CC BY
9
УДК 631.4
DOI: 10.19047/0136-1694-2020-101-159-181 Ссылки для цитирования:
Чурилин Н.А., Лебедева М.П., Варламов Е.Б. Сравнительный анализ минералогического состава ила лугово-каштановой почвы и солонца на территории с невыраженным микрорельефом в северо-западной части Прикаспийской низменности // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2020. Вып. 101. С. 159-181. DOI: 10.19047/0136-16942020-101-159-181 Cite this article as:
Churilin N.A., Lebedeva M.P., Varlamov E.B., Mineralogical comparative analysis of the clay fraction of solonetz and chestnut soil without apparent microrelief in the north-western part of the Caspian lowland, Dokuchaev Soil Bulletin, 2020, V. 101, pp. 159-181, DOI: 10.19047/0136-1694-2020-101159-181
Сравнительный анализ минералогического состава ила лугово-каштановой почвы и солонца на территории с невыраженным микрорельефом в северо-западной части Прикаспийской низменности © 2020 г. Н. А. Чурилин*, М. П. Лебедева, Е. Б. Варламов
Почвенный институт им. В.В. Докучаева, Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2, e-mail: nikitachur@ya. ru.
Поступила в редакцию 03.12.2019, после доработки 18.02.2020, принята к публикации 03.04.2020
Резюме: Проведен сравнительный анализ минералогического состава фракции ила (< 1 мкм) целинных почв (лугово-каштановой почвы и солонца). Почвы изучены на наиболее древней подсыртовой части севро-западной части Прикаспийской низменности на участке с невыраженным микрорельефом (микрозападины глубиной не более 5-10 см), но с контрастным почвенным покровом. Содержание илистой фракции в лугово-каштановой почве варьирует от 25.6 до 33.9%, в солонце - от 11.7 до 51.6%. Во всех горизонтах сравниваемых почв, за исключением поверхностных (гор. SEL - AU1), преобладают смешанослойные минералы (39-52% во фракции) над иллитом (27-37% во фракции). В
поверхностных горизонтах наблюдается преобладание иллита (48%) над смешанослойными минералами (35%). Сравниваемые почвы имеют определенные черты сходства по кристаллохимическому состоянию: несовершенство структуры каолинита и супердисперсное состояние смешанослойной фазы в самых поверхностных горизонтах, а также появление индивидуального смектита и хлоритовых пакетов в смешанослойной фазе в нижних горизонтах (BC, С). Степень совершенства структуры каолинита как в солонце, так и в лугово-каштановой почве возрастает вниз по профилю. Полученные данные позволяют предполагать, что в лугово-каштановой почве глинистая фаза сохранила следы солонцового этапа развития.
Ключевые слова: лугово-каштановые почвы, солонцы, минералогический состав, сухостепные комплексы, Прикаспийская низменность.
Mineralogical comparative analysis of the clay fraction of solonetz and chestnut soil without apparent microrelief in the north-western part of the Caspian lowland N. A. Churilin*, M. P. Lebedeva, E. B. Varlamov
V. V. Dokuchaev Soil Science Institute, 7 Bld. 2 Pyzhevskiy per., Moscow 2119017, Russian Federation,
e-mail: nikitachur@ya. ru. Received 03.12.2019, Revised 18.02.2020, Accepted 04.03.2020 Abstract: A comparative analysis of the mineralogical composition of the clay fraction (< 1 ^m) of chestnut soil and solonetz has been performed in the article. Soils were studied in the oldest part of the Caspian lowland in northwest where the microrelief is not quite apparent (microdepressions no more than 5-10 cm depth), but with a contrast soil cover. The content of silt fraction in chestnut soil varies from 25.6 to 33.9%, in the solonetz - from 11.7 to 51.6%. In all horizons of the compared soils, except for the upper surface horizons (SEL, AU1), mixed-layered minerals dominate (39-52% in the fraction) over illite (27-37% in the fraction). In the surface horizons illite (48%) dominates over mixed-layer minerals (35%). The compared soils have some similarities in their crystal-chemical state: the imperfection of the kaolinite structure and the superdispersed state of the mixed-layer phase in the upper horizons, as well as the appearance of individual smectite and chlorite packets in the mixed-layer phase in the lower horizons (BC, C). The degree of
perfection of the kaolinite structure both in the solonetz and in the meadow-chestnut soil increases towards the bottom of the profiles. The obtained data allow suggesting that in the meadow-chestnut soil the clay phase retained traces of the solonetzic stage of soil formation.
Keywords: chestnut soils, solonetz, mineralogical composition, dry steppe complexes, Caspian lowland.
