CC BY
24
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.4
СОЛОДИ ПОВЕРХНОСТНОГО И ГРУНТОВОГО ПЕРЕУВЛАЖНЕНИЯ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ: СВОЙСТВА, ГИДРОЛОГИЯ И ГЕНЕЗИС
Ф.Р. Зайдельман, Е.Ю. Пахомова, М.Т. Устинов
В зависимости от условий формирования солоди следует дифференцировать на группы грунтового и поверхностного переувлажнения. Критерии для такого деления — отношение содержания илистой фракции породы (или гор. В2) к содержанию ила гор. А2, а также изменения значений рН. Глееобразование в условиях застойно-промывного водного режима является необходимой и достаточной причиной формирования в их профиле светлых кислых элювиальных горизонтов.
По основным свойствам твердой фазы (кислотность, валовой состав, распределение ила) оглеенные солоди тождественны дерново-подзолистым и черноземовидным подзолистым оглеенным почвам.
Ключевые слова: оглеение, солодь, солонец, переувлажнение, элювиальные горизонты.
Введение
Солоди — почвы с дифференцированным профилем, невысоким содержанием поглощенного натрия, светлыми кислыми (слабокислыми) элювиальными горизонтами — распространены преимущественно в лесостепной и степной зонах России. В Западной Сибири они тяготеют к Барабинской низменности и Приобскому плато. Здесь солоди обычно формируются на обширных вытянутых депрессиях озерных котловин и в ареале платообразных повышений с выраженным колочным рельефом.
Солоди издавна привлекали внимание исследователей своеобразием генезиса и сельскохозяйственным значением. В теоретическом отношении они представляют сложную группу почв, генетические и классификационные особенности которых остаются нераскрытыми с необходимой полнотой. В прикладном — их негативные особенности (переувлажнение в весенне-раннелетний период, близкое залегание к поверхности кислых элювиальных горизонтов и другие свойства) вызывают агроэкологи-ческую пестроту сельскохозяйственных полей, затрудняют обработку почв, снижают урожай.
Общим отличительным свойством солодей является присутствие иона натрия в почвенном поглощающем комплексе (ППК) верхних светлых кислых элювиальных горизонтов. Солоди являются особым типом гидроморфных почв. Их можно рассматривать как пример деградации почв в результате переувлажнения. Солоди обладают элювиально-иллювиальной и элювиальной дифференциацией профиля, светлыми элювиальными слабокислыми или кислыми горизонтами с характерной сменой горизонтов А1—А2Г8(§)—В§—С§ или А1—А2§—В§—С§.
Признанной теорией образования осолоделых почв является концепция К.К. Гедройца [6], соглас-
но которой они возникают в результате деградации солонцов под влиянием нисходящего тока осадков. Источник натрия — натровые почвенные растворы. Гедройц пришел к заключению, что основное влияние поглощенного натрия солонцов состоит в его дезагрегирующем действии. Поглощающий комплекс солонцовых почв разрушается, а натрий выносится с почвенным раствором. Почва деградирует. Процесс деградации почвы применительно к солонцам был назван Гедройцем осолодением, а почвы, формирующиеся в результате осолоде-ния, — солодями. В процессе осолодения в верхних горизонтах накапливается белесоватый аморфный кремнезем.
О существовании таких почв было известно давно, их нередко относили к степным подзолам. Существенный вклад в познание солодей был сделан Д.Г. Виленским [4], К.П. Горшениным и В.И. Барановым [7], В.А. Ковдой [16], В.Г. Зольниковым [11], Н.И. Базилевич [1, 2]; А.А. Роде с соавт. [17], И.С. Кауричевым и Е.М. Ноздруновой [12—14], Н.Н. Болышевым и С.А. Тюрденевой [3] и др. За рубежом солоди и осолоделые почвы были изучены [23—26].
Солоди широко распространены и в других странах. И. Сабольч [19] показал, что процесс осо-лодения солонцов может происходить в результате антропогенного изменения гидрологического режима. Им установлено, что временное избыточное увлажнение при орошении рисовых полей на территории Венгерской низменности приводит к деградации солонцовых почв в солоди.
Солоди представляют весьма сложную в генетическом отношении группу почв, формирование которых связано не только со спонтанной эволюцией почв засоленного ряда. Полагают, что в их возникновении важную роль играют глееобразова-
ние [15], глееобразование и подзолообразование [22], подзолообразование [5].
В.Р. Вильяме [5], Н.Н. Болышев и С.А. Тюрде-нева [3] и др. ечитали, что в формировании еолодей деятельное учаетие принимают диатомовые и еине-зеленые водороели, разрушающие алюмоеиликаты. Выеказывалоеь мнение о том, что еолоди возникают под влиянием еодовых грунтовых вод [18].
Наконец, Н.И. Базилевич [1] полагала, что формирование еолодей — результат двух противоположных процеееов: периодичеекого оеолонцевания за ечет елабощелочных воеходящих раетворов и по-еледующего промывания почв раетворами перегнойных и органичееких киелот. Таким образом, еовременные предетавления о генезиее еолодей противоречивы.
Наша цель заключалаеь в иееледовании еолодей региона, в их аналитичеекой диагноетике, ео-поетавлении евойетв еолодей ео евойетвами других почв ео еветлыми киелыми горизонтами.
Объекты исследования
Наши иееледования приурочены к двум районам Новоеибирекой обл. — Убинекому и Краено-зерекому. Выполнялиеь в 2008—2009 гг. экепеди-цией кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоноеова ео-вмеетно е еотрудниками Запеибгипроводхоза.
