состоящим из вяза, клена, осины, березы, ели и рябины; в напочвенном покрове преобладают зеленые мхи, кислица и неморальное разнотравье (звездчатка, печеночница и др.). В пой-
ме ручья также встречаются единичные деревья, а в напочвенном покрове преобладают папоротники, зеленчук, аконит и крапива.
Химические анализы выполняли общепринятыми методами [5]. Результаты рассчитывали на воздушно-сухую навеску. Илистую и тонкопылеватую фракции разделяли методом отмучивания [2], по его результатам рассчитывали содержание фракций. Минералогический состав тонких фракций определяли методом рентгенодифрактометрии [17], количественный состав отдельных групп глинистых минералов устанавливали по методике Корнблюма [10], но с введением поправки на LP-фактор для монокристалла [14].
Результаты и их обсуждение
Почвы склонов (разрезы 4-2007 и 6-2007) при полевом описании были отнесены к палево-подзолистым из-за палевого цвета гор. Е и следуя сложившейся традиции [7, 20, 21]. Генезис этих почв, так же как палево-подзолистых плакорных позиций, не вполне ясен и нуждается в дальнейшем изучении. Проблема генезиса и определение их классификационного положения осложняются повсеместным распространением двучленных почвообразующих пород [12, 13]. При этом нижняя граница верхнего наноса часто совпадает с нижней границей горизонта, который при полевом описании индексируется как гор. Е. Таким образом, в профиле отсутствует собственно материнская порода, т.е. «эталон», с которым можно было бы сопоставлять свойства и состав горизонтов АЕ и Е.
Палево-подзолистым почвам склонов свойственны большая мощность гор. АЕ (10—15 см) при высоком содержании в нем Сорг. (2,3—2,8%) (табл. 1). Такая мощность может быть связана с намывом материала с вышележащего участка в процессе плоскостной эрозии. Этот участок представляет собой слабонаклонный макросклон (уклон ~1°), который сейчас занят лесом, но 20—30 лет тому назад он распахивался, что могло способствовать развитию эрозионных процессов. В разр. 4-2007 темноокра-шенный морфон, обозначенный как Е2, имеет повышенное содержание органического вещества, что также может быть результатом намыва обогащенного им материала с вышележащих позиций. Кроме того, известно, что подзолистым почвам заповедника вообще свойственно высокое содержание Сорг. в гор. АЕ в связи с широким распространением ветровалов [3] и накоплением в этих горизонтах недоразложившихся растительных остатков [8, 18].
В дерново-глеевых почвах поймы ручья количество органического вещества гораздо выше, чем в палево-подзолистых, причем не только в гор. А1, но и в нижележащем гор. В, что согласуется с литературными данными [6]. Эта особенность связана с наличием здесь богатой травянистой растительности, а также с поступлением растительных остатков со склонов и участка долины, находящегося вверх по течению ручья, в периоды снеготаяния и сильных дождей, когда активизируется поверхностный сток.
