ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2014, № 9, с. 1046-1055
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.413:631.445.53
ДИАГНОСТИКА СОЛОНЦОВОГО ПРОЦЕССА В ЦЕЛИННЫХ И АГРОГЕННО-ИЗМЕНЕННЫХ ПОЧВАХ РАЗНЫХ РЕГИОНОВ
© 2014 г. И. Н. Любимова1, В. В. Хан1, И. А. Салпагарова2
Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7 2Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119991, Москва, Ленинские горы
e-mail: lubimova@agro.geonet.ru Поступила в редакцию 05.09.2013 г.
Проведена диагностика солонцового процесса в целинных и агроизмененных почвах солонцовых комплексов черноземной и каштановой зон европейской территории России и Западной Сибири с использованием особенности кинетики набухания и показателя физико-химических условий степени выраженности солонцового процесса. Исследования показали, что совместное использование двух методов диагностики солонцового процесса намного эффективнее, чем их применение по отдельности. Определена степень выраженности солонцового процесса в изученных почвах. Показано, что для содовых мелиорированных солонцов Любинского р-на Омской обл. и для солонца сред-ненатриевого целинного Барабинской низменности характерны кривые набухания, описанные для плоховодопроницаемых слитых почв Северного Кавказа.
Ключевые слова: агрогенно-измененные солонцы, диагностика солонцового процесса, кинетика набухания, степень выраженности солонцового процесса, солонцы европейской территории России, солонцы Западной Сибири.
DOI: 10.7868/S0032180X14070119
ВВЕДЕНИЕ
По признанию многих почвоведов почвы солонцовых комплексов относятся к наиболее сложным природным образованиям, поэтому многие вопросы их генезиса и взаимосвязи остаются недостаточно изученными. Наиболее активное вовлечение солонцов в сельское хозяйство в СССР началось в 70—80 гг. прошлого века. Тогда же возникли вопросы оценки эффективности и последействия мелиорации, диагностики протекания современного солонцового процесса в мелиорированных солонцах, в том числе диагностики ранних стадий вторичного осолонцевания мелиорируемых почв солонцового комплекса.
К настоящему времени существует много подходов к оценке реставрации солонцового процесса и вторичного осолонцевания в мелиорированных и орошаемых почвах по содержанию обменного натрия [1], активности натрия при различном соотношении почва : раствор [7, 10], степени иллювиированности [15], показателю ад-сорбируемости натрия SAR [3], кинетике набухания почв [6], показателю степени выраженности солонцового процесса с использованием расчетного показателя В, отражающего физико-химические условия развития солонцового процесса [19, 20].
Ранее нами были приведены данные по сравнительному изучению двух способов диагностики вторичного осолонцевания и реставрации солонцового процесса в мелиорированных солонцах и солонцеватых почвах сухостепной зоны Волгоградской обл. с использованием особенностей кинетики набухания растертых образцов почв и показателя физико-химических условий степени выраженности солонцового процесса В [11, 12].
Цель настоящих исследований — провести диагностику солонцового процесса на более широком наборе целинных и агроизмененных почв солонцовых комплексов черноземной и каштановой зон европейской территории России и Западной Сибири с использованием: а) показателя В, характеризующего физико-химические условия развития солонцового процесса; б) кинетики набухания, косвенно связанной с минералогическим составом илистой фракции и водно-физическими свойствами почв; в) морфологических особенностей почв.
В качестве объектов исследования были выбраны полугидроморфные и гидроморф-ные почвы солонцовых комплексов лесостепной зоны Западной Сибири (Омская и Новосибирская обл.). На европейской части России изучались полугидроморфные и гидроморфные почвы
солонцовых комплексов лесостепной и сухостеп-ной зон (Волгоградская и Воронежская обл.). Перечень исследованных почв и их классификационная принадлежность приведены в табл. 1, сведения о содержании в образцах обменного натрия и суммы токсичных солей — в табл. 2.
Объекты исследования в Волгоградской обл. расположены на одной из крупных инженерных оросительных систем — Кисловской ОС (Быковский и Николаевский р-ны) с подачей воды из Волгоградского водохранилища. Исследования проводили на участке, расположенном на Хва-лынской морской равнине. Подробная характеристика данного объекта дана в статье Мотузова с соавт. [14].
В Воронежской обл. образцы почв были отобраны Н.Б. Хитровым в 2008 г. на стационарах № 1 и 2 в Каменной степи (Таловский р-н) в центральной части водораздела рек Битюг и Хопер. Детальное описание объекта приведено в монографии "Разнообразие почв Каменной степи" [17].
В Омской обл. объектами исследования были содовые солонцы и солонцеватые почвы лесостепной зоны Омского и Любинского р-нов Омской обл. В Любинском р-не образцы почв были отобраны с опытного участка по мелиорации лу-гово-черноземных корковых многонатриевых сульфатно-содовых солонцов (Голубковский стационар). Полевой опыт был заложен в 1970 г. Л.В. Березиным, З.И. Воропаевой и В.Е. Кушна-ренко [18]. Гипс был внесен в дозе 32 т/га с заделкой дискованием (слой 0—10 см). В 1985 г. проведено повторное гипсование опытных делянок с тремя дозами внесения мелиоранта: 8, 16 и 32 т/га. В качестве контроля служил вариант с однократным внесением гипса в 1970 г. в дозе 32 т/га. Характеристика объектов исследований представлена в публикации Троценко [18].