По уеловиям формирования еолоди можно разделить на две группы. Первую образуют еолоди грунтового переувлажнения. Они приурочены к долине оз. Убинекое. В геоморфологичееком отношении территория района отноеитея к Воеточно-Ба-рабинекой аккумулятивной равнине. Абеолютные отметки поверхноети — 110—140 м. В геологиче-еком етроении принимают учаетие еовременные озерно-болотные отложения, перекрытые еубаэраль-ными лёееовидными еуглинками мощноетью от 1 до 3 м. Эта евита горизонтов покоитея на озерно-аллювиальных легких отложениях. Грунтовые воды залегают на глубине 1—3 м, на еильно заболоченных учаетках — 0,5—1,0 м. Минерализация вод — 1—3 г/л, по химичеекому еоетаву — емешанные. Тип химизма заеоления почв — хлоридно-еодовый, еульфатно- и хлоридно-гидрокарбонатный. На 70% территории требуетея дренаж.
Вторая группа — еолоди поверхноетного переувлажнения — находитея на территории Приобеко-го плато, в 10 км на воеток от дер. Гербаево, в зоне колочной лееоетепи. Здееь они формируютея в западинах водораздельного проетранетва. Территория раеположена в Караеукекой древней долине етока. Абеолютные отметки поверхноети — 139—169 м. Почвообразующие породы — лёееовидные еуглинки. Грунтовые воды залегают на глубине 10 и более метров. Они не учаетвуют в формировании еолодей.
Результаты исследования
Солоди обычно раеематривают как отноеительно однородные в гидрологичееком отношении образования. Однако их изучение на примере почв региона позволяет признать, что в завиеимоети от приуро-ченноети к разным геоморфологичееким етруктурам, оеобенноетей гидрологичеекого режима, характера почвообразующих пород они заметно различаютея по евоим евойетвам.
Морфология солодей и осолоделых почв.
Разрез 1 заложен в долине оз. Убинекое, близ дер. Кееньевка, на побережье оз. Долгое в понижении первой надпойменной терраеы. Почва — ео-лодь глееватая глиниетая. Раетительноеть: береза, оеи-на, ива — в верхнем, шиповник — в ереднем, канареечник, оеоки ередняя, береговая, омекая и чина — в нижнем яруеах. Переувлажнение грунтовыми водами. Элювиальные горизонты — плитчатые или комковато-пылеватые; иллювиальные — мелкоглы-биетые или мелкоглыбиетые пылеватые.
Av 0—5 ем — дернина плотноватая, обильные оетатки древееной и травяниетой раетительноети, елабая оторфо-ванноеть, евежая, темно-еерая;
А1 5—12 ем — евежий легкоглиниетый еерый е включением еветло-еерых фрагментов, много мелких корней, плотноват, переход заметный;
А1А2 12—16 ем — влажный, еветло-еерый, легкогли-ниетый, е обильным включением белееых фрагментов, плитчатый, плотноват, переход заметный;
A2g' 16—24 ем — влажный, равномерно белееый, легкоглиниетый е ярко белыми обильными пятнами, локально — е голубоватым отливом, плитчатый, плотноват, переход четкий;
A2Вg" 24—28 ем — еырой, темно-бурый ереднегли-ниетый е крупными белееыми фрагментами; плотный, переход четкий;
В^' 28—54 ем — еырой, темно-бурый е еизоваты-ми пятнами оглеения, тяжелогли-ниетый, мелкоглыбиетый, плотный, переход поетепенный;
В2g'' 54—78 ем — еырой, темно-коричневый е крупными еизыми пятнами оглеения (ереднеоглеенный), глиниетый, мелкоглыбиетый, плотный, переход поетепенный;
Ck,g' 78—103 ем — еырой, коричневатый, пятна ела-бого оглеения, ереднеглиниетый, плотный, переход поетепенный, бурно векипает от HCl;
Ck 103—130 ем — еырой, еветло-коричневый, редкие пятна оглеения, легкоглини-етый, векипает от НС1.
Разрез 2 заложен в 50—70 м на юго-воеток от разр. 1. Почва — еолонец оеолоделый глееватый
В1 3-15 см
B2g' 15—46 см
B3g' 46—70 см
тяжелосуглинистый. Растительность: полынь сизая, мятлик, зеленые мхи, ячмень солончаковатый, тысячелистник, пырей, солодка.
О 0—0,5 см — моховая подстилка, отчетливо видны остатки растений;
А2 0,5—3 см — сухой, темно-серый с обилием мелких белесых фрагментов, ком-ковато-пылеватый, тяжелосуглинистый, обилие корней по трещинам, рыхловат, переход четкий (по цвету), граница волнистая;
— суховат, темно-серый, трещиноват, столбчатый, тяжелосуглинистый, плотный, переход четкий;
— свежий, коричневато-серый, глинистый, слабое оглеение, комковато-зернистый, плотный, переход неясный;
— влажный, оливково-серый, отчетливое слабое оглеение, зернисто-пылеватая структура, глинистый, переход четкий по цвету, вскипает от HCl;
Ck,g" 70—100 см — влажный, светло-коричневый, глинистый, кристаллы солей, очень плотный, глееватый, вскипает от HCl.
Разрез 6 заложен в колочной западине Приобского плато, солодь глубокооглеенная; расположен на верхней части склона депрессии (березово-оси-новый колок). Растительность: береза, осина, шиповник, чина, мятлик; единично — осоки.