ВВЕДЕНИЕ
Лугово-каштановые почвы, являясь обязательным компонентом солонцовых комплексов северной части Прикаспийской низменности, отличаются от солонцов морфологическими свойствами горизонтов, хотя расположены обычно эти почвы на расстоянии первых десятков метров.
Минералогический состав лугово-каштановых и каштановых почв, как компонентов солонцового комплекса сухостепной зоны, описан в большом количестве работ (Корнблюм и др., 1972; Травникова, 1973; Соколова, Григорьева, 1989). При этом в илистой фракции солонца в поверхностном горизонте, по сравнению с материнской породой, содержание иллита выше, чем содержание смешанослойных образований (Корнблюм и др., 1972).
Известно, что Прикаспийская низменность отличается комплексным почвенным покровом. Так Е.Н. Иванова и В.М. Фридланд выделяли около 100 вариантов комплексов, различающихся составом почв и соотношением компонентов при разном уровне грунтовых вод. В большинстве работ были изучены почвы солонцового комплекса с выраженным микрорельефом, где солонцы приурочены к повышениям микрорельефа, а лугово-каштановые занимают микропонижения (Травникова, 1973). Интересной особенностью минералогического состава одного из раз-резаов лугово-каштановой почвы Джаныбекского стационара Института лесоведения РАН является преобладание иллита на всю глубину профиля, за исключением только лишь одного горизонта B3Ca (более 100 см) (Борзенко и др., 2003). Исследования минералогического состава лугово-каштановых почв и сравнение их с солонцами на территории с невыраженным микрорельефом ранее не проводились. Особенности распределения минералов по профилю лугово-каштановой почвы сравнивались с минералогиче-
ским составом солонца на том же самом ключевом участке, который подробно был охарактеризован нами ранее (Варламов и др, 2018).
Цель - изучить минералогический состав ила (< 1 мкм) лу-гово-каштановой почвы и провести его сравнение с минералогическим составом солонца на участке с невыраженным микрорельефом, но с контрастным почвенным покровом.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Сравниваемые почвы расположены в наиболее древней под-сыртовой части Прикаспийской низменности на абсолютных высотах около 42-44 м над ур. м., примыкающей к раннехвалынской морской террасе, ограниченной высотой около 50 м над ур. м. (примерно в 5 км на восток от села Борси Западно-Казахстанской области Республики Казахстан; 50.108°N, 47.496°E). Согласно геоморфологическому районированию, эта территория относится к Урдинско-Торгунской повышенной плоской равнине, расположенной в северной части Прикаспийской низменности.
Особенностью изучаемой территории (далее будем называть ключ Борси) является слабая выраженность микрорельефа (микрозападины глубиной 5-10 см) при сильноконтрастном почвенном покрове (Конюшкова, Абатуров, 2016). Разрезы солонцового комплекса расположены на расстоянии 13 м друг от друга. Подробное морфологическое описание сравниваемого коркового солонца представлено в предыдущей нашей работе (Варламов и др., 2018).
Разрез лугово-каштановой почвы (ЗК-1) заложен под целинной растительностью - разнотравно-типчаково-ковыльной со спиреей (в микропонижении глубиной 5 см). Местами на поверхности отмечен тонкий моховой покров. IIII - 80% из-за наличия зооген-ной перерытости. Вскипание с 46 см. При бурении до глубины 5 м зеркала грунтовой воды не обнаружено.
Морфологические особенности разреза ЗК-1 (индексы горизонтов, согласно их свойствам, даны по Полевому определителю почв (2008):
AU1 (0-25 см) - темно-серый (10YR3/2), неоднородный по цвету, на правой стенке видны пятна с нечеткими границами из бурого материала, свежий, комковато-порошистый, с большим
количеством корней, книзу структура становится зернистой, уплотненный в зонах, где мало корней, тяжелосуглинистый, переход заметный по цвету и структуре.
AU2 (25-34 см) - серовато-бурый (7.5YR4/2), с многочисленными кротовинами с темно-серым материалом, свежий орехо-вато-зернистый, разваливается на мелкие орешки, довольно много корней, уплотненный, легкоглинистый, переход постепенный по уменьшению сероватого оттенка.
BMK (34-46 см) - бурый (7.5YR4/3), призмовидно-мелкоореховатый, влажноватый, по граням структурных отдель-ностей войлок из тонких белых корней, легкоглинистый, гумусовые тонкие кутаны-лаки, переход заметный по вскипанию.
BM (46-60 см) - палево-бурый (7.5YR4/4), мелкоорехова-тый, влажный, много корней, обилие разных по размеру кротовин с темно-серым материалом, легкоглинистый, по магистральным трещинам и граням структурных отдельностей темные гумусовые затеки, переход заметный по появлению рыхлой белоглазки.