Объекты Новосибирской обл. расположены на территории Барабинской низменности (с. Ко-журла, образцы Т.Н. Елизаровой, ИПА СО РАН, Новосибирск, 2004). Подробная характеристика объектов исследований дана в "Путеводителе научных полевых экскурсий IV съезда Докучаевско-го общества почвоведов" [16].
Методы исследований. Морфологическое описание почв в поле и в камеральных условиях проводили с использованием методического руководства по описанию почв в поле [2]. При оценке химических и физико-химических свойств почв использовали следующие методы анализа: ионно-солевой состав легкорастворимых солей определяли методом водной вытяжки (1 : 5); состав обменных оснований — по методу Пфеффера в модификации Молодцова и Игнатовой; рН водной суспензии — потенциометриче-ским методом при соотношении почва : вода 1 : 2.5 и 1 : 5 [4]. Содержание карбонатов — по Козловскому, содержание гипса — по Хитрову [21]. Опре-
деление удельной электропроводности (ЕС) проводили кондуктометром "Эксперт-002" в фильтратах из водонасыщенных почвенных паст. Кинетику набухания определяли по методике Грачева, Корнблюма [6], оценку степени выраженности солонцового процесса по Хитрову [19, 20].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Хитров [20], определяя кинетику набухания почв Северного Кавказа для более четкого разделения солонцового процесса и процесса слитоге-неза, выделил 4 основных типа кривых набухания почв: первый характеризует быстрый прирост высоты образца в первые 0.5—1 ч с последующим сравнительно быстрым выходом на "плато". Этому типу соответствуют кривые набухания верхних горизонтов, а также всех горизонтов, содержащих гипс.
Второй тип кривых набухания наблюдается в горизонтах средней части профиля с высоким содержанием обменного натрия (более 10—20%) и сравнительно небольшим засолением. Появление задержки набухания в этих горизонтах отмечается в течение первых 0.5—1.5 ч. Именно этот тип кривых набухания был впервые отмечен В.А. Грачевым и Э.А. Корнблюмом при исследовании солонцовых горизонтов солонцов каштановой зоны.
Для нижних горизонтов, не содержащих гипс, с высокой степенью выраженности слитогенеза отмечается третий тип кривой набухания. Ее особенность заключается в появлении длинного (продолжительностью от 2 до 6 ч) пологого участка, начинающегося через 5—10 мин после начала увлажнения, свидетельствующего об очень медленном приросте высоты образца во времени. Его появление связано с резким уменьшением влаго-проводности образца.
В нижних горизонтах, не содержащих гипс, имеющих высокую щелочность в вытяжках из во-донасыщенных почвенных паст, наблюдается своеобразное сочетание второго и третьего типа кривых набухания — четвертый тип. В первые 2— 6 ч набухание происходит по третьему типу кривой, а затем наступает длительный период почти полного отсутствия прироста высоты образца, по окончании которого набухание продолжается.
Согласно исследованиям Грачева с соавт. [5, 6], кривые набухания второго и четвертого типов, по Н.Б. Хитрову, соответствуют солонцовым горизонтам солонцов каштановых и черноземных соответственно. Поэтому мы объединили эти два типа кривых набухания в один второй тип. При этом кривая набухания второго типа по Хитрову получила индекс — 2А, а кривая набухания четвертого типа по Хитрову — 2Б (рисунок).
Для оценки степени выраженности солонцового процесса по Хитрову [20] рассматривали сочетание двух групп признаков: морфологическую
Таблица 1. Объекты исследований
№ раз- Характер Классификация, горизонты
реза использования 1977 г. [9] 2004 г. [8] WRB [13]
Николаевский р-н Волгоградской обл.
Целина
Постирригационная территория
Постирригационная территория
Солонец полугидроморфный лугово-каштановый высокосо-лончаковатый хлоридно-суль-фатный сильнозасоленный мелкий многонатриевый целинный АЕ-В1-В3к,г1-В32к-В33к,г
Солонец полугидроморфный лугово-каштановый высокосо-лончаковатый сульфатный с присутствием гипса сильнозасо-ленный постирригационный А пах1к—А пах2к—А пах3к— В3к1-В3к2
Каштановая почва среднемощ-ная постирригационная А пах1— А пах2—В1—В2к—В3к
Солонец средний светлый SEL-BSN-BMK-BCAca,cs
Агрозем солонцовый светлый карбонатный, P1ca-P2ca—P3ca-BCA1ca—BCca,s,cs
Агрозем текстурно-карбонатный P1ca-P2ca-CAT/Cca
Hyposalic Solonetz (Albic, Ruptic, Mag-nesic)
Endosalic Cambisol (Calcaric, Hyposodic, Humic)
Haplic Phaeozem (Calcaric)
1
2
3
Таловский р-н Воронежской обл.
4 Лесополоса Солонец полугидроморфный лугово-черноземный высокосо-лончаковатый сульфатный с присутствием гипса сильнозасо-ленный средний многонатриевый постагрогенный E—B1 пах1—В1 пах2—В1—В2г— В2к,г—В2г—В3к,г—ВСк Солонец темный постагрогенный квазиглееват
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.