Ау 0—3 см — рыхловатая подстилка преимущественно из древесных и травянистых остатков (ветки, корни, листья, перегнившая трава и семена);
— сырой, комковато-пылеватый, средний суглинок, обилие корней, переход четкий;
— свежий, светло-серый, средний суглинок, переход четкий;
— свежий, светло-серый со множеством ржаво-охристых пятен, сла-бовыраженная плитчатость, легкий суглинок, переход четкий;
— свежий, светло-бурый, легкоглинистый, мелкоореховатая структура, переход постепенный;
— свежий, светло-бурый, слабоогле-енный, легкоглинистый, мелкооре-ховатая структура.
Разрез 7 (колочная западина Приобского плато) — солодь глееватая. Дно березового колка, редкий лес из березы и осины. Растительность травянистая: осоки омская и береговая, канареечник;
О 0—5 см — свежий, плотная масса отмер-
шей травянистой растительности, обилие живых корней, относительно небольшое содержание мелкозема;
А1 3—9 см
А2' 9—21 см А2" 21—32 см
В1 32—50 см B2g" 50—83 см
А1А2 5—10 см
А2" 10—22 см
А2" 22—30 см
B1g" 30—55 см
В2 mr,g"' 55—75 см
— свежий, темно-серый, много корней, легкий оглеенный суглинок, рыхлая порошистая структура, переход четкий;
— свежий, светло-серый, легкий суглинок, плитчатая текстура, переход постепенный;
— свежий, светло-серый однород-ноокрашенный, легкий суглинок, плитчатая структура, переход четкий по структуре;
— свежий, ярко окрашенный вох-ристый цвет, глинистый; чередование крупных пятен огле-ения и охристых (гидроокиси железа); единичные темноокра-шенные пятна окиси марганца, ореховато-комковатая структура, переход четкий;
— свежий, мраморовидный, глинистый, отдельные темные пятна оксида марганца, много охристых пятен на фоне интенсивно оглеенного горизонта.
Гранулометрический состав
Оглеенные солоди первой группы сформированы в котловине оз. Убинское (разрезы 1 и 2). Содержат 66—72% физической глины (табл. 1). В таких солодях преобладают фракции крупной и мелкой пыли, ила. Отношение ила гор. B2g к таковому гор. А2 не превышает 2:1.
Вторая группа почв — глееватые солоди Приобского плато (разрезы 6 и 7) приурочены к оси-ново-березовым колкам. Они имеют более легкий гранулометрический состав — содержание физической глины 57—63% (табл. 1). Преобладают фракции мелкого песка, крупной пыли и ила. Отличаются резкой дифференциацией ила по профилю. Отношение ила гор. B2g к таковому гор. А2 — 6:1. В целом солоди этой группы отличаются более четкой дифференциацией профиля.
Признаки слабого лёссиважа обнаружены только в одном случае. В верхней части профиля всех исследованных оглеенных солодей отчетливо выделяется зона элювиальных горизонтов.
Все солоди близки по содержанию в породе ила (42—44%) и физической глины (57—67%). Однако они отличаются тем, что в солодях грунтового переувлажнения процесс элювиирования в целом выражен слабо, тогда как солодям поверхностного переувлажнения свойственно контрастное элювии-рование или разрушение ила in situ.
Результаты анализа гранулометрического состава позволяют предположить, что солоди поверхностного переувлажнения могли быть образованы на слабовыраженном двучлене. Для проверки этой гипотезы был произведен пересчет данных на обезы-ленную навеску. В результате оказалось, что грану-
Таблица 1
Гранулометрический состав оглееиных осолоделых почв и солодей Барабииской низменности и Приобского плато
(пирофосфатный метод, бескарбонатная навеска)
Горизонт, Гигроскопическая Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
глубина, см влага, % 1,0-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 < 0,001 < 0,01*
Разрез 1. Солодь глееватая глинистая (переувлажнение грунтовыми водами). Убинский р-н, дер. Ксеньевка. Барабинская низменность
А1 5-12 3,28 0,4 1,9 35,9 28,6 12,1 21,2 61,9
А1А2 12-16 1,75 0,1 0,2 40,7 17,9 23,5 17,7 59,0
А28- 16-24 1,36 0,1 1,0 38,4 18,2 21,9 20,5 60,6
А2В8" 24-28 3,59 0,1 1,7 28,1 12,5 16,3 41,3 70,1
В18" 28-54 5,63 0,1 0,4 19,4 8,1 12,0 60,1 80,2
Ск, ё' 78-103 4,68 0,2 0,4 27,9 9,8 15,3 46,5 71,6
Ск 103-130 4,38 0,5 3,0 29,6 9,8 14,9 42,2 66,9
Разрез 2. Солонец лугово-черноземный солончаковый слабоосолоделый (переувлажнение грунтовыми водами). Убинский р-н, дер. Ксеньевка. Барабинская низменность
А2 1-3 2,54 2,0 8,1 46,1 14,6 16,7 12,5 43,8
В1 3-15 5,20 0,2 6,9 52,5 13,9 14,6 11,8 40,3
В28- 15-46 5,81 0,1 1,6 35,3 13,3 30,5 19,2 63,0
В38' 46-70 5,62 0,2 2,6 29,3 10,6 15 42,4 68,0
Разрез 6. Солодь глубокоогленная (переувлажнение поверхностными водами). Краснозерский р-н, дер. Гербаево. Приобское плато
А1 3-9 2,79 1,8 24,2 41,9 10,5 9,5 12,0 32,0
А2' 9-21 0,46 1,1 41,8 30,7 9,0 10,3 7,2 26,4
А2 " 21-32 0,46 1,5 43,3 28,5 8,4 11,1 7,1 26,6
В1 32-50 5,16 0,9 18,4 21,6 5,7 9,1 44,3 59,1
В28- 50-83 4,90 1,5 16,5 22,5 5,6 9,4 44,6 59,5
Разрез 7. Солодь глееватая (переувлажнение поверхностными Краснозерский р-н, дер. Гербаево. Приобское плато водами).