BCAnc,q (60-100 см) - палевый, мелкоореховатый, влажный, довольно много корней, обилие мелкой (с диаметром до 1 см) рыхлой из-за влажности белоглазки, имеющей вертикальную ориентацию, много Mn-Fe-примазок и мелких конкреций (2-0.5 мм), тяжелосуглинистый, очень плотный, переход заметный по исчезновению белоглазки.
BC/Cq (100-150 см) - горохово-бурый, свежий, очень рыхлый, сыпучий, с мелкими плоскими призмами длиной до 1-2 мм тяжело-суглинистый, с отдельными палевыми карбонатными пятнами.
Изученную почву невозможно отнести к определенному типу по Полевому определителю почв России (2008). По субстантивным свойствам ее можно было бы отнести к темно-каштановой квазиглееватой, но такого типа почв пока нет. Поэтому в данной статье мы будем ее называть лугово-каштановой (по "Классификации и диагностике почв СССР", 1977). Как известно, профиль лугово-каштановых почв формируется другими элементарными почвообразовательными процессами (ЭПП) - промывным водным режимом с выщелачиванием как легкорастворимых солей, так и карбонатов, гипса и активным гумусово-аккумулятивным процес-
сом, что связано с их современным (или былым) расположением в микропонижении под разнотравно-злаковой растительностью в напочвенном покрове (Роде, Польский, 1961).
Изучен состав глинистых минералов во фракции ила (< 1 мкм). Фракционное разделение образцов проведено по методике Горбунова (1963) путем последовательного отмучивания. Карбонаты, легкорастворимые соли и аморфные вещества перед фракционированием удалялись. Минералогический состав исследовали с помощью универсального рентгендифрактометра HZG-4a. Режим сьемки: излучение - Cu, напряжение на трубке - 30кВ, сила тока - 20мА. угловая скорость движения счетчика 20 град/мин. Расчеты производили с применением программного обеспечения дифрактометр-авто версия 2014, разработчик ООО "Ирис". Съемка ориентированных препаратов, насыщенных магнием выполнена для фракции < 1 мкм в трех состояниях образца: воздушно-сухом, сольватированном этиленгликолем, после прокаливания в течение двух часов при температуре 550 °С с целью уточнения особенностей кристаллохимического строения лабильных минералов. Качественный состав минералов установлен по известным рекомендациям (Рентгеновские методы и структура..., 1965; Градусов, 1967; Соколова и др., 2005). Соотношение основных минеральных фаз глинистой фракции рассчитано полуколи-чесвенно по стандартной методике (Biscaye, 1965).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Содержание илистой фракции, выделенной из горизонтов лугово-каштановой почвы, варьирует от 25.6 до 33.9%. Наибольшее ее содержание отмечено в горизонте AJ2 на глубине 25-34 см, а наименьшее - в горизонте ВС на глубине 100-120 см. Характер распределения фракции - неравномерный, но в верхних 34 см отмечается более высокое содержание ила по сравнению с нижележащими горизонтами, что позволяет говорить о слабом аккумулятивном характере распределения ила со слабым варьированием по профилю (табл. 1, рис. 6), но в пределах гумусовых горизонтах - о слабом обеднении илом поверхностного горизонта.
Таблица 1. Соотношение основных минеральных фаз во фракции ила (< 1 мкм)
Table 1. Ratio of basic mineral phases in silt fraction (< 1 micron)
н я о Глубина, см И о4 и, Фракция < 1мкм, % Почва в целом, %
S а о L- % X а а о ^ V СМ И Х Кл СМ И Х Кл
Лугово-каштановая (раз. ЗК-1)
AU1 0-25 31.3 35 48 4 13 10.8 15.1 1.4 4.0
AU2 25-34 33.9 39 37 6 17 13.4 12.6 2.2 5.7
ВМК 34-46 27.0 39 33 10 18 10.6 8.9 2.6 4.9
ВМ 46-60 30.7 44 30 6 20 13.4 9.2 1.9 6.2
BCAnc,q 60-100 27.6 49 28 7 16 13.4 7.7 2.0 4.5
ВС 100-120 25.6 50 27 7 16 12.8 7.0 1.7 4.1
С 120-150 29.5 47 30 7 16 13.9 8.8 1.9 4.8
Солонец (раз. ЗК-2) (Варламов и др., 2018)
SEL 0-5 11.7 23 52 6 20 2.6 6.1 0.7 2.3
BSN1 5-16 39.7 52 30 5 14 20.6 11.8 1.8 5.5
BSN2 16-26 51.6 46 33 3 18 23.7 17.0 1.4 9.4
BSN3s 26-35 28.3 41 35 5 19 11.7 9.9 1.3 5.4
ВСА s.cs 35-45 25.7 37 37 6 20 9.6 9.6 1.4 5.1
BCAnc 45-60 27.9 42 31 5 19 14.1 10.1 2.0 6.3
Cca.s 110-130 32.5 42 30 6 23 11.7 8.3 1.5 6.4
Примечание. СМ - смешанослойная; И - иллит; Х - хлорит; Кл -каолинит.