Таблица 1
Общие химические свойства исследованных почв
Горизонт, глубина, см рНвод рНсол Сорг., % Обменные, смоль (+)/кг
Са2+ м§2+ К+ А13+ Н+ Е
Разрез 4-2007 (склон)
LFH 0-5 6,46 5,52 58,8* 12,74 2,5 8,94 1,35 0,62 3,65 29,80
АЕ 5-15 5,01 4,07 2,79 3,00 0,6 0,5 0,36 0,32 0,12 4,9
Е1 15-30 5,02 3,96 0,68 2,0 0,3 0,24 0,36 1,40 0,03 4,33
Е2 25-50 5,23 4,01 1,05 2,0 0,3 н/о** 0,18 0,82 0,06 3,36
ПББ 60-70 5,46 3,92 0,19 2,9 0,5 0,24 1,62 0,99 0,03 6,28
Разрез 6-2007 (склон)
LFH 0-2 6,00 5,33 59,4* 11,49 4,50 н/о н/о 0,07 2,15 18,21
АЕ 2-21 4,33 3,62 2,32 0,60 0,50 0,24 1,79 2,71 0,18 6,02
Е 21-40 4,66 4,12 0,43 0,00 0,50 н/о 0,72 2,37 0,04 3,63
ПББ 60-70 5,41 3,96 0,12 2,89 0,00 0,24 1,79 1,23 0,03 6,18
Разрез 5-2007 (пойма)
LFH 0-2 6,53 5,88 48,3* 17,23 4.55 7,17 6,49 0,00 3,01 38,45
А1 2-32 6,07 5,30 3,56 6,50 0.90 1,49 1,15 0,04 0,10 10,18
В 32-41 7,51 н/о 1,80 4,46 0,00 1,06 0,91 0,00 0,02 6,45
ПББСа 41-70 8,29 н/о 0,12 н/о н/о н/о н/о н/о н/о н/о
Разрез 7-2007 (пойма)
LFH 0-2 5,72 5,44 85,7* 16,93 4,48 3,12 2,44 0,00 1,04 26,97
А1 2-30 6,05 5,26 2,54 6,00 0,40 0,54 0,46 0,03 0,04 7,47
В 30-50 6,78 6,19 1,42 4,99 0.00 0,54 0,46 0,05 0,02 6,06
ПВБСа 50-70 8,19 н/о 0,21 н/о н/о н/о н/о н/о н/о н/о
Донные отложения ручья
Под 1-й катеной 6,35 5,61 2,37 3,10 0,70 1,72 1,33 0,02 0,04 6,91
Под 2-й катеной 6,26 5,48 1,31 3,80 0,50 0,54 0,46 0,02 0,04 5,36
* Потеря при прокаливании; **н/о — не определяли.
Профиль палево-подзолистых почв склонов четко дифференцирован по кислотно-основным характеристикам (табл. 1). Органогенный горизонт имеет слабокислую реакцию среды, что можно объяснить богатством основаниями опада широколиственных пород, преобладающих в древостое [16]. Близкая к нейтральной реакция водных суспензий этих горизонтов сочетается тем не менее с наличием в ППК обменного водорода. Нижележащие минеральные горизонты АЕ и Е характеризуются кислой и даже сильнокислой реакцией среды, причем значения рН солевой суспензии опускаются ниже 4. В элювиальных горизонтах палево-подзолистой почвы 2-й катены (разр. 6-2007), находящейся вне зоны видимого проявления карста, реакция среды более кислая. Такие низкие значения рН в гор. Е (4,66 и 4,12 в водной и солевой суспензиях соответственно) не свойственны большинству палево-подзолистых почв заповедника, развитых в плакорных условиях [15]. Можно предположить, что эта особенность палево-подзолистых почв склонов связана с интенсивным выносом оснований из горизонтов АЕ и Е с боковым внутрипочвенным стоком по водоупору — моренным отложениям более тяжелого гранулометрического состава. И.С. Васильевым [4] выявлена большая роль бокового стока в
почвах заповедника, занимающих склоновые позиции в рельефе. В пределах горизонта подстилающей породы, где боковой сток затруднен из-за низкой водопроницаемости, его роль снижается, и значения рН водной суспензии возрастают. Обменная кислотность во всех минеральных горизонтах обусловлена обменным алюминием.
Состав обменных катионов в профилях палево-подзолистых почв склонов в целом согласуется с закономерностями изменения рН. Максимальное содержание обменных оснований присуще органогенному горизонту, в гор. Е оно резко снижается, особенно в почве 2-й катены, находящейся вне зоны видимого проявления карста. Количество обменного кальция в подзолистом горизонте этой почвы ниже предела обнаружения, а обменная кислотность превышает сумму обменных оснований. Эту особенность также можно объяснить интенсивным выносом оснований с боковым внутрипочвенным стоком. В горизонте подстилающей породы содержание обменных кальция и натрия снова возрастает.