А1А2 5-10 1,62 1,5 30,8 32,5 11,7 13,1 10,5 35,3
А2' 10-22 0,76 1,2 44,3 28,3 10,9 7,4 7,9 26,2
А2 " 22-30 0,37 1,7 44,5 28,4 9,9 8,0 7,5 25,3
В18" 30-55 5,44 0,9 11,6 24,4 7,1 8,9 47,0 63,0
В2п1г, $' ' 55-75 4,48 20,6 6,1 16,0 6,3 9,5 41,5 57,3
* содержание физической глины
лометрический состав обезыленных горизонтов различается по профилям почв весьма несущественно. Видимо, неоднородность почв связана с влиянием педогенных факторов.
Физико-химические и химические свойства
Солоди первой группы, связанные в своем развитии с солонцами, существенно отличаются от колковых солодей плакорных территорий Приобской возвышенности. Солоди, образованные при участии грунтовых вод, характеризуются неглубоким залеганием карбонатов (с 78 см), щелочной реакцией (рН 9,0) почвообразующих пород и слабокислой реакцией всех осолоделых горизонтов почвенного профиля (табл. 2). Наиболее кислой реакцией обладают осолоделые гор. А1А2—А2 (рНюд 6,18—6,39; рНСОл 4,85—4,94). Солоди при высоком уровне грунтовых вод в Убинской депрессии характеризуются
закономерным возрастанием рН по мере углубления ниже гор. А2 (рНвод 6,39—9,24).
Солоди колковых понижений поверхностного переувлажнения Приобского плато отличаются от солодей первой группы тем, что значения рН гор. А2 и ниже постепенно уменьшаются или несущественно возрастают по мере приближения к почвообразующей породе (в разрезах 6 и 7 с 6,75 до 6,29 и с 6,38 до 6,59 соответственно). Гидролитическая кислотность солодей только в поверхностных, наиболее кислых, горизонтах составляет от 2,3 до 5,4 ммоль • экв/100 г почвы. Ниже, в более нейтральных слоях, она не превышает 1—2 ммоль • экв/100 г почвы.
Исследованные солоди отличаются высокой степенью насыщенности основаниями иллювиальных горизонтов (94—98%). В элювиальных горизонтах количество кальция в почвенном поглощающем комплексе (ППК) минимально в солодях колко-
Физико-химические свойства осолоделых почв и солодей
Горизонт, глубина, см Водорастворимые соли (качественные реакции) рН Гидролитическая кислотность, ммоль • экв/100 г почвы Обменные основания, ммоль • экв/100 г почвы Сумма обменных оснований Степень насыщенности, % ЕКО, ммоль • экв/100 г почвы N3, % от ЕКО Гумус, %
С1- 8()42 НС03 н2о КС1 Са2+ м§2+ К+ N3+
Разрез 1. Солодь глееватая. Убинский р-н, дер. Ксеньевка. Барабинская низменность
А1 5- 12 5,94 4,77 5,37 11,18 5,48 0,62 0,43 17,7 76 23,0 1,86 7,73
А1А2 12- -16 6,18 4,85 1,30 2,12
А2§' 16- -24 6,39 4,94 0,69 8,22 4,56 0,21 0,11 13,1 95 13,8 0,80 0,63
А2В§" 24- -28 6,84 5,30 1,10
В1§" 28- -54 6,65 5,20 1,02 31,38 16,54 0,77 0,55 49,2 98 50,3 1,09 0,99
В2§" 54- -78 6,92 5,59 0,61
Ск, ё' 78- 103 9,07 н/о н/о
Ск 103- -130 9,24 то же то же 21,91 7,99 0,36 0,18 30,4 100
Разрез 2. Солонец лугово-черноземный солончаковый слабоосолоделый. Убинский р- н, дер. Ксеньевка. Барабинская низменность
А2 1- -3 7,67 6,32 0,24 2,62 6,73 0,80 15,66 25,8 99 26,1 60,12 6,28
В1 3- 15 10,04 н/о н/о 2,4 10,15 0,91 34,99 48,5 100
В2§' 15- -46 + + + 10,26 то же то же 2,51 4,79 0,75 33,23 41,3 100
В3§' 46- -70 + + + 10,25 — м — — м —
Разрез 6. Солодь глубокоогленная. Краснозерский р-н, дер. Гербаево. Приобское плато
А1 3- -9 6,44 5,55 2,30 8,1 3,31 1,96 0,13 13,5 85 15,8 0,82 5,21
А2' 9- 21 6,52 5,2 0,41 1,6 1,38 0,85 0,00 3,8 90 4,2 0,00 0,37
А2" 21- -32 6,75 5,35 0,29 2,18 2,06 0,78 0,12 5,1 95 5,4 2,21 0,24
В1 32- -50 6,42 4,83 1,14 0,59
В2§' 50- -83 6,38 4,88 1,59
"■ 50- -83 6,29 4,8 1,59 19,25 9,86 1,94 0,01 31,1 95 32,7 0,03
Разрез 7. Солодь глееватая. Краснозерский р-н, дер. Гербаево. Приобское плато
А1А2 5- 10 5,85 4,7 2,30 4,58 3,21 1,57 0,09 9,5 80 11,8 0,77 4,85
А2' 10- -22 6,10 4,73 1,14 1,72 1,49 0,67 0,00 3,9 77 5,0 0,00 0,93
А2" 22- -30 6,38 5,05 0,33 6,00 10,00 0,60 1,10 17,7 0,30
В1§" 30- -55 6,65 5,03 1,10 19,25 11,92 1,59 0,25 33,0 97 34,1 0,73 0,46
В2тг, g"' 55- -75 6,59 5,02 1,10 11,8 6,76 1,43 0,72 20,7 95 21,8 3,30
Примечание. Знак (+) означает присутствие легкорастворимых солей; н/о — не определяли.