Илистая фракция лугово-каштановой почвы представлена следующими минеральными фазами: иллитом, смешанослойной фазой, каолинитом и хлоритом. В толще с гумусовыми горизонтами (гор. Аи 0-34 см) содержание иллита больше, чем смешано-
слойных минералов, особенно в самой верхней части гумусового горизонта (0-25 см). Ниже до конца профиля наблюдается преобладание смешанослойных минералов над иллитом. Содержание хлорита в данной почве наименьшее по сравнению с остальными минеральными фазами. Наблюдается небольшое повышение по содержанию хлорита и каолинита в средней части профиля - в горизонтах ВМК и BCAnc,q соответственно (табл. 1, рис. 7).
При пересчете на почву в целом в составе ила по всему профилю лугово-каштановой почвы также преобладают смешано-слойные минералы и иллит, хотя наблюдается неравномерное распределение смешанослойных минералов (рис. 3). Наибольшее количество иллита содержится в верхних горизонтах (AU1 и AU2). Распределение хлорита и каолинита также неравномерное (рис. 3А).
Диагностика минералов фракции ила лугово-каштановой почвы (разрез ЗК-1)
Иллит диагностирован по наличию рефлексов 1 нм, 0.5 нм и 0.3 нм как триоктаэдрический. При насыщении этиленгликолем и при прокаливании при 550 оС положение пиков не меняется. Форма пиков и интенсивность при обработках возрастает за счет смектитовой фазы. По соотношению I001/I002 в верхнем горизонте AU1 октаэдрический слой иллита заполнен преимущественно Mg (соотношение I001/I002 составило 3.5) в отличие от нижележащих горизонтов, где заполнение преимущественно Al + Fe (соотношение I001/I002 - 2.6-2.9) и Al (соотношение I001/I002 - 2.4 и 2.5) (табл. 2) (Рентгеновские методы..., 1965). Также это соотношение (I001/I002 - 3.5) говорит о присутствии значительной доли иллита, пополняемого из фракций других размерностей (тонкой и средней пыли) при их физическом дроблении, которые в основном триоктаэдрические с невысокой устойчивостью к выветриванию. Присутствие синтетического иллита наблюдается за счет иллити-зации смектита.
Таблица 2. Соотношение рефлексов иллита I001/I002 в лугово-каштановой почве
Table 2. I001/I002 ratio of illite reflexes in meadow-chestnut soil.
Горизонт Глубина, см I001/I002
AU1 0-25 3.5
AU2 25-34 2.7
ВМК 34-46 2.9
ВМ 46-60 2.9
BCAnc,q 60-100 2.6
ВС 100-120 2.5
С 120-150 2.4
Смешанослойная фаза в лугово-каштановой почве представлена иллит-смектитовым образованием. Небольшое количество индивидуальной смектитовой фазы появляется в нижних горизонтах с глубины 46-50 см (рис. 9). В смешанослойной фазе ил-литовые пакеты преобладают над смектитовыми в верхних горизонтах Аи1 и Аи2 (рис. 1 и рис. 2), вниз по профилю наблюдается преобладание смектитовых пакетов (рис. 3 и рис. 4). В почвообра-зующей породе на глубине 100-120 см в состав смешанослойного образования входит хлорит. Наблюдается тенденция к упорядочиванию кристаллической структуры с глубины 25-34 см (рис. 2). Таким образом, минералогический состав гор. ВС и С по кристал-лохимическому состоянию смешанослойных минералов отличается от вышележащих почвенных горизонтов по появлению индивидуальной смектитовой фазы и хлоритовых пакетов, которых не было выше профилю. Супердисперсное состояние данной фазы наблюдается только в горизонте АШ на глубине 0-25 см.
Хлорит диагностирован по наличию рефлексов 1.45 нм, 0.71 нм, 0.47 нм и 0.354 нм. Диагностические рефлексы не изменяются при прокаливании при 550 оС и при насыщении этиленгликолем (рис. 1-4). Диоктаэдрический хлорит является магнезиальным, так как присутствуют четкие отражения 001, 002, 003 и 004. Ближе к нижней части профиля, начиная с горизонта ВСАпс^ (60-100 см)
(рис. 3), хлорит становится менее разрушенным и более окристал-лизованным.