Дерново-глеевые почвы поймы ручья характеризуются слабокислой реакцией в подстилке и гор. А1. В нижележащих горизонтах В и IIBD появляются обломки карбонатных пород, и реакция становится
Рис. 2. Рентгенодифрактограммы тонких фракций: А — разр. 4-2007, гор. АЕ, фракция
< 1 мкм; Б — разр. 6-2007, гор. Е, фракция 1-5 мкм; В — разр. 6-2007, гор. А1, фракция
< 1 мкм; Г — разр. 5-2007, гор. В, фракция
< 1 мкм; Д — разр. 7-2007, гор. А1, фракция < 1 мкм; 1 — исходный препарат в Mg-форме, 2 — насыщенный глицерином, 3 — прокаленный
при 350°, 4 — прокаленный при 550°
слабощелочной (рис. 1, табл. 1). Донные отложения, взятые из русла ручья, имеют слабокислую реакцию, а в составе обменных катионов преобладает кальций (табл. 1).
В соответствии с содержанием органического вещества и гранулометрическим составом по профилю изменяется сумма обменных катионов, т.е. эффективная ЕКО. В палево-подзолистых почвах склонов ее максимальные величины свойственны органогенным горизонтам, минимальные — подзолистым горизонтам Е из-за легкого гранулометрического состава и низкого содержания гумуса. В горизонтах ПBD значения эффективной ЕКО увеличиваются в связи с утяжелением гранулометрического состава. В дерново-глеевых почвах поймы ручья она снижается с глубиной параллельно уменьшению содержания Сорг. (табл. 1).
В работе [22] было показано, что содержание оксалатно-растворимых соединений железа и алюминия в палево-подзолистых почвах склонов максимально в горизонтах АЕ и Е; в органогенных горизонтах и в подстилающей породе оно снижается в несколько раз. Относительно органогенных горизонтов это можно объяснить тем, что их расчет вели на воздушно-сухую навеску, а в случае горизонта IIВD — слабым
влиянием на подстилающую породу процессов современного почвообразования.
Аналогичные закономерности профильного распределения оксалатно-рас-творимых железа и алюминия свойственны также палево-подзолистым почвам плакор-ных позиций [11, 15, 22], но здесь во всех генетических горизонтах их содержание выше, чем в соответствующих горизонтах почв склонов. Это отличие можно объяснить более интенсивным промыванием почв склонов за счет бокового внутрипоч-венного стока в надморенных горизонтах на фоне кислой реакции среды.
Было показано также, что в горизонтах А1 и В дерново-глеевых почв поймы ручья и в его донных отложениях наблюдается повышенное содержание оксалатно-растворимых соединений железа и алюминия по сравнению не только с палево-подзолистыми почвами склонов, но и с другими почвами, распространенными на плакорных позициях рельефа. Таким образом, почвы поймы ручья и его донные отложения представляют собой области аккумуляции оксалатно-растворимых соединений вышеуказанных элементов, вероятно, в форме органо-минеральных комплексов [22]. Аккумуляции этих соединений в почвах поймы способствует высокое содержание органического вещества и близкая к нейтральной реакция среды.
Минимальное содержание ила в горизонтах АЕ палево-подзолистых и А1 дерново-глеевых почв частично можно объяснить неполным его выделением методом отмучивания по Айдиняну. Во всех профилях при переходе к подстилающей породе содержание илистой фракции увеличивается (табл. 2).
В палево-подзолистых почвах склонов основными глинистыми минералами в илистой и тонкопылеватой фракциях исследованных почв являются каолинит, иллит и лабильные минералы, представленные преимущественно вермикулитом (табл. 2, рис. 2). В отдельных образцах из горизонтов АЕ и Е присутствует почвенный хлорит. В большинстве образцов из всех горизонтов есть смешанослойные минералы, в которых с тенденцией к упорядоченности чередуются иллитовые и лабильные пакеты и которые диагностируются по рефлексу 1,2 нм в исходных образцах в
Mg-форме (рис. 2, А, Б, кривые 1). Лабильные пакеты могут быть представлены смектитом (при этом наблюдается изменение дифракционной картины в области 1,0-1,4 нм при насыщении глицерином (рис. 2, А, кривые 1, 2) или вермикулитом (дифракционная картина не меняется при насыщении глицерином — рис. 2, Б, кривые 1, 2).