вых депрессий (1,7—2,2 ммоль • экв/100 г почвы). Наиболее высоко оно в солодях грунтового переувлажнения: в гор. А2 — 8,2, в иллювиальных горизонтах — 31 ммоль-экв/100 г почвы. Вместе с тем в солодях первой группы относительно невелико содержание поглощенного калия (в 3—4 раза ниже, чем в солодях второй группы — табл. 2).
Верхний горизонт солодей, непосредственно залегающий под слоем подстилки, характеризуется значительным накоплением гумуса (до 8%, табл. 2). При этом наблюдается его резкое уменьшение вниз по профилю во всех почвах.
Установлено, что верхний слой гор. А2 разрезов 6 и 7 отличается отсутствием поглощенного натрия (табл. 2), что оказалось характерным признаком солодей поверхностного переувлажнения.
Элементы гидрологического режима. Для понимания генезиса почв и их агроэкологических особенностей важное значение имеют сведения о гидрологическом режиме. Для солодей Барабинской низменности они остаются весьма ограниченными. Тем не менее их анализ, выполненный по литературным источникам, позволяет сделать определенные выводы. Рассмотрим в этой связи данные, полученные Долговым и Панкиным-Федоровым в 1946 г. в районе наших исследований. Авторы приводят сведения о характере сезонных колебаний уровня подземных вод в солодях в течение теплого сезона (рисунок). Они показали, что в середине лета в их профиле уровень грунтовых вод находился на глубине 140 см. С конца августа в период обильных осадков он активно поднимался. В середине сентября западины, занятые солодя-ми, были затоплены. Слой воды на поверхности составлял 4—5 см. Временами уровень снижался на 10—15 см. С середины октября уровень воды в профиле медленно опускался. Эти фрагментарные данные тем не менее позволяют признать, что солоди Убинской долины формируются в условиях продолжительного глееобразования на фоне застойно-промывного водного режима и кислой реакции среды. Выявленные гидрологические особенности солодей являются необходимыми и достаточными условиями для образования светлых кислых элювиальных горизонтов [8, 9].
В этой связи необходимо подчеркнуть, что при формировании солодей основным механизмом образования светлых кислых элювиальных горизонтов является глееобразование в условиях застойно-промывного водного режима [10, 17, 19—21].
Несиликатные формы соединений железа и методы диагностики. В солодях несиликатные формы соединений железа в минимальном количестве содержатся в элювиальных горизонтах, что свидетельствует об интенсивности их выноса при осоло-дении. Минимальное их содержание (0,11% в гор. А2 разр. 6 — табл. 3) имеет место в солодях поверхностного увлажнения на территории Приобского плато в условиях глубокого (более 10 м) залегания
Динамика глубин залегания грунтовых вод в солодях в летне-осенний период в междуречье оз. Большое Убинское и р. Кар-гат: 1 — грунтовые воды; 2 — воздухоносная пористость (по [1])
грунтовых вод. Солоди в условиях грунтового увлажнения в районе Убинского озера имеют значительно более высокое содержание несиликатных форм железа в гор. А2 — 0,45 и 0,38% соответственно. Глубже по профилю количество аморфных и окристаллизованных соединений железа возрастает
Таблица 3
Содержание несиликатных форм соединений железа в осолоделых почвах и солодях Барабинской низменности и Приобского плато
Разрез, горизонт, глубина, см Бе203 по методу Мера—Джексона, % Ре203 А12О3 8102
по методу Тамма, %
Разрез 1
А1 5—12 0,46 0,39 0,20 0,06
А1А2 12—16
А2в ' 16—24 0,45 0,38 0,07 0,13
А2ВЕ" 24—28
Б1В " 28—54 1,71 0,59 0,30 0,22
В2Е " 54—78
Ск, в' 78—103
Ск 120—130
Разрез 2
А2 1—3 0,41 0,13 0,08 0,05
Б1 3—15
Б2в' 15—46
В3Е' 46—70
Разрез 6
А1 3—9 0,37 0,19 0,10 0,08
А2 9—21 0,11 0,08 0,06 0,10
А2 21—32 0,42 0,27 0,03 0,13
Б1 32—50
В2Е' 50—83
" 50—83 1,00 0,38 0,23 0,20
Разрез 7
А1А2 5—10 0,18 0,13 0,19 0,28
А2 10—22 0,12 0,06 0,10 0,15
А2 22—30
Б1в " 30—55 1,63 0,80 0,34 0,17
Б2шг, в ''' 55—75 1,11 0,60 0,22 0,11
до 1,7%. В литературных источниках имеются указания на то, что в элювиальной толще солодей нередко присутствуют марганцево-железистые конкреции (ортштейны). Однако в ходе наших исследований они не были обнаружены. Вместе с тем установлено, что первый иллювиальный гор. В1 всегда отличался присутствием скоплений аморфной гидроокиси железа и ярко охристой окраской. Именно в этом горизонте всех разрезов было установлено максимальное содержание несиликатных форм соединений железа, извлекаемых вытяжкой Мера—Джексона.