Рис. 1. Рентгендифрактограмма гор. AU1 (0-25 см) лугово-каштановой почвы: а - воздушно- сухое состояние образца, б - после сольватации этиленгликолем, в - после прокаливания при 550°С в течение 2 ч, межплоскостные расстояния в нм.
Fig. 1. X-ray diffractogram of the horizon AU1 (0-25 cm) of meadow-chestnut soil: a - air-dry soil sample, b - after ethylene glycol solvation, c -after calcination at 550 °C for 2 hours, interplanar distances in nm.
Каолинит диагностирован по рефлексам 0.71 и 0.358 нм. При насыщении этиленгликолем изменение межплоскостного расстояния не происходит. Прокаливание при 550 оС приводит к разрушению структуры каолинита, и рефлексы полностью исчезают. В профиле почвы структура каолинита в верхнем горизонте AU несовершенная, так как пик 002 не остроконечный и имеет широкое основание. К нижней части профиля в горизонтах ВМ,
1. гор. AU1 (5-25 см)
32 29 26 23 20 17 14 11 Угол, градусы
ВСАис^ и ВС (рис. 6 и рис. 7) структура становится более совершенной. Итак, самый поверхностный горизонт AU1 отличается от всех нижележащих горизонтов несовершенной структурой каолинита.
Калиевые полевые шпаты и кварц. Также в иле диагностировано незначительное количество кварца и калиевых полевых шпатов в горизонте AU на глубине 0-25 см (рис. 1).
Рис. 2. Рентгендифрактограммы гор. AU2 (25-34 см) и гор. ВМК (34-46 см) лугово-каштановой почвы: а - воздушно- сухое состояние образца, б - после сольватации этиленгликолем, в - после прокаливания при 550°С в течение 2 ч, межплоскостные расстояния в нм.
Fig. 2. X-ray diffractogram of the horizons AU2 (25-34 cm) and ВМК (34-46 cm) of meadow-chestnut soil: a - air-dry soil sample, b - after ethylene glycol solvation, c - after calcination at 550 °C for 2 hours, interplanar distances in nm.
Рис. 3 Рентгендифрактограммы гор. BM (46-50 см) и гор. ВСАпод (60100 см) лугово-каштановой почвы: а - воздушно- сухое состояние образца, б - после сольватации этиленгликолем, в - после прокаливания при 550°С в течение 2 ч, межплоскостные расстояния в нм. Fig. 3. X-ray diffractogram of the horizons BM (46-50 cm) and ВСАпод (60-100 cm) and ВМК (34-46 cm) of meadow-chestnut soil: a - air-dry soil sample, b - after ethylene glycol solvation, c - after calcination at 550 °C for 2 hours, interplanar distances in nm.
6. гор. ВС (100-120 см) 7. гор. С (130-150 см)
1,45
32 29 26 23 20 17 14 11 8 5 2 32 29 26 23 20 17 14 И 8 S 2
Рис. 4. Рентгендифрактограммы гор. ВС (100-120 см) и гор. С (120-150 см) лугово-каштановой почвы: а - воздушно- сухое состояние образца, б
- после сольватации этиленгликолем, в - после прокаливания при 550 °С в течение 2 ч, межплоскостные расстояния в нм.
Fig. 4. X-ray diffractogram of the horizons ВС (100-120 cm) and С (120-150 cm) and ВМК (34-46 cm) of meadow-chestnut soil: a - air-dry soil sample, b
- after ethylene glycol solvation, c - after calcination at 550 °C for 2 hours, interplanar distances in nm.
Если сравнивать минералогический профиль лугово-каштановой почвы с солонцом данного комплекса, то можно сказать, что содержание илистой фракции по профилю лугово-каштановой почвы дифференцировано существенно слабее и то только в пределах верхней толщи (рис. 5, табл. 1).
Рис. 5. Распределение ила в солонце и в лугово-каштановой почве. Fig. 5. Distribution of silt in solonetz and meadow-chestnut soil.
Сравнение минералогического состава илистой фракции двух разрезов показало, что в лугово-каштановой почве она представлена теми же минеральными фазами, что и в солонце: илли-том, смешанослойной фазой (иллит-смектит), хлоритом и каолинитом (рис. 6 и рис. 7). При пересчете на почву в целом характер распределения минералов в сравниваемых почвах связан с распределением ила по профилю, поэтому в солонце и лугово-каштановой почвы минимальное содержание ила в поверхностных горизонтах находит отражение при пересчете минеральных фаз на почву в целом (табл. 1).
Каштановая п°чва (ЗК-1) Солонец (разрез ЗК-2)
А B
Рис. 6. Содержание минералов во фракции ила лугово-каштановой почвы (А) и солонца (B).
