ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2004, № 1, с. 5-17
ГЕНЕЗИС ^^^^^^^^^^^^
И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.48:631.445
ОСОБЕННОСТИ ГИДРОМОРФНЫХ СОЛОНЦОВ ПОЙМ СРЕДНЕРУССКОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ*
© 2004 г. Б. П. Ахтырцев1, А. Б. Ахтырцев2, Л. А. Яблонских1
воронежский государственный университет, 394006, Воронеж, Университетская пл., 1 2Черноземный институт мониторинга земель и экосистем, 394087, Воронеж, ул. Тимирязева, 27
Поступила в редакцию 05.12.2002 г.
Под влиянием пульсирующего водно-солевого режима при постоянной связи почвенного профиля с минерализованными грунтовыми водами в поймах речных долин Среднерусского Черноземья формируются аллювиальные гидроморфные солонцы. Их диагностические признаки во многом совпадают с признаками черноземно-луговых солонцов гидроморфного типа водораздельных пространств. Это позволяет выделить в качестве таксономической единицы классификации на уровне подтипа аллювиальные гидроморфные солонцы в пойменных ландшафтах лесостепи.
ВВЕДЕНИЕ
В пойменных ландшафтах южной лесостепи и степи Русской равнины получили распространение гидроморфные солонцовые почвы разной степени засоления. По "Классификации и диагностике почв СССР" [6] они относятся к родам солонцеватых и засоленных в подтипе собственно аллювиальных луговых насыщенных почв. Согласно "Классификации почв России" [7] род солонцеватых почв рассматривается как подтип аллювиального гумусово-криптоглеевого типа и характеризуется уплотнением, элементами призматической структуры с темными глинистыми кутанами на поверхности педов, щелочной реакцией, потечностью гумуса и присутствием некоторого количества обменного натрия в нижней части гумусового горизонта.
Применение термина "криптоглеевых" к гид-роморфным солонцам пойм вместо терминов "глеевый" и "глееватый" обосновано согласно этой классификации тем, что он отражает особенности гидроморфизма минерального материала в условиях нейтральной и щелочной среды солонцов лесостепи и степи, в которых гидро-морфизм, как правило, не сопровождается мобилизацией и выносом оксидов железа и мор-фохроматическими признаками оглеения. Однако в рассматриваемых аллювиальных солонцах эти признаки имеются.
Следует отметить, что гидроморфные солонцы в поймах рек Среднерусского Черноземья являются наименее изученными среди аллювиальных почв [15, 16]. Их генезис, классификация, состав, свойства и диагностические признаки
*
Работа выполнена при поддержке РФФИ по проекту < 03-04-48211 и Минобразования РФ (грант "Университеты России - фундаментальные исследования").
нуждаются в глубоком и детальном исследовании.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Предметом исследования послужили аллювиальные солонцовые почвы пойм в долинах рек Битюга, Икорца, Осереди, Чиглы, Хопра в южной части Окско-Донской низменной равнины, Меловатки, Толучеевки, Черной Калитвы, Левой Богучарки, Тихой Сосны и др. Среднерусской возвышенности, принадлежащих бассейну Дона. Они сравнивались с гидроморфными солонцами водораздельных пространств. Гидроморфные солонцевато-засоленные почвы преимущественно приурочены к центральным частям пойм и занимают от 11-14 до 25-31% площади, в том числе аллювиальные гидроморфные солонцы - от 7 до 12%.
В ландшафтном отношении рассматриваемая территория относится к подзонам южной лесостепи и северной степи и характеризуется умеренно-континентальным климатом со среднегодовыми температурой 6-6.5°С и суммой осадков 525-475 мм, с гидротермическим коэффициентом вегетационного периода 1.0-0.8 и суммой активных температур выше +10° 2600-2800°С. Аллювиальные гидроморфные солонцы приурочены к пониженным позициям рельефа центральной части пойм и образуют комплексы на фоне аллювиальных луговых насыщенных и карбонатных глееватых и глеевых почв. Почво-образующими породами солонцов служат аллювиальные отложения, сформировавшиеся из ли-тологически разнородного материала, смываемого с прилегающих приречных пространств, на которых имеются выходы засоленных палеогеновых глин. Почвообразующие породы карбо-
натны и местами засолены. В составе обменных катионов в этом случае присутствует обменный натрий в количестве 1-8 мг-экв/100 г.
В поймах рек южной лесостепи и степи отмечается пятнистая дифференциация грунтовых вод по степени минерализации и химизму, обусловленная степенью засоления аллювиальных наносов и поступающих со склонов речных долин вод. На фоне слабоминерализованных грунтовых вод, содержащих 0.5-0.9 г/л солей, пятнами по понижениям встречаются минерализованные (3-6 г/л солей) воды. Растительный покров на со-лонцово-засоленных почвах представлен полынным, кермековыми, бескильнецивыми, подорожниковыми, морковниковыми и другими сообществами, выдерживающими засоление почв натриевыми солями.
