ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2014, № 10, с. 1204-1214
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.4
ВЛИЯНИЕ ВЕРТИКОВЫХ ПРОЦЕССОВ НА СВОЙСТВА КАЛЬЦИСОЛЕЙ
В ЮЖНОЙ ИСПАНИИ
© 2014 г. Э. Ортэга1, Ф. Х. Лосано2, С. Монтойа1, К. Асэнсио2
1 Факультет почвоведения и агрохимии, Фармакологический колледж, Университет Гранады,
18071, Испания, Гранада, кампус Картуха e-mail: eortega@ugr.es
2Агрономический факультет, Высшая инженерная школа, Университет Алмерии, 04120, Испания, Алмерия, шоссе Сакраменто, с/н Ла Каньяда Поступила в редакцию 11.03.2013 г.
Проведена аналитическая, минералогическая и микроморфологическая характеристика Кальцисо-лей (Calcisols) с целью выявления их свойств и генезиса. Изученные почвы имеют две специфические особенности. Во-первых, образование слоя коллювиального наноса, сложенного материалом молассов и органогенно-обломочных молассов (верхне-среднемиоценовых посторогенных морских отложений детрита, над погребенными примитивными Гаплик Вертисолями (Haplic \fertisols) с "подземным" микрорельефом гильгай на литологическом контакте. Во-вторых, выщелачивание карбонатов из коллювиального слоя с переотложением в нижележащей погребенной Вертисоли привело к образованию горизонта кальцик (calcic). До погребения гор. А Вертисоли был полностью утрачен в результате эрозионного сноса, поэтому современный гор. А целиком состоит из рыхлого окарбоначенного коллювия, благодаря чему эта почва стала относиться к реферативной почвенной группе Кальцисолей. На основе полиномиальных уравнений регрессии показано, что в результате вертиковых процессов (усадки и набухания) подземный микрорельеф гильгай границы между новым отложенным и исходным погребенным материалом выражен сильнее по сравнению с его аналогами на дневной поверхности непогребенных Вертисолей.
Ключевые слова: погребенные Вертисоли, Вертисоли южной Испании, процессы усадки и набухания (вертиковые процессы).
Б01: 10.7868/80032180X14100098
ВВЕДЕНИЕ
Изученные Кальцисоли (СаЫ8ок) развиваются вследствие погребения Вертисолей (УегИ8ок) под окарбоначеными коллювиальными отложениями. Вертисоли широко распространены в мире в областях субтропического и семиаридного климата, в частности в южной Испании. В провинции Малага имеется три ареала распространения почв с вертиковыми характеристиками [2]: первый расположен в ее центральной части [31, 33]; второй — на западе у границы с провинциями Кадиса и Севильи [37]; третий — в восточной части [32, 37]. Почвы, описанные в центральной части провинции Малага [6], классифицированы как Энтик Хромоксерерты (ЕпИс СИготохегейз) [39]. Ортэга с соавт. [34] провели исследование засоленных вариантов Энтик Хромоксерертов в провинции Малага, уделяя особое внимание их генезису и процессам деградации. В то же время Асэнсио с соавт. [3] проанализировали минеральные компоненты вертиковых почв в восточной Андалузии. Позже был выполнен широкомасштабный проект по оценке загрязнения и стан-
дартизации концентраций микроэлементов в Вертисолях Малаги [7, 8].
Цель настоящего исследования — охарактеризовать почвенно-генетические процессы в ходе преобразования погребенных Вертисолей в Кальцисоли в южной Испании (рис. 1). Изучаемые почвы сформированы на палеоценовых флишах (осадочных породах преимущественно глинистого состава) алхибской свиты (Aljibe Unit) [17].
На рубеже палеоцена и эоцена произошло окарбоначивание морских отложений и смена континентального флювиального осаднонакоп-ления озерным [1]. Переход от эвтрофных условий палеоцена к олиготрофной обстановке эоцена, связанный с тектоническими процессами и изменениями климата, зафиксирован в минералогическом составе донных отложений. Как показал Переверзев [36], почвы, развитые на карбонатных породах морского происхождения на побережье залива Биллефиорд, имеют нейтральную или слабощелочную реакцию и насыщенный основаниями почвенный поглощающий комплекс, так же как и почвы, являющиеся объектами на-
шего исследования. В то же время Хитров [19] выявил несколько ареалов почв с признаками вер-тигенеза в Белгородской и Воронежской обл., а также на севере Волгоградской обл.; по системе Международной реферативной базы такие почвы относились к настоящим вертисолям и почвенным категориям с приставкой Вертик в группах черноземов, Фаеоземах (Faeozems) и солонцов. В работе Золотаревой с соавт. [46] выявлено, что процесс дегумификации и высокое содержание кальция в ППК определяют состояние макроструктуры погребенной каштановой почвы. Ка-зеев с соавт. [18] показали влияние карбонатов в материнской породе на возрастание биологической активности в дерново-карбонатных почвах.