Fig. 6. Content of minerals in silt fraction in meadow-chestnut soil (A) and solonetz (B).
\ \
\ 1 4 \
/ i
1 I 1 i i
< 1 \ \
\ \ % \ «
•• Каолинит • Иллит
"Хлорит
• Смешанослойные минерал
•f" s . s4 ' •S. _
1 ■"" r/' \ { > : » Г
: : i 1
: 1 : 1 : 1 \ 1 /
\ 1 i 1 : I i 4 / j
••Каолинит
^"Хлорит
fr • Смешанослойные минералы
А B
Рис. 7. Содержание минералов в почве в целом: А - лугово-каштановая почва, B - солонец.
Fig. 7. Content of minerals in soil in general: A - meadow-chestnut soil, B -solonetz.
Содержание, %
Содержание, %
Проведем анализ отдельных минеральных фаз сравниваемых почв солонцового комплекса.
Иллит. Во всех горизонтах лугово-каштановой почвы, как и в солонце, отмечено преобладание иллита и смешанослойных минералов (табл. 1). Максимальное количество иллита отмечено исключительно в поверхностных горизонтах - в солонце в горизонте 8ЕЬ (51.8%), в лугово-каштановой в горизонте АШ немного меньше - 48% (рис. 8). Ниже по профилю как в лугово-каштановой почве, так и солонце среди преобладающих минералов на первое место выступает смешанослойная фаза. Для горизонта 8ЕЬ в солонце для иллита характерно заполнение октаэдрического слоя А1 + Бе. Для гор. В8Ш, В8Ш, В8№8 (в толще верхних 5-35 см) - как М§, так и А1 + Бе. В лугово-каштановой почве выявлено несколько иное заполение октаэдричесого слоя - в верхнем горизонте АШ (0-25 см) отмечено заполнение его М§, а ниже в АШ (25-34 см) - А1 + Бе.
Рис. 8. Распределение иллита во фракции ила в лугово-каштановой почве и в солонце.
Fig. 8. Distribution of illite in silt fraction of meadow-chestnut soil and solonetz.
Смешанослойные минералы. Закономерности распределения смешанослойных минералов в лугово-каштановой почве существенно более равномерны по сравнению с солонцом. В солонце максимальное содержание данной фазы отмечается в горизонтах BSN, минимальное - в горизонте (SEL) (рис. 9). Горизонт SEL содержит преимущественно иллит-смектитовое образование, ниже по профилю отмечено увеличение доли хлоритовых пакетов, особенно в почвообразующей породе (Варламов и др., 2018). Интересно, что супердисперсность смешанослойной фазы отмечается в самых поверхностных горизонтах сравниваемых почв - в верхнем горизонте SEL солонца и в верхнем горизонте AU1 лугово-каштановой почвы.
Рис. 9. Распределение смешанослойных минералов во фракции ила в лугово-каштановой почве и в солонце.
Fig. 9. Distribution of mixed layer lattice minerals in silt fraction of meadow-chestnut soil and of solonetz.
Индивидуальная смектитовая фаза отмечена в сравниваемых почвах в разных генетических горизонтах и немного на разной глубине. В солонце незначительное ее количество появляется в горизонте BSN1 на глубине 5-16 см, а в лугово-каштановой почве
его появление наблюдается в горизонте BM с глубины 46-50 см. В поверхностных горизонтах он отсутствует как в лугово-каштановой почве, так и в солонце.
Каолинит. Если сравниваемые почвы различаются по его количественному содержанию в генетических горизонтах в пределах верхних 40 см (рис. 10), то структура каолинита в обоих разрезах имеет одну и ту же особенность - в этой толще он отличается несовершенством структуры (рис. 1-2). Ниже по профилю степень совершенства каолинита возрастает как в лугово-каштановой почве, так и в солонце.
Рис. 10. Распределение каолинита во фракции ила в лугово-каштановой почве и в солонце.
Fig. 10. Distribution of kaolinite in silt fraction of meadow-chestnut soil and and of solonetz.
Хлорит. Качественной минералогической особенностью хлорита является слабая устойчивость к разрушению в зоне гипер-генеза, что находит отражение в его минимальном количестве при пересчете на почву в целом в гор. SEL. Аналогичная тенденция
наблюдается и в верхнем горизонте AU1 лугово-каштановой почвы, где содержание хлорита также наименьшее (рис. 11). Во фракции ила содержание хлорита минимально в обоих профилях по сравнению с другими минеральными фазами.
Хлорит
Рис. 11. Распределение хлорита во фракции ила в лугово-каштановой почве и в солонце.
