Теги: почвоведение почвенные исследования журнал журнал почвоведение
Год: 1976
Текст
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
АКАДЕМИЯ НАУК СССР
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
ЖУРНАЛ ОСНОВАН В 1899 г. ВЫХОДИТ 12 РАЗ В ГОД
№ 10, октябрь МОСКВА, 1976
СОДЕРЖАНИЕ
Генезис и география почв
С. В. 3 о н н, А. Н. Е р о ш к и н а, Л. А. Карманова. О группах и формах же¬
леза как показателях генетических различий почв 3
X. М. М у с т а ф а е в, Б. К. Ш а к у р и, С. Я. Орлова, Н. Ю. К а с у м о в. Био¬
масса и биоэнергетические показатели растительных сообществ некоторых
типов почв северо-восточной части Малого Кавказа 13
Н. Е. Варламов. Засоление зоны аэрации и миграция солей в ней при комп¬
лексном почвенном покрове 21
Физика почв
А. И. М и х о в и ч, А. А. Роде, И. С. Шпак. О лесных полосах, «мертвом го¬
ризонте иссушения» и условиях его образования 26
Е. А. Дмитриев. Некоторые особенности формирования поверхностей смачи¬
вания при дождевании (модельные опыты) 37
П. У. Бахтин, В. И. Волоцкая. Картограмма удельных сопротивлений почв
Московской области 47
Химия почв
Е. В. Ф р и д л а н д. Липидная (спирто-бензольная) фракция органического ве¬
щества различных типов почв 53
Л. С. Степаненко, О. Б. Максимов. Исследование гуминовых кислот гель-
хроматографией на сефадексах в ДМСО 62
Агрохимия почв
А. П. Смирнов, В. В. Ж е р н а к о в а. Агрохимические свойства и распределе¬
ние форм фосфатов по профилю пахотных серых лесных почв Среднего
Урала 70
Е. В. Просянников. Содержание гумуса и азота в почвах длительных опы¬
тов с плодовыми культурами 78
Т. Т. Тазабеков, Ж. Шарахимбаев. Динамика подвижных форм азота в
предгорной темно-каштановой почве 88
Мелиорация почв
Н. П. Р у с ь к о, М. П. Ш к и р я. Изменение биохимических и водно-физических
свойств почвы при орошении минерализованными водами . * . 94
Е. А. Бусыгина, Ю. В. 3 в е р к о в а, Л. Н. Крылова. Урожай трав и фор¬
мирование микробных ассоциаций на выработанных торфяниках . 100
Минералогия почв
Э. И. Кокурина, Е. А. Я р и л о в а, Э. Ф. Мочалова. Изменение структур¬
но-механических свойств и микроморфологического строения глин под влия¬
нием гумата натрия 106
К. Н. Федоров, И. К. Антипов. Микроморфология черноземных малонат¬
риевых солонцов Северного Казахстана 414
Методические работы и краткие сообщения
В. Н. Шутов, В. Ф. Д р и ч к о, Д. К. Попов. Зависимость констант обмена
элементов щелочноземельной группы в почве от их атомного номера . 12£
Т. Н. Келеберда. Фитомелиорация техногенных грунтов и инвертазная ак¬
тивность ....... 126
В. С. Снегов ой. Показатели структуры карбонатного чернозема при орошении 132
@ Издательство «Наука»,
«Почвоведение», 1976 г.
в. п. с амсонова. Варьирование максимальной гигроскопической влажности
в дерново-подзолистой почве 137
Ю. Ванек, Ю. К р е м е р. Микроструктурные изменения почвенной массы под
действием магнитного поля 144
Рецензии
Экологический Атлас почв мира. М. И. Герасимова 148
Библиография
CONTENTS
Genesis and Geography of Soils
S. V. Z o n n, A. N. Eroshkina, L. A. Karmanova. Groups and Forms of
Iron as Indications of Differences in Soil Genesis 3
Kh. M. Mustafaev, B. K- S h a k u r i, S. Ya. Orlova, N. Yu. Kasumov.