Во всех образцах тонкопылеватая фракция по сравнению с илистой содержит меньше лабильных минералов и больше иллита, хлорита и кварца, в ней присутствуют также полевые шпаты, которых во фракции ила нет.
Такая ассоциация минералов в составе тонких фракций в целом достаточно типична для палево-
подзолистых почв заповедника, занимающих плакор-ные позиции рельефа [9, 19, 23 и др.]. Вместе с тем почвы склонов имеют определенные отличительные черты в составе глинистых минералов, особенно в гор. Е, развитом в пределах верхнего наноса. В палево-подзолистых почвах плакорных участков одним из основных компонентов илистой фракции в этом горизонте являются почвенные хлориты, соответствующие средней стадии хлоритизации, что подтверждается широким диффузным пиком в области 1,0-1,4 нм. При этом изучение алюминия в системе твердая фаза почвы ^ почвенный раствор и полевые модельные эксперименты по изменению глинистых минералов в разных горизонтах дают основание заключить, что поч-
Таблица 2
Содержание и минералогический состав фракций ила и тонкой пыли
Горизонт Фракция, мкм Содержание фракции, % Минералы
% от суммы полуколичественная оценка*
каолинит + хлорит иллит лабильные хлорит почвенный хлорит смешанослойные иллит-вермикулит, иллит-смектит смешанослойный хлорит-вермикулит кварц
Палево-подзолистая почва, разр. 4-2007 (склон)
AE < 1 1 47 30 23 + ? + - +
E1 < 1 10 51 28 21 + ? ++ - +
E2 < 1 5 47 28 25 ? + + - +
IIBD < 1 20 42 34 24 - - + - +
AE 1-5 1 44 42 14 + + + - ++
E1 1-5 9 50 33 17 + ? + - ++
E2 1-5 8 51 31 18 + + + - ++
IIBD 1-5 6 50 33 17 + - + - ++
Палево-подзолистая почва, разр. 6-2007 (склон)
AE < 1 1 46 44 10 + + ? - +
E < 1 4 47 30 23 ? + ? - +
IIBD < 1 18 31 37 32 - - + - +
AE 1-5 1 52 29 19 + + ? - ++
E 1-5 5 57 34 9 + + + ? ++
IIBD 1-5 2 48 35 17 + - + - ++
Дерново-глеевая почва, разр. 5-2007 (пойма)
А1 < 1 1 39 39 22 ? + ? - +
В < 1 16 33 51 16 - - ? - +
IIBDg < 1 16 33 50 17 - - + - +
А1 1-5 1 48 48 4 + - - + ++
В 1-5 3 н/о** н/о н/о ? - ? + ++
IIBDg 1-5 4 38 53 9 + - - - ++
Дерново-глеевая почва, разр. 7-2007 (пойма)
А1 < 1 1 46 43 11 + ? ? ++ +
В < 1 3 45 40 15 + - ? + +
IIBDg < 1 18 31 47 22 + - + - ?
А1 1-5 3 н/о н/о н/о + - ? + ++
В 1-5 43 44 13 + - ? + ++
IIBDg 1-5 57 42 1 + - ? - ++
Донные отложения ручья под разрезами 6 и 7
<1мкм н/о 43 39 17 + - ? + +
* — отсутствует, + — присутствует в небольших количествах, ++ — среднее содержание, +++ — высокое содержание, ? — присутствие минерала возможно, но однозначно не диагностируется; н/о — не определяли.
венные хлориты в гор. Е подзолистых почв плакорных позиций образуются аградационным путем в процессе современного почвообразования [23, 26, 27].