Одной из задач исследований было выявление способа диагностики степени заболоченности солодей. В этой связи была исследована возможность количественной оценки рассматриваемых солодей по соотношению аморфных и окристаллизованных форм соединений железа с использованием основной и модифицированной формул Швертманна: Ре0/Рей и Ре0/(Рей—Ре0), где Ре0 — содержание соединений железа по Тамму; Бед — то же по Мера—Джексону; Рей—Ре0 — содержание окрис-таллизованных соединений железа.
Установлено, что наиболее перспективные данные о причинах переувлажнения солодей и степени их гидроморфизма могут быть получены в результате применения модифицированного критерия Швертманна (табл. 4). При этом диагностическими являются горизонты А1 и А1А2. Обнаружено, что солоди грунтового переувлажнения отличаются наиболее высокими значениями — > 5,0. В со-лодях поверхностного переувлажнения эта величина не превышает 2,1—2,3. Предварительные наблюдения показывают, что внутри группы солодей поверхностного увлажнения по модифицированному критерию Швертманна, основанному на оценке соотношения Ре0/(Рей—Ре0) в гор. А1, может быть произведена дифференциация почв по степени оглеения.
Основные и модифицированные значения коэффициента Швертманна оглеенных солодей грунтового и поверхностного переувлажнения
Переувлажнение Почва Горизонт Основной метод Швертманна (Ре0/Реа) Модифицированный метод Швертманна (Ре0/(Реа—Ре0>)
Грунтовое солодь глееватая, А1 0,85 5,57
разр. 1 А2Е'' 0,84 5,43
В1Е'' 0,35 0,53
Поверхностное солодь глубокоогле- А1 0,51 1,06
енная, разр. 6 А2 ' 0,73 2,67
А2 ' ' 0,64 1,80
солодь глееватая, А1А2 0,72 2,60
разр. 7 А2 0,50 1,00
В1 0,49 0,96
В2 0,54 1,18
Сходство и различия почв со светлыми кислыми элювиальными горизонтами. Полученные данные позволяют впервые рассмотреть черты сходства и различия ряда почв, обладающих светлыми кислыми элювиальными горизонтами. С этой целью сопоставим исследованные нами три группы текстурно-дифференцированных почв, типичных для равнинных территорий России — глееватых солодей Западной Сибири (2008—2009), глееватых черно-земовидных подзолистых почв Рязанской лесостепи (2007) и дерново-подзолистых глееватых почв южной тайги центра Нечерноземной зоны [8, 9]. Прежде всего, эти почвы объединяет общее морфологическое строение профилей, состоящих из горизонтов А1, А2, Б§ ' ' и С§ ' ' . Дерново-подзолистые глееватые, черноземовидные подзолистые гле-еватые почвы и солоди глееватые всегда характеризуются присутствием в верхней части профиля светлых кислых элювиальных горизонтов близкой мощности (« 10—20 см) с кислой или слабокислой реакцией. Все эти почвы отличаются выносом железа, марганца, алюминия, кальция, магния из элювиальных горизонтов, относительным накоплением в них кремнезема, а также интенсивным обезыли-ванием (табл. 5).
Причина общности этих трех групп почв по их морфологическим, гранулометрическим, химическим, физико-химическим особенностям обусловлена тем, что все они формируются на фоне глееобразования в условиях застойно-промывного водного режима. Именно это обстоятельство определяет возникновение в их профилях светлых кислых элювиальных горизонтов. В этом их несомненное тождество.
Однако солоди глееватые и черноземовидные подзолистые глееватые почвы обладают признаками, которые отличают их от дерново-подзолистых глееватых почв и друг от друга. Они заключаются, во-первых, в том, что в солодях глееватых, в отличие от дерново-подзолистых глееватых и чер-
ноземовидных подзолистых глееватых почв, в ППК всегда присутствует поглощенный натрий, унаследованный в процессе эволюции от предшествующих солончаковой и солонцовой стадий, или натрий, аккумулированный из поверхностных вод, прошедших определенный путь по водосборной площади. Наличие натрия в ППК солодей вероятно в результате импульверизации.