Biomass and Biogenetic Features of Plant Communities of Several Soil Ty¬
pes of the North-Eastern Minor Caucasus 13
N. E. Varlamov. Effect of Complex Soil Cover on Salinization and Migration
of Salts in an Aeration Zone 21
Soil Physics
A. I. M i k h o v i c h, A. A. Rode, I. S. S h p a k. On Forest Belts, «Dead Horizons
of Drying» and Conditions of its Formation 26
E. A. Dmitriev. Certain Peculiarities in the Formation of Moistening Surfaces
during Sprinkling 37
P. U. Bakhtin, V. I. V o 1 o t z k a y a. A Cartogram of Specific Resistances of
Moscow Region Soils 47
Soil Chemistry
E. V. F r i d 1 a n d. The Lipid Fraction of Organic Matter in Different Soil Types 58
L. S. Stepanenko, 0. B. Maximov. Studying Humic Acids by Gel Chro¬
matography on Sephadexes using DMSO as Eluent 62
Agrochemistry of Soils
A. P. Smirnov, V. V. Zhernakova. Agrochemical Properties and Distribu¬
tion of Phosphate Forms in Profiles of Ploughed Grey Soils of the Middle
Urals 70
E. V. Prosyannikov. Content of Humus and Nitrogen in Soils under Prolon¬
ged Experiments with Fruit Croups 78
T. T. Tazabekov, Zh. Sharakhimbaev. Dynamics of Mobile Nitrogen
Forms in a Submontane Dark-Chestnut Soil 88
Reclamation of Soils
N. P. R u s k o, M. P. S h k i r i y a. Changes in Biochemical and Water and Physi¬
cal Properties of Soils when Irrigated with Mineralized Water .... 94
E. A. Busygina, Yu. V. Zverkov, L. N. Krylova. Yields of Grasses and
Formation of Microbial Associations on Cutover Peatlands .... 100
Soil Mineralogy
E. I. K o k u r i n a, E. A. Y a r i 1 o v a, E. F. M o c h a 1 o v a. Changes in Struc¬
ture-Mechanical Properties and Fabric of Clays under the Effect of Sodium
Humate Solutions 106
K. N. Fedorov, I. K- Antipov. Micromorphology of Chernozemic Solonetzes
of Northern Kazakhastan 114
Short Communications and Methods
V. N. S h u t o v, V. F. D r i c h k o, D. K. Popov. Relationship between Exchange
Constants of Alkali-Earth Group Elements in Soils and Their Atomic Numbers 122
T. N. K e 1 e b e r d a. Phytomelioration of «Technogenic» Soils and Invertase Acti¬
vity 12i*
V. S. Snegovoi. The Nature of Structure of an Irrigated Calcareous Chernozem 132
V. P. Samsonova. Variation of Maximum Hygroscopicity in a Soddy-Podzolic
Soil 137
Yu. Vanek, Yu. Kremer. Microstructural Changes in Soil System after passing
through a Magnetic Field and their Reclamation Aspects 144
Book Reviews
Ecological World Soil Atlas. M. I. Gerasimova 148
Bibliography
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.445
С. В. ЗОНН, А. Н. ЕРОШКИНА, Л. А. КАРМАНОВА
О ГРУППАХ И ФОРМАХ ЖЕЛЕЗА КАК ПОКАЗАТЕЛЯХ
ГЕНЕТИЧЕСКИХ РАЗЛИЧИИ ПОЧВ
Рассматриваются различные формы железа, их содержание и особен¬
ности распределения по профилям большого ряда почв.
Показана возможность использования данных о формах железа и их
содержании в почве в качестве показателей для их генетических особен¬
ностей.
Интерес к изучению железа в почвах в последнее время сильно воз¬
рос. Этому способствовала разработка новых методов, направленных на
выделение различных его групп и форм по происхождению и свойствам.
Известное разнообразие последних, а также изменение растворимо¬
сти, подвижности, токсичности и др. свойств железа, особенно при пере¬
мене их валентности, стимулировали исследования, направленные на
дифференциацию их роли в почвообразовании и во влиянии на растения.