В палево-подзолистых почвах склонов в горизонтах АЕ и Е почвенного хлорита мало, и он соответствует самым начальным стадиям хлоритизации, что определяется только по слабой асимметрии пика 1,0 нм после прокаливания образца при 350° (рис. 2, В, кривая 3). Очевидно, в гор. Е почв склонов условия для процесса хлоритизации менее благоприятны, чем таковых почв плакорных участков. Можно предположить, что это связано с интенсивным боковым внутрипочвенным стоком, при котором продолжительность контакта твердой фазы почвы и раствора, содержащего гидроксокомплексы алюминия, недостаточно для того, чтобы произошло их внедрение в межпакетные промежутки лабильных минералов с последующей полимеризацией. В разр. 6-2007 дополнительным фактором, препятствующим формированию почвенных хлоритов, может быть сильнокислая реакция среды. Кроме того, на склонах ранее мог переотлагаться материал, снесенный с повышенных элементов рельефа в те времена, когда на плакорных позициях и макросклонах большие площади были заняты пашнями. В пахотные почвы, по всей вероятности, вносили известкующие материалы и минеральные удобрения, что могло приводить к растворению прослоек гидроксида алюминия в почвенных хлоритах [24, 25].
Дерново-глеевые почвы поймы ручья отличаются от палево-подзолистых почв склонов более высоким содержанием иллитов по всему профилю, особенно в горизонтах В и IIБD (рис. 2, Г, кривые 1—4). Эту закономерность можно объяснить наличием в профилях дерново-глеевых почв большого количества валунов и щебня, в том числе и гранитного состава, которые являются постоянным источником свежего слюдистого материала. Кроме того, лабильные минералы как более тонкодисперсные могут преимущественно уноситься водным потоком вниз по течению ручья. Его донные отложения характеризуются повышенным содержанием иллитов по тем же причинам.
Еще одной особенностью минералогического состава тонких фракций дерново-глеевых почв поймы ручья является присутствие минерала, обозначенного в табл. 2 как неупорядоченный смеша-нослойный хлорит-вермикулит, ранее не описанный в составе тонких фракций почв заповедника. На рентгенограммах прокаленных при 350° образцов этот минерал дает самостоятельный «горб» в области 1,25-1,16 нм, отделенный от острой симметричной вершины пика 1,0 нм (рис. 2, Д, кривая 3), причем при прокаливании при 550° не достигается полного сжатия решетки. Такие особенности дифракционного спектра позволяют отличить указанный минерал от почвенных хлоритов, которые при прокаливании при 350° дают или асимметричный пик в области 1 нм, или сплошное диффузное рассеяние в области 1,0-
1,4 нм, и кристаллическая решетка которых обычно сжимается до 1,0 нм в результате прокаливания при 550° [17]. Генезис этого минерала не вполне ясен, но можно предположить, что он является продуктом современного или древнего выветривания собственно хлоритовых минералов.
Выводы
1. Палево-подзолистые почвы склонов и дерново-глеевые почвы поймы ручья на участке проявления карстовых образований характеризуются менее кислой реакцией среды, меньшими величинами обменной кислотности и более высоким содержанием обменного кальция по сравнению с аналогичными почвами вне зоны видимого проявления карста.
2. Палево-подзолистые почвы склонов ручья на участке вне зоны видимого проявления карста имеют более кислую реакцию среды в гор. Е, чем большинство палево-подзолистых почв заповедника, развитых на плакорных позициях рельефа. Эту закономерность можно объяснить интенсивным выносом оснований с боковым внутрипочвенным стоком по водоупору, которым является подстилающая тяжелосуглинистая морена.
3. По сравнению с палево-подзолистыми почвами плакорных позиций таковые склонов в гор. Е имеют значительно меньшее количество почвенных хлоритов в составе тонких фракций и меньшую степень хлоритизации этих структур. Предполагается, что эта особенность связана прежде всего с недостаточным временем взаимодействия твердой фазы почвы с раствором в условиях быстрого бокового передвижения влаги.