В районе исследований рельеф полого-холмистый со склонами малой и средней крутизны (классы 5 и 6 по системе Международной реферативной базы [43]) с уклонами от 2—5 до 5—10%. По региональным климатическим данным [30], среднегодовая норма осадков составляет 600 мм, большая часть которых выпадает в осенне-зимний период. Максимум осадков приходится на ноябрь и декабрь. Наиболее засушливыми являются летний сезон и начало осени, при этом дефицит влаги достигает максимального значения 160 мм в июле. Среднегодовая температура составляет 19°C. Самые жаркие месяцы — июль и август, самые холодные — декабрь и январь. Водный и температурный режимы почв относятся, соответственно, к типам "ксерик" (xeric) и "тер-мик" (thermic) [27], запас доступной влаги в почве составляет 80—90 мм.
Макроморфологические и аналитические характеристики обсуждаемых почв однообразны, так же как и их минералогические и микроморфологические характеристики и деградационные процессы [2]. Однако по данным многовариантного анализа почвенного покрова выявлена пространственная неоднородность свойств вер-тисолей [24]. Чертковым [9] разработана количественная модель для описания взаимосвязи между формированием трещин усадки и микрорельефа гильгай на основе увеличения раскрытия аэрированных горизонтальных трещин во влажный сезон. Другими исследователями [20] проанализирована пространственно-временная изменчивость развития трещин в Вертисолях с развитым микрорельефом гильгай, при этом глубина трещин рассматривалась как функция от их ширины, а количественный анализ микрофотографий проводился с помощью цифровой модели поверхности. Чижикова с соавт. [10] изучили гранулометрический и минералогический составы почв на эрозионно-денудационных равнинах Ставропольского края, где процессы эрозии и денудации привели к перераспределению мелкозема и формированию отложений, несколько отличных по составу от преобладающих пород реги-
Рис. 1. Типовой профиль изученных почв.
она. Милн с соавт. [25] выявили повторяемость элементов в микрорельефе гильгай и некоторые пространственные закономерности их формирования в результате анализа распределения элементов микрорельефа по аэрофотоснимкам с определением частоты встречаемости повторяющихся контуров. Ковда с соавт. [22] изучали вер-тиковые почвы с развитым микрорельефом в центральной части Манычского прогиба. При этом проявление вертиковых признаков и процессы усадки—набухания в сухостепных почвах были сопоставлены с аналогичными признаками и процессами в почвах более гумидных областей. Флоринский и Арлашина [13] оценили влияние поверхностных и внутрипочвенных потоков вещества на развитие Вертисолей на основании концепции гравитационного регулирования латеральных потоков вещества в рельефе. Ими также изучены взаимосвязи между характеристиками гильгай по микрофотографиям, морфологией Вертисолей и присутствием горизонтов, обогащенными карбонатами кальция. Наше исследование перекликается с работой Герасимовой с соавт. [15] по микростроению Камбисолей (СатЫ8ок) (WRB), формирующихся на окарбо-наченных аргиллитах, анализ которых позволил выявить механизмы трансформации первичных литогенных признаков в педогенные. Эти механизмы включали растворение первичных карбонатов и их сегрегацию в форме вторичных ново-
Рис. 2. Волнистая граница контакта гор. А и Bwkb — элемент микрорельефа гильгай в Кальцисоли, образовавшейся на месте погребенной Вертисоли.
образований в пределах горизонта, диагностируемого в почвах как на плотных породах, так и на рыхлых коллювиальных отложениях.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Образцы почв, ставшими Кальцисолями после погребеня исходных Вертисолей коллювиальны-ми отложениями, отобрали из трех почвенных разрезов, заложенных у подножья Сьерры дэл Ачо (Sierra del Hacho). Почвенные образцы высушивали и пропускали через сито с отверстиями 2 мм для удаления гравия. Гранулометрический состав определяли сухим просеиванием и пипеточным методом Робинсона после удаления органического вещества перекисью водорода (30%) и диспер-гации агрегатов путем взбалтывания суспензии с гексаметафосфатом натрия (40%) [14]. Песок отделяли путем мокрого просеивания, просушивали в муфельной печи и затем разделяли на фракции грубого, среднего и тонкого песка путем сухого просеивания. Содержание органического углерода (C орг) определяли методом мокрого озоления по Уокли—Блэку [28]. Общее содержание азота (N) исследовали колориметрическим способом по количеству аммония после озоления по Кьельдалю [4]. Содержание доступного калия (K2O) определяли методом пламенной фотометрией [26]. Содержание доступного фосфора (P2O5) исследовали колориметрически [41]. Определение содержания карбонатов проводили путем газовой волюметрии [26]. Плотность почв (влажных при давлении почвенной влаги 1/3 бар и высушенных) определяли путем воздушного и водного взвешивания почвенных агрегатов до и после пропитки полистиролом, растворенным в
этилметилкетоне. Коэффициенты линейного расширения (COLE — coefficient of linear extensibility) рассчитывали на основе плотности влажных и сухих образцов с учетом присутствия гравия в почвенных агрегатах [38]. Емкость катион-ного обмена и обменные основания определяли в вытяжках с ацетатом аммония и натрия с последующим измерением концентраций Na+ и K+ путем пламенной фотометрии, Ca2+ и Mg2+ путем атомной абсорбции [38].
Количественный минералогический анализ проводили на рентген-дифрактометре "Phillips PW-1710". Почвенный мелкозем (<2 мм) растирали до размера менее 53 мкм (
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.