Во-вторых, черноземо-видные подзолистые глеева-тые почвы отличаются от солодей и дерново-подзолистых глееватых почв мощным гумусовым горизонтом (от 48
Таблица 4
Таблица 5
Сравнительная характеристика валового химического состава (% на бескарбонатную навеску) и других свойств почв, переувлажненных поверхностными водами (дерново-подзолистых глееватых, черноземовидных подзолистых глееватых и глееватых солодей)
Горизонт, глубина, см Фракция 8Ю2 А12О3 Бе2О3 Р2О5 МпО СаО МвО рН
< 0,001 мм, % от массы почвы Н2О КС1
Дерново-подзолистая глееватая почва на лёссовидной кислой легкой глине; пашня; (Московская обл. Данные Ф.Р. Зайдельмана) южная тайга
Апах 0—10 20,4 77,81 13,03 3,93 0,09 0,25 1,18 0,93 6,1 4,6
19—24 17,5 76,39 13,14 4,11 0,09 0,16 1,16 1,05 5,9 4,2
Б1Е' 70—80 30,6 74,23 14,72 4,99 0,09 0,10 1,18 1,17 6,1 4,2
Св" 180—200 31,5 73,25 15,23 4,97 0,03 0,11 1,50 1,29 7,1 4,7
Черноземовидная подзолистая глееватая почва на лёссовидной выщелоченной глине; залежь; северная лесостепь (Рязанская обл. Данные Ф.Р. Зайдельмана, Т.М. Гинзбург)
А1Е' 3—12 27,0 76,53 10,74 2,86 0,09 0,16 1,38 0,07 5,5 4,1
А1А21Б 32—39 22,0 78,26 10,76 2,75 0,07 0,08 1,35 0,09 5,5 4,1
45—58 13,0 80,28 10,58 2,68 0,07 0,08 1,42 0,86 5,7 4,2
БСв'" 104—135 23,0 75,30 12,68 4,42 0,05 0,08 1,44 1,00 6,2 4,3
Солодь глееватая на легких покровных глинах; целина; лесостепь (Приобское плато. Данные Ф.Р. Зайдельмана, Е.Ю. Пахомовой, М.Т. Устинова)
А1А2в ' 6—9 10,5 73,98 9,41 1,19 0,19 0,09 не опр. не опр. 5,8 4,7
А1 ' 12—18 7,9 78,88 9,39 0,87 0,06 0,04 не опр. не опр. 6,1 4,7
А2 " 23—28 7,5 81,62 9,50 1,33 0,03 0,13 не опр. не опр. 6,4 5,0
Б1Е ' ' 45—50 47,0 63,11 16,30 5,76 0,06 0,29 не опр. не опр. 6,7 5,0
Б2шг,в' 65—75 42,0 65,96 16,68 5,12 0,09 0,13 не опр. не опр. 6,6 5,0
до 28 см), высоким содержанием гумуса в гор. А1 и глубже лежащих горизонтах.
Таким образом, для всех этих почв общим является один и тот же механизм образования светлых кислых элювиальных горизонтов, обусловленный глееобразованием на фоне застойно-промывного водного режима. Их отличия связаны с присутствием натрия в ППК (в солодях) и повышенным содержанием гумуса в гор. А1 и в других горизонтах черноземовидных подзолистых глееватых почв.
Выводы
1. По условиям формирования оглеенные солоди Западной Сибири могут быть дифференцированы на две группы. Первая (по схеме Гедройца) — солончак—солонец—солодь. Она приурочена к зонам распространения грунтовых вод и засоленных пород на относительно выположенных низменных пространствах. Вторая группа формируется в западинах (колках) повышенных территорий Приобского плато. Она не связана с грунтовыми водами и засоленными породами.
2. Элювиальные осолоделые белесые горизонты А2 приурочены к выщелоченной верхней части профиля всех солодей. Они отличаются слабокислой реакцией (рНвод 5,9—6,4, рНсол 4,7—5,5). Более глубокие иллювиальные горизонты профиля солодей первой группы имеют нейтральную и щелочную реакцию — рНвод 7,0—9,0. Вторая группа в иллю-
виальных горизонтах обладает слабокислой реакцией (рНВод 6,4—6,6).
3. В условиях переувлажнения грунтовыми водами на тяжелых породах возникают оглеенные солоди с относительно слаборазвитым гор. А2 и соотношением ила гор. В2 к илу гор. А2 не более 2.
4. В оглеенных солодях депрессий Приобского плато при переувлажнении пресными водами формируются мощные светлые кислые элювиальные гор. А2 (20—23 см и более). В этом случае отношение ила гор. В2 к илу гор. А2 равно 5—6, что отражает интенсивное элювиирование верхней части профиля солодей.
5. В солодях, формирующихся под влиянием грунтовых вод, установлено закономерное увеличение значений рН горизонтов почвенного профиля от гор. А2 к более глубоким слоям. Напротив, в со-лодях колковых депрессий значения рН заметно уменьшаются в том же направлении или существенно не меняются по профилю.
6. Солоди Барабинской низменности по своим морфологическим, гранулометрическим, химическим, физико-химическим свойствам твердой фазы и механизму образования светлых кислых элювиальных горизонтов близки или тождественны дерново-подзолистым глееватым тяжелосуглинистым и черно-земовидным подзолистым глееватым почвам. Их отличия от дерново-подзолистых глееватых почв заключается в том, что солоди глееватые содержат в ППК поглощенный натрий. Черноземовидные под-
золистые глееватые почвы отличаются от дерново-подзолистых и солодей глееватых значительной мощностью гор. А1 (от 48 до 28 см), повышенным содержанием гумуса (5—7% и более) и отсутствием в ППК натрия.
7. В формировании солодей участвуют два основных почвообразовательных процесса, ответственных за наличие натрия в поглощающем комплексе элювиальных горизонтов и их светлую окраску. Первый отражает эволюцию засоленных почв по схеме Гедройца — солончак—солонец—солодь при грун-
товом переувлажнении или накопление поглощенного натрия за счет его поступления с током поверхностных вод весной с окружающего водосбора в понижения рельефа. Поступление натрия в ППК может быть связано с импульверизацией солей этого металла [9, 17]. Второй почвообразовательный процесс, определяющий формирование светлых кислых элювиальных горизонтов, всегда обусловлен глееобразованием на фоне застойно-промывного водного режима.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Базилевич Н.И. Лесостепные солоди. М., 1967.