4. Дерново-глеевые почвы поймы ручья характеризуются высоким содержанием органического вещества и слабокислой реакцией среды в гор. А1 и нейтральной или слабощелочной реакцией в нижележащих горизонтах в связи с присутствием карбонатов. Оба фактора обеспечивают функционирование этих почв как геохимического барьера, способствуя накоплению в них оксалатно-растворимых соединений железа и алюминия, поступающих с боковым внутрипочвенным стоком с вышележащих позиций и образующихся in situ.
5. Спецификой минералогического состав тонких фракций дерново-глеевых почв поймы ручья является повышенное содержание иллитовых минералов, что объясняется наличием большого количества валунов и щебня, в том числе и гранитного состава, которые являются постоянным источником свежего слюдистого материала. Еще одной особенностью минералогического состава является наличие смешанослойного минерала, предварительно диагностированного как неупорядоченный хлорит-вермикулит, ранее не описанного в почвах заповедника. Генезис этого минерала не вполне ясен, но можно предположить, что он является продуктом современного или древнего выветривания собственно хлоритовых минералов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абрамова М.М. Сезонная изменчивость некоторых химических свойств лесной подзолистой почвы // Тр. Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. 1947. Т. 25.
2. Айдинян Р.Х. Извлечение ила из почв: краткая инструкция. М., 1960.
3. Васенев И.И., Таргульян В.О. Ветровал и таежное почвообразование. М., 1995.
4. Васильев И.С. Водный режим подзолистых почв // Тр. Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. 1950. Т. 32.
5. Воробьева Л.А.. Химический анализ почв. М., 1998.
6. Добровинская Г.Р., Урусевская И.С. Органическое вещество почв катен южной тайги // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1999. № 4.
7. Карпачевский Л.О., Строганова М.Н. Почвы Центрально-лесного заповедника и их экологическая оценка // Динамика, структура почв и современные почвенные процессы. М., 1987.
8. Кирюшин А.В., Соколова Т.А., Глебова Г.И. Содержание и состав органического вещества в тонкодисперсных фракциях лесных подзолистых и болотно-подзолистых почв // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2002. № 3.
9. Кирюшин А.В., Соколова Т.А., Дронова Т.Я. Минералогический состав тонкодисперсных фракций подзолистых и торфянисто-подзолисто-глееватых почв на двучленных отложениях Центрального Лесного заповедника // Почвоведение. 2002. № 11.
10. Корнблюм Э.А., Дементьева Т.Г., Зырин Н.Г., Бири-на А.Г. Изменение глинистых минералов при образовании южного и слитого черноземов, лиманной солоди и солонца // Почвоведение. 1972. № 1.
11. Маряхина Н.Н., Максимова Ю.Г., Толпешта И.И., Соколова Т.А. Химико-минералогическая характеристика подзолистых почв Центрально-Лесного заповедника в местах распространения карстовых образований // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2009. № 3.
12. Пузаченко Ю.Г., Желтухин А.С., Козлов Д.Н. и др. Центрально-лесной государственный природный биосферный заповедник (популярный очерк). М., 2007.
13. Пузаченко Ю.Г., Козлов Д.Н., Зарецкая Н.Е. и др. Геоморфологическая история развития территории Центрально-лесного заповедника // Летопись природы. Кн. 44 за 2004 г. Пос. Заповедный, 2005.
14. Пущаровский Д.Ю. Рентгенография минералов. М., 2000.
15. Регуляторная роль почвы в функционировании таежных экосистем. М., 2002.
16. Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органического вещества и биологический круговорот в основных типах растительности. М.; Л., 1965.
17. Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Толпешта И.И. Глинистые минералы в почвах: Учеб. пособие. М., 2005.
18. Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Толпешта И.И., Иванова С.Е. Взаимодействие лесных суглинистых подзолистых почв с модельными кислыми осадками и кислотно-основная буферность подзолистых почв. М., 2001.