Fig. 11. Distribution of chlorite in silt fraction of meadow-chestnut soil and and of solonetz.
Калиевые полевые шпаты и кварц. В обоих разрезах в верхних горизонтах наблюдается наличие небольшого количество калиевых полевых шпатов, плагиоклаза и кварца тонкодисперсной размерности (< 1 мкм). Их количество несколько больше в солонце, чем в лугово-каштановой почве (рис. 1).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Полученные результаты по анализу минералогического состава ила сравниваемых почв солонцового комплекса на ключе "Борси" без выраженного микрорельефа, но с контрастным почвенным покровом, показывают близкие значения как по содержа-
нию минеральных фаз, так и их распределению по профилям. И в солонце, и в лугово-каштановой почве во всех генетических горизонтах (за исключением поверхностных) и в почвообразующих породах в составе ила преобладают смешанослойные минералы и иллит, каолинит по содержанию занимает промежуточное положение, хлорит - минимальное. Исключением являются только самые поверхностные горизонты сравниваемых почв, в которых ил-лит преобладает над смешанослойными минералами. Мощность поверхностных горизонтов существенно различается (в 5 раз), а разница по содержанию иллита в иле невелика - в солонце гор. SEL (0-5 см) содержит 52% иллита, а в каштановой почве гор. AU1 (0-25 см) - 48%.
Для сравниваемых почв отмечены следующие общие свойства по кристаллохимическому состоянию: 1) в верхних 40 см отмечено несовершенство структуры каолинита; 2) смешанослойные минералы гор. ВС и С обоих почв отличаются от вышележащих почвенных горизонтов по появлению индивидуального смектита и хлоритовых пакетов, которых не было выше по профилю; 3) оба разреза характеризуются супердисперсным состоянием смешано-слойной фазы в верхних горизонтах (SEL в солонце и AU1 в луго-во-каштановой почве).
Наибольшая разница в содержании ила между генетическими горизонтами выражена в пределах верхних 40 см обоих разрезов: максимальная элювиально-иллювиальная дифференциация выражена в солонце, в лугово-каштановой эта дифференциация выражена на уровне трендов, что находит отражение и в содержании минералов при расчете их содержания на почву в целом. То есть в сравниваемых почвах подтверждается отмечаемое многими исследователями более интенсивное элювиально-иллювиальное перераспределение ила в солонце, связанное как с процессом лес-сиважа, так и щелочного гидролиза, в результате чего зарегистрировано минимальное содержание лабильных минералов в самых поверхностных горизонтах. Если считать, что эти процессы являются ответственными за особенности профильного распределения лабильных минералов минеральных фаз в солонце, то и в лугово-каштановой почве, вероятно, эти процессы протекали. На это также указывает повышенное супердисперсное состояние смешано-
слойной фазы в самых верхних горизонтах (SEL в солонце и AU1 в лугово-каштановой почве).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Борзенко С.Г., Дронова Т.Я., Колесников А.В., Соколова Т.А., Толпешта И.И., Сиземская М.Л. Химико-минералогическая характеристика солончакового солонца и лугово-каштановой почвы // Вестник МГУ. Сер. 17. Почвоведение. 2003. № 3. С. 3-8.
2. Варламов Е.Б., Лебедева М.П., Чурилин Н.А., Чурилина А.Е. Особенности профильного распределения минералов во фракциях разной размерности в солонце корковом светлом сухостепной зоны юга России // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2018. Вып. 93. С. 144-172. DOI: 10.19047/0136-1694-2018-93-144-168.
3. Градусов Б.П. Минералы со смешанослойной структурой в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1976. 127 с.
4. Егоров В.В., Иванова Е.Н. и Фридланд В.М. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 225 с.
5. Конюшкова М.В., Абатуров Б.Д. Особенности микрорельефа и свойства почв солонцового комплекса на поздних стадиях развития в Прикаспийской низменности // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2016. Вып. 83. С. 53-76. DOI: 10.19047/0136-1694-201683-53-76.
6. Корнблюм Э.А., Дементьева Т.Г., Зырин Н.Г., Бирина А.Т. Изменение глинистых минералов при образовании южного и слитого черноземов, лиманной солоди и солонца // Почвоведение. 1972. № 1. С. 67-85.
7. Полевой определитель почв. М., 2008. 182 с.
8. Рентгеновские методы изучения и структура глинистых минералов / Под. ред. Брауна Г. М.: Мир, 1965. 599 с.
9. Роде А.А., Польский М.Н. Почвы Джаныбекского стационара, их морфологическое строение, механический и химический состав и физические свойства // Тр. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. Т. 56. Почвы полупустыни Северо-Западного Прикаспия и их мелиорация (по работам Джаныбекского стационара). М.: Изд-во АН СССР, 1961. С. 3-214.