Как известно, поведение железа в наибольшей степени зависит от
реакции среды и водного режима почв.
В нейтральных и щелочных почвах при достаточной аэрации железо
не растворяется, поэтому его непосредственная роль в почвообразовании
может усилиться только с повышением увлажнения и ухудшением аэра¬
ции. Растения, особенно на карбонатных почвах, часто испытывают не¬
достаток его усвояемых форм и страдают хлорозом. В кислой среде
роль железа в почвообразовании существенно усиливается и оно стано¬
вится диагностирующим его изменения. Органические кислоты разру¬
шают минералы и способствуют усилению подвижности железа, обога¬
щению толщи активного почвообразования БЮг, принимаемого за про¬
явление подзолообразования в его различных степенях и стадиях
развития.
При кислотности, обусловливаемой преимущественно гидролизом ми¬
неральных окислов (особенно А1), происходит вынос оснований и ЭЮг
с накоплением в толще активного почвообразования А1 и Ре в результа¬
те стадийного преобразования силикатов с образованием по ним каоли¬
нита, галлуазита и минералов свободных окислов Ре, что характерно
для проявления ферраллитизации во всем ее разнообразии. Только на
ультроосновных породах (серпентиниты и др.) поведение железа услож¬
няется в умеренном климате проявлением ферритно-магнезиального, а
в тропическом — аллитферритного или ферритного (с накоплением же¬
леза до 60—70%) процессов.
Наконец, при изменении валентности железа при избытке влаги и
недостаточной аэрации железо приобретает наибольшую подвижность,
что может приводить «при переменном водном режиме (влажность, су¬
хость) к сегрегации железа в твердые формы (конкреции, кирасы) и
3
Красная ферраллитизированная
се
Я
К
•Ч
о
се
Н
см со со со см см
г- о
я®
о
V
ЧГ чГ ООО 00 см
^ т-^т-01О
ч^ чГ ЧГ СО 00 00
юсо^моо
со г-- г- ю чг <м
со со со со со см
3
3
§>
00
О О СО 00 чГ
т-(МСОЮ[чт-
I И II I
^ О О О 00 00
т-МЮЮО
■§
с
<Г)
§
N СОСООООСОЮ
о чр ^ см ^ со
см со о см со о
-Г-СО N О) Ш О т-
М* Ю со Ю О N Ю
3
8
=5>
I
3
3;
Ч о
во
о
V
чг со чг <м ч1< чг о
05 СО Ю ЧГ ЧГ
ч- ^-со со см
ю
ООООСМГ^О^
-ч- СО Ч»< СО 05 -Ч-
I I I I I I I
о о о см см о
ч- СМ СО Ю о
§
«
>»
^-051—СМГ-СОЮГ-
оосососмсососоо
0500050505050ч
СОСМСМОЧГ'Г-ЮЧГ
осмоосоооооюю
СО СО СО Ю Ю Ю СО
V
СОЮООчГЕ—СМСМЧГ
ООчГГ-05050500
СОСОСОСОСОСОчГчГ
X
ю
СО СО СО О N ю см
Т-СМ СО Ю СО N ОО Т-
I I I I I I I I
^-СОСОСООГ— юо
см со ю со I— о
оосм^оо-^-о^со
чГ осо т-ООЮОчГ
Ю :С СО Г— [— оооГстГ
в.
СМСОСМчГсОЮСМГ^
СМ^-05СМчГЕ—СОЮ
^ СО СО Ю СО ю
05Г^Ю0000^050^
со" Г-*' со о 05 о со см
СОсОчГчГСОчГч^чГ
>о *
>»<■>
ч
ю
СО 00 со ю ^ ю ■*-
Ю^СМчГЮГ-00^-
■ : I I I
) СО Ю ’чн О
- СМ 41« Ю 1^ о
I *»>« ЧГ I
I и
' СО СО 00 с
обесцвечиванию почвенной массы
или к тотальному выносу его верти¬
кальным и особенно боковым сто¬
ком.
Естественно, что эти основные
процессы сопровождаются более
дробной дифференциацией форм
железа, а также их соотношением и
распределением в почвах.