Использовался комплекс маршрутных, поч-венно-картографических и лабораторно-экспе-риментальных методов. Сравнительно-географическим методом сопряженно изучались гидро-морфные солонцы пойм и водоразделов. Определены гранулометрический состав по Ка-чинскому; структурный и агрегатный состав по Саввинову; валовой химический состав классическим методом; гумус общий по Тюрину в модификации Симакова; состав гумуса - по Пономаревой и Плотниковой; рН водной и солевой вытяжек -потенциометрически; гидролитическая кислотность - по Каппену с пересчетом на коэффициент 1.75; обменные кальций и магний - комплексоно-метрическим методом с использованием трилона-Б в бескарбонатных и по Тюрину в карбонатных образцах; поглощенный натрий - по Антипову-Каратаеву; валовой азот - по Къельдалю; азот легкогидролизуемых соединений - по Тюрину и Кононовой; подвижный фосфор - по Чирикову (для карбонатных образцов - по Мачигину); обменный калий - по Масловой на пламенном фотометре; солевой состав водных вытяжек - общепринятым методом при соотношении почва : вода 1 : 5 [1].
Для решения генетических вопросов использовались экспериментальные методы исследований микроморфологии почвенных шлифов и минералогического состава тонкодисперсных фракций почв. На основе системного анализа полученных данных рассматриваются особенности аллювиальных гидроморфных солонцов, их сходство и различия с гидроморфными солонцами водоразделов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Периодическая смена засушливых и полузасушливых климатических условий избыточным увлажнением на фоне колебательного климатического режима в годовом цикле и на протяжении
длительного времени в южной лесостепи и степи Русской равнины способствовали развитию солонцового процесса и формированию солонцовых почв во второй половине голоцена [2].
Аллювиальные гидроморфные солонцы образуются при переменном воздействии процессов засоления-рассоления, обусловленных пульсирующим водно-солевым режимом [5]. Такой его характер установлен специальными исследованиями в рассматриваемом регионе [3, 13]. Грунтовые воды, находящиеся под солонцами в поймах рек на глубине 1-1.5 м, содержат от 2 до 4-6 г/л солей. В их составе под среднезасоленными солонцами содержание ионов по сезонам года колеблется в
следующих пределах: НСО- 3.2-9.8, С1- 3.6-27.8,
БО^ 8.0-33.0, Са2+ 4.2-27.4, Mg2+ 7.0-25.8,
Ка+ 5.3-49.3 мг-экв/л. Содержание плотного остатка меняется от 1.1 до 5.9 г/л. Под незасоленны-ми аллювиальными луговыми почвами эти показатели равны соответственно 2.2-7.8, 2.2-4.8, 1.23.6, 3.8-7.6, 2.6-3.8, 1.6-6.1 мг-экв/л. Величина плотного остатка составляет 0.6-0.8 г/л. Уровень грунтовых вод меняется по сезонам и годам. После схода талых вод он быстро понижается в мае и значительно медленнее летом, достигая минимальной отметки к концу августа. Осенью и зимой наблюдается повышение уровня грунтовых вод. Эти колебания сопровождаются изменением минерализации и состава грунтовых вод. Весной минерализация колеблется от 2.2 до 4.3 г/л, летом повышается до 3.8-6.0, осенью уменьшается от 1.1-3.5 г/л. Такое изменение минерализации и состава солей является особенностью аллювиальных почв лесостепи и степи и объясняется разной степенью увлажнения почв и разбавления грунтовых вод центральной поймы талыми водами и атмосферными осадками по сезонам года. Весной вследствие смыкания грунтовых вод с талыми поверхностными водами и осенью при сквозном промачивании почв атмосферными осадками происходит уменьшение их минерализации, соли вымываются из верхних горизонтов. Состав грунтовых вод становится сульфатно-гидрокарбонат-но-кальциево-магниевым.
На участках с незасоленными почвами количество солей за все годы наблюдений ни разу не достигало 0.3%. Миграция же солей в почвенном профиле идентична таковой в засоленных почвах. Здесь грунтовые воды наименее минерализованы и имеют гидрокарбонатно-магниево-каль-циевый состав.
В солонцовых почвах весной максимум солей приурочен к слою 0-30 см, степень засоления варьирует от сильной до слабой. Летом вследствие интенсивного испарения влаги усиливается накопление солей в метровой толще почвы, сумма солей возрастает в 2-3 раза по сравнению с весен-
ним уровнем. Во влажные, нормальные и засушливые годы степень засоления почв летом варьирует от слабой до сильной. Осенью наблюдается рассоление верхнего 20-сантиметрового слоя. Остальная часть почвенного профиля характеризуется средним засолением с максимумом токсичных солей в слое 20-70 см [3].
Осолонцевание и сохранение солонцовых свойств в гидроморфных почвах вызваны постоянной связью почвенного профиля с грунтовыми водами в центральных частях пойм. Регулярное поднятие и опускание уровня грунтовых вод способствует засолению и осолонцеванию почв даже при небольшом содержании солей. При этом в почвенном профиле на разной глубине формируется отчетливо выраженный солонцовый горизонт и происходит дифференциация почвенной толщи на разные по мощности надсолонцовый гумусовый, солонцовый столбчатый, охероватый или глыбистый и солончаковатый горизонты. Морфология их характеризуется следующими основными чертами.
Надсолонцовый горизонт имеет мощность от 3-8 до 18-23 см, комковато-ореховатую структуру. В нем обособляется темно-серый с коричневым оттенком от обилия корней слой дернины. Солонцовый горизонт в верхней бескарбонатной части часто с признаками осолодения отличается светло-серой окраской, призматичес
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.