19. Соколова Т.А., Трофимов С.Я., Толпешта И.И. и др. Глинистый материал в почвах Центрально-Лесного заповедника в связи с вопросами их генезиса и классификации // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1990. № 4.
20. Строганова М.Н., Бондарь В.И., Карпачевский Л.О. Морфологическое строение и структурная организация подзолистых почв южной тайги // Почвообразование в лесных БГЦ. М., 1989.
21. Строганова М.Н., Урусевская И.С., Шоба С.А., Щепи-хина Л.С. Морфогенетические свойства почв Центрально-Лесного государственного заповедника, их диагностика и классификация // Генезис и экология почв Центрально-Лесного государственного заповедника. М., 1979.
22. Толпешта И.И., Соколова Т.А. Соединения алюминия в почвах различных ландшафтов южной тайги (на примере почв Центрально-Лесного заповедника) // Эволюция почвенного покрова. Труды V Междунар. конф. «Эволюция почвенного покрова: история идей и методы, голоценовая эволюция, прогнозы». Пущино, 26—31 октября 2009 г. Пущино, 2009.
23. Толпешта И.И., Соколова Т.А., Бонифачио Э. и др. Почвенные хлориты в подзолистых почвах разной степени гидроморфизма: происхождение и условия образования // Почвоведение. 2010. № 7.
24. Niederbrudde E.A., Ruhlicke G. Umwandlungen von Al-Cloriten durch Kalkung // Zeit. Pflanzenahrn. Bodenk. 1981. Bd. 144, H. 2.
25. Singh S.S., Brydon J.E. Activity of aluminum hydroxyl sulphate and the stability of hydroxy aluminum interlayers in montmorillonite // Can. J. Soil Sci. 1970. Vol. 50, N 6.
26. Sokolova T.A., Tolpeshta I.I., Topunova I.V. Present-day processes of biotite transformation in soils of two different ecosystems in podzolic zone // Intern. conf. "Clays, clay minerals and layered materials — CMLM2009". Book of abstracts. Zvenig-orod, Moscow region, September 21-25, 2009. M., 2009.
27. Tolpeshta I., Sokolova T., Bonifacio E., Falsone G. Hydroxy-interlayered 2:1 clay minerals in soils of two ecosystems of taiga zone: environments and origin // Ibid. M., 2009.
Поступила в редакцию 11.01.2010
SOILS OF SLOPES AND BOTTOMLAND POSITIONS OF THE VALLEY OF A SMALL STREAM IN THE CENTRAL FOREST RESERVE: CHEMICAL PROPERTIES AND CLAY MINERALOGY
I.V. Ishkova, E.S. Rusakova, I.I. Tolpeshta, T.A. Sokolova
Pale-podzolic soils occupying slope positions in the small stream valley are more acid and contain less pedogenic chlorites in clay fraction than those soils occurring on uplands. These characteristics are thought to be caused by more intensive leaching of substances from eluvial horizons due to intensive lateral interflow of soil water. Soddy-gleyic soils of the stream bottomland are rich in organic matter and have slightly acid reaction in the A horizon and alkaline reaction in the calcareous subsoil. Both factors provide accumulation of Feox and Alox supplied to bottomland positions from uplands and slopes and formed in situ.
Key words: catena, podzolic soils, soddy-gleyic soils, pedogenic chlorites.
Сведения об авторах. Ишкова Ирина Владимировна, студентка V курса каф. химии почв; e-mail: [email protected]. Русакова Екатерина Сергеевна, студентка V курса каф. химии почв; e-mail: [email protected]. Толпешта Инна Игоревна, канд. биол. наук, ст. преп. каф. химии почв; тел.: 939-50-10, e-mail: [email protected]. Соколова Татьяна Алексеевна, докт. биол. наук, проф. каф. химии почв; тел.: 939-50-10, e-mail: [email protected]