Представляется возможным сое¬
динения железа в почвах подразде¬
лить на две группы — силикатные и
несиликатные.
Силикатные соединения железа
условно подразделяются на прочно
и рыхло связанные в минералах, а
несиликатные подразделяются нами
на следующие формы: 1) сильно-
окристаллизованные, 2) слабоок-
ристаллизованные, 3) аморфно¬
свободные, 4) аморфно-гумусово¬
железистые.
Рассмотрению этих групп и
форм железа, содержащихся в ос¬
новных типах субтропических почв
Западной Грузии и горно-лесных
почвах Югославии и посвящено на¬
стоящее сообщение. В основу его
положены материалы Ерошки-
ной [3] и Кармановой [6], получен¬
ные под руководством С. В. Зонна.
Подробную характеристику почв и
методику выделения форм железа
из них можно найти в работах ука¬
занных выше авторов.
Соотношения силикат¬
ного и несиликатного же¬
леза, как показатели раз¬
личий выветривания и
почвообразования. Знание
соотношений силикатного и несили¬
катного железа и их распределения
в почвах необходимо для выясне¬
ния таких 'показателей в их толще,
>как: 1) содержание'прочно и рыхло
связанных силикатных соединений
и несиликатных форм железа в ми¬
нералах почвообразующих пород,
2) стадийность преобразования же¬
лезосодержащих минералов в поч¬
вообразующей толще и перераспре¬
делении железа при лессиваже,
3) разрушение железосодержащих
минералов и вынос железа в раство¬
рах с последующим осаждением,
контролируемым формированием
железисто-иллювиальных горизон¬
тов.
4
Таблица 2
Распределение силикатного (1) и несиликатного (2) железа в горно-лесных
почвах Югославии
Бурая лесная
на делювии сланцев, р. 5 | на серпентинитах, р.6
Горно-лесная темноцветная
на гранитах, р. 7
Гумусово-железистый
подзол на кварците, р. 8
глубина,
см
1
2
глу¬
бина,
см
■
2
глубина,
см
1
2
глу¬
бина,
см
1
2
0-8
2,04
2,04
0—8
3,23
3,13
0—4
5,23
1,05
0-6
1,47
0 70
8-18
3,04
1,49
10—20
3,24
3,47
6-12
5,49
1,47
8-18
1,14
-0,37
28—39
2,58
1,92
25—35
2,72
3,55
15—25
5,18
1,53
17—24
1,05
3,77
59—68
3,21
2,85
40-50
1,49
6,88
28—58
6,41
1,27
28—38
1,29
4,69
103—113
2,28
2,56
65—75
5,80
0,97
56-66
0,81
2,77
Влияние состава пород на соотношение рассматриваемых групп сое¬
динений железа проявляется в следующем (табл. 1 и 2): а) в свежих
продуктах выветривания гранитоидных пород (разр. 8, глубина 65—
75 см) преобладает силикатное железо; несиликатного железа меньше,
чем в образовавшихся из них почвах; б) в ультроосновных породах
(серпентиниты разр. 6, глубина 40—50 см) несиликатное железо преоб¬
ладает над силикатным. В почвенной толще содержание несиликатного
железа близко к силикатному *, в) делювиальное переотложение пород
не сказывается на обеднении их несиликатным железом (разр. 5).
Содержание и распределение рассматриваемых групп железа в поч¬
вах позволяет констатировать, что преобладание силикатного железа в
них обусловливается следующими причинами: а) слабой степенью вы-
ветрелости пород или относительной молодостью почвообразования
(раз<р. 8 и 5), на что указывает и тенденция увеличения силикатного же¬
леза с глубиной; б) при стадийно более глубоком преобразовании ми¬
неральной части (разр. 1)‘относительное повышение силикатного железа
происходит за счет выноса несиликатного, содержащегося в иле.
Преобладание несиликатного железа в субтропических почвах свя¬
зано с длительностью выветривания и интенсивностью почвообразова¬
ния. Равномерное (разр. 1) или повышающееся с глубиной (разр. 2) его
распределение коррелирует с соответствующим перераспределением ила.