10. Соколова Т.А., Григорьева Е.Е. О количественном определении минералов группы почвенных хлоритов // Почвоведение. 1985. № 7. С. 132- 136.
11. Соколова Т.А., Дронова Т.Я. Толпешта И.И. Глинистые минералы в почвах. М., 2005.
12. Травникова Л.С., Мясников В.В. Особенности глинистого материала почв солонцового комплекса лимана Б. Царын Сарпинской низменности
// Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 1973. Вып. 6. С. 100-109.
13. Biscaye R.E. Mineralogy and sedimentation of recent deep-sea clay in the Atlantic Ocean and adjacent Seas and Oceans // Geological Soc. Am. Bull. 1965. Vol. 76. No. 7. P. 803-832.
REFERENCES
1. Borzenko S.G., Dronova T.Ya., Kolesnikov A.V., Sokolova T.A., Tol-peshta I.I., Sizemskaya M.L., Khimiko-mineralogicheskaya kharakteristika solonchakovogo solontsa i lugovo-kashtanovoi pochvy (Chemical and mineralogical characteristics of solonchak solonetz and meadow-chestnut soil), VestnikMGU, Ser. 17, Pochvovedenie, 2003, No. 3, pp. 3-8.
2. Varlamov E.B., Lebedeva M.P., Churilin N.A., Churilina A.E., Profile distribution of minerals in textural fractions of different dimensions in the solonets in dry steppe zone of Russia, Dokuchaev Soil Bulletin, 2018, Vol. 93, pp. 144-172, DOI: 10.19047/0136-1694-2018-93-144-168.
3. Gradusov B.P., Mineraly so smeshanosloinoi strukturoi v pochvakh (Minerals with a mixed structure in soils), Moscow: USSR AS Publish- ing, 1976, 127 p.
4. Egorov V.V., Ivanova E.N., Fridland V.M., Klassifikatsiya i diagno-stika pochv SSSR (Classification and diagnostics of soils of the USSR), Moscow: Kolos, 1977, 225 p.
5. Konjushkova M.V., Abaturov B.D., The specificities and properties of soils of solonetzic complex on the latest stages of development in the area of caspian sea region, Dokuchaev Soil Bulletin, 2016, Vol. 83, pp. 53-76. DOI: 10.19047/0136-1694-2016-83-53-76.
6. Kornbluym E.A., Dement'eva T.G., Zyrin N.G., Birina A.T., Izmenenie glinistykh mineralov pri obrazovanii yuzhnogo i slitogo chernozemov, limannoi solodi i solontsa (Clay minerals changing during formation of southern and vertic chernozems, liman solod and solonetz), Pochvovedenie, 1972, No. 1, pp. 67-85.
7. Polevoi opredelitel'pochv (Field soil guide), Moscow, 2008, 182 p.
8. Rentgenovskie metody izucheniya i struktura glinistykh mineralov (X-ray methods of studying and the structure of clay minerals), Braun G. (Ed.), Moscow: Mir, 1965, 599 p.
9. Rode A.A., Pol'skij M.N., Pochvy Dzhanybekskogo statsionara, ikh morfologicheskoe stroenie, mekhanicheskii i khimicheskii sostav i fizicheskie svoistva (Soils of Janybek station, their morphological structure, mechanical and chemical composition and physical properties), In: Tr. Pochv. in-ta im. V.V. Dokuchaeva. Pochvy polupustyni Severo-Zapadnogo Prikaspiya i ikh
melioratsiya (po rabotam Dzhanybekskogo statsionara) (Soils of the semi-desert of the North-Western Caspian region and their reclamation), Moscow: Izd-vo AN SSSR, 1961, Vol. 56, pp. 3-214.
10. Sokolova T.A., Grigor'eva E.E., O kolichestvennom opredelenii mineralov gruppy pochvennykh khloritov (Quantitative determination of soil chlorite group minerals), Pochvovedenie, 1985, No. 7, pp. 132-136.
11. Sokolova T.A., Dronova T.Ya., Tolpeshta I.I., Glinistye mineraly v pochvakh (Clay minerals in soils), Moscow, 2005.
12. Travnikova L.S., Myasnikov V.V., Features of the clay material of the solonetz soils complex of the estuary B. Tsaryn of the Sarpinsky lowland,
Dokuchaev Soil Bulletin, 1973, Vol. 6, pp. 100-109.
13. Biscaye R.E., Mineralogy and sedimentation of recent deep-sea clay in the Atlantic Ocean and adjacent Seas and Oceans, Geological Soc. Am. Bull., 1965, Vol. 76, No. 7, pp. 803-832.