2. Базилевич Н.И. Материалы к вопросу о генезисе солодей // Почвоведение. 1947. № 4.
3. Большее H.H., Тюрденева С.А. Сущность процессов осолодения и его роль в образовании почв Западного Прикаспия // Вестн. Моск. ун-та. Сер биол., почвовед. 1953. № 9.
4. Виленский Д.Г. Засоленные почвы, их происхождение, состав, способы улучшения. М., 1924.
5. Вильямс В.Р. Почвоведение. М., 1926.
6. Гедройц К.К. Осолодение почв // Тр. Носовской с.-х. опыт. станции. 1926. Вып. 44.
7. Горшенин К.П., Баранов В.И. К познанию солонцовых комплексов черноземной полосы Западной Сибири // Тр. Сиб. ин-та с.х. и леса. 1930. Т. 13, вып. 2.
8. Зайдельман Ф.Р. Генезис и экологические основы мелиорации почв и ландшафтов. М., 2009.
9. Зайдельман Ф.Р. Причины образования светлых кислых элювиальных горизонтов в профиле почв // Почвоведение. 2007. № 10.
10. Зайдельман Ф.Р. Теория образования светлых кислых элювиальных горизонтов и ее прикладные аспекты. М., 2010.
11. Зольников В.Г. Почвы восточной половины Центральной Якутии и их использование // Мат-лы о природ. условиях и сельском хозяйстве Центральной Якутии. М.; Л., 1954. Вып. 1.
12. Кауричев И.С., Ноздрунова Е.М. К характеристике окислительно-восстановительных процессов в глеесоло-дях // Докл. ТСХА. 1965. Вып. 109, ч. 2.
13. Кауричев И.С., Ноздрунова Е.М. О миграции и качественном составе воднорастворимого органического вещества в почвах лесолуговой зоны // Изв. ТСХА. 1962. Вып. 5.
14. Кауричев И.С., Ноздрунова Е.М. Сравнительная характеристика окислительно-восстановительных процессов в темнокаштановых почвах и глеесолодях // Изв. ТСХА. 1966. Вып. 3.
15. Кисель В.Д., Полупан Н.И. Почвы подов Украины и их место в систематике почв степной зоны // Тез. докл. 2-го Всесоюз. делегат. съезда почвовед. Харьков, 1962.
16. Ковда В.А. Общие результаты изучения влияния орошения и водохранилищ на почвы долин рек Нижнего Заволжья // Тр. Комиссии по ирригации. 1937. Вып. 10.
17. Роде А.А., Ярилова Е.А, Рашевская И.М. Генетические особенности профиля лиманной солоди // Новое в теории оподзоливания и осолодения почв. М., 1984.
18. Розанов А.Н. Содовые солонцы и осолоделые почвы долины р. Чу // Пробл. совет. почвовед. 1939. № 9.
19. Сабольч И. Осолодение (деградация) орошаемых почв Венгерской низменности // Почвоведение. 1955. № 11.
20. Самойлова Е.М. Луговые почвы лесостепи. М., 1981.
21. Турсина Т.В. Некоторые данные по динамике процессов почвообразования в осолоделых почвах Алтайского края // Почвоведение. 1961. № 4.
22. Ярков С.П., Кауричев И.С., Поддубный Н.Н. Опыт изучения генезиса солонцов и солодей // Изв. ТСХА. 1956. Вып. 2.
23. Schawarbi M.J. The evolution of solodi soils on the Mediterranean zone of the Nile delta // Z. Pflanzenernähr., Düng., Bodenkunde. 1959. Bd. 84. N 1-3.
24. Sigmond A.A. Report on the genetics of alkali soils. 1929.
25. White E.M. The morphological-chemical problem in solodized soils // Soil sci. 1964. N 3.
26. Whitting L.D. Characteristics and genesis of solodi-zed-solonetz of Colifornia // Soil Sci. 1959. N 6.
Поступила в редакцию 12.07.2010
SOLODS UNDER CONDITIONS OF SURFACE AND GROUND EXCESSIVE MOISTENING IN WESTERN SIBERIA: PROPERTIES, HYDROLOGY AND GENESIS
F.R. Zaidelman, E.Yu. Pakhomova, M.T. Ustinov
Depending on the conditions of excessive moistening the solods should be differentiated into two groups, including solods of ground and solods of surface overmoistening. The criteria are offered to distinguish the soils according to the ratio between the clay in the B2 horizon and that
in the A2 horizon as well as to changes in soil-pH and the content of non-silicate forms of iron compounds.
It is shown that the gley formation under conditions of the stagnant-percolative water regime should be considered as a reason so necessary and sufficient for developing the light-colored acid eluvial horizons in the profile of solods.
Due to some properties of the solid phase (acidity, the total chemical composition, the clay distribution in the aluvial part of the profile) the gley solods prove to be identical to soddy pod-zolic and chernozem-like podzolic gleyed soils.
Key words: gley formation, solod, solonetz, excessive moistening, eluvial horizons.
Сведения об авторах. Зайдельман Феликс Рувимович, докт. с.-х. наук, профессор каф. физики и мелиорации почв ф-та почвоведения МГУ. Тел.: (495)939-36-12. Пахомова Екатерина Юрьевна, аспирант каф. физики и мелиорации почв ф-та почвоведения МГУ. Устинов Михаил Тимофеевич, канд. с.-х. наук, гл. почвовед ин-та Запсибгипроводхоз, г. Новосибирск.