Эта закономерность в ослабленной степени проявляется и в горно-лес¬
ных почвах (разр. 5 и 6).
Обеднение всей толщи силикатным и верхней (0—20 см) толщи не¬
силикатным железом при резком его преобладании в нижележащей
(разр. 7) характерно для кислотного разрушения минералов. Растворе¬
ние и вынос железа из верхней толщи сопровождается его иллювиальной
аккумуляцией в виде железоорганических соединений в нижней.
Обеднение верхней толщи силикатным и особенно несиликатным же¬
лезом и скачкообразное увеличение их содержания в нижней части про¬
филя обусловливается двучленностью почвенной толщи, причем нижняя
сохраняет остаточную ферраллитизованность, а верхняя оказывается
вторично сиаллитизированной, вероятно, в результате водного переотло-
жения и сепарации кварцевого материала (разр. 3).
Как видно, разделение соединений железа на силикатное и несили¬
катное достаточно точными химическими методами дает дополнительную
информацию о процессах, определяющих их перераспределение по про¬
* Содержится ли в серпентините свободное железо или существующими методами
из них извлекается железо, рыхло связанное в минералах, нуждается в дальнейшем вы¬
яснении. Кроме того, подобное соотношение может быть связано с высокой подвиж¬
ностью части железа и его выносом из верхней в нижележащую толщу. При этом про¬
исходит относительное повышение удельного веса силикатного железа в верхней толще.
Аналогичное явление отмечено и в породах, обедненных силикатным железом (разр. 7).
5
филям и о сущности самих процессов. В рассмотренной группе почв опре¬
деляющими различия почв являются процессы: лессиважа, подзоло¬
образования, с растворением железа и гумуса и последующим их иллю-
вированием в гор. В, а также псевдооподзоливания при почвенно-геоло¬
гической двучленности мелкоземистой толщи с возможным эрозионным
выносом ила. Остается не установленным, насколько каждая из выде¬
ленных групп соединений отвечает понятиям силикатного и несиликатно¬
го железа. Мы допускаем, что в силикатное железо могут частично
входить окристаллизованные формы, находящиеся в конкрециях и об¬
ломках. В группу несиликатных соединений может частично входить и
железо, наименее прочно связанное в минералах, Однако при идентич¬
ности методов растворения железа подобного рода изменения вряд ли
могут сказаться на соотношении и распределении этих групп соединений.
Кроме того, изучение разнообразия форм несиликатного (свободного)
железа позволило уточнить и дифференцировать соотношение различных
его форм, диагностирующих генетические различия почв.
Диагностика почвенных процессов по соотноше¬
нию и распределению несиликатных форм железа. Рас¬
пределение в почвах различных форм железа может достаточно объек¬
тивно отражать проявление в них соответствующих элементарных про¬
цессов.
Почвы субтропической зоны Западной Грузии
Красные ферралитизированные почвы (краснозе¬
мы), развитые на коре выветривания эффузивных пород (разр. 2) и на*
зебровидных глинах (разр. 1), характеризуются преобладанием сильно-
и слабоокристаллизованных форм железа в слоях 0—120, 0—150 см
(рис. 1). ^
Небольшое содержание аморфных форм не диагностирует различия
почв. Железоорганические соединения, уменьшаясь с глубиной, повторя¬
ют распределение гумуса. При равномерном распределении аморфно¬
свободных форм некоторое их увеличение на глубине 15—25 см может
быть связано с увеличением содержания ила, обусловливающим замед¬
ление фильтрации воды. Различия в составе почвообразующих пород,
Рис. 1. Распределение форм несиликатного железа в разр. 2 (а) и 1 (б).
На рис. 1—3 формы железа даны в % от его суммы: сильноокристаллизованное — сплошная ли¬
ния, слабоокристаллизованное — пунктир с точкой, свободное — пунктир, связанное с гумусом —
точки.
в
физических и химических свойствах рассматриваемых'почв наиболее чет¬
ко отражают кривые распределения слабо- и сильноокристаллизованных
форм железа. Уменьшение сильно- и увеличение слабоокристаллизован-
ных форм железа, возможно, связано с увеличением содержания ила и
замедлением фильтрации. В почве а эта зависимость четко выражена в
толще от 15 до 35 см, в почве б — от 45 до 80—85 см. Ниже в обеих
почвах преобладают сильноокристаллизованные формы, вероятно, об¬
разовавшиеся в предшествующую стадию почвообразования и не подвер¬
женные гидратации при современном окислительно-восстановительном
режиме.
Рис. 2. Распределение форм несиликатного железа.
а — в желто-псевдоподзолистой почве на переотложенной коре вывет¬
ривания, б — в гумусово-глеевой почве на аллювии р. Риони: на
сверху справа — свободное Ре, слева слабоокристаллизованное
Зависимость относительного содержания и распределения несиликат¬
ных форм железа от химического состава кор выветривания выражена
слабо, и они не диагностируют их различий.
Желтые псевдоподзолистые почвы (субтропические под¬
золы и подзолистые почвы по Ковде [7], Сабашвили [10] и др.) резко вы¬
деляются по распределению несиликатных соединений железа (разр. 3,
рис. 2). Это проявляется в незначительном современном образовании
сильноокристаллизованных форм в гор. А (0—10 см), в отсутствии их в
осветленно-палевом гор. А21 (10—42 см), скачкообразном увеличении и
преобладании в гор. В (42—100 см) с максимумом на глубине 67—78 см.
Такое их распределение повторяет распределение ила (табл. 1) и диаг¬
ностирует проявление поверхностного сезонного переувлажнения верхней
(0—40 см) толши.
7
Слабоо'Кристаллизованные формы резко преобладают в
осветленном гор. А21 при слабо выраженном элювиальном характере их
перераспределения в верхней (0—43 см) толще. Относительное умень¬
шение этих форм в нижележащей толще компенсируется увеличением
сильноокристаллизованных форм, особенно до глубины 80—90 см. Глуб¬
же увеличение слабоокристаллизованных форм, вероятно, обусловлено
устойчивостью повышенного увлажнения почвы в течение года.
Среди аморфных форм относительно преобладает железо, не связан¬
ное с гумусовыми кислотами, с некоторым увеличением его содержания в
нижней части осветленного гор. А21 (18—30 см). Глубже распределение
этой формы железа изменяется слабо. Незначительное увеличение его
на глубине 75 см сопряжено с максимумом сильноокристаллизованных
форм.
Железоорганические формы повторяют распределение гумуса. Неко¬
торое увеличение их на глубине 70—75 см, возможно, остаточное от
прошлого почвообразования.
Отмеченное распределение форм железа связано с сезонным пере¬
увлажнением поверхностной толщи. Преобладание в ней аморфных и
слабоокристаллизованных (Fe(OH)2— Fe(OH)3) форм железа придает
светло-палевую окраску гор. А21. Резкие перепады в распределении изу¬
ченных форм железа и ила, связанные с различным генезисом верхней и
нижней толщ, характеризуют современное проявление псевдооподзо-
ливания. Его диагностируют: преобладание в верхней толще слабо- и
отсутствие сильноокристаллизованных форм железа. Концентрация в
нижней толще (глубже 42 см) сильноокристаллизованных форм под¬
тверждает экранирующую роль этой толщи в развитии современных
почвенных процессов, что было ранее установлено: Герасимовым [1, 2],
Зонном и Шония [4], Зонном [5]; Ромашкевич [9]; Ерошкиной [3]. Обра¬
зование этой толщи могло происходить в условиях более контрастной
влажно-сухой стадии тропического климата.
Гумусов о-г леев ые почвы (подзолисто-глеевые или подзоли¬
сто-болотные по Сабашвили [10], Моцерелия [8] и др.). Развиваются в
климатических условиях, аналогичных с предыдущими почвами. Посто¬
янное с глубины 60—100 см грунтовое и сезонное поверхностное переув¬
лажнение, с частым их смыканием, определяет восстановительный в
нижней и переменный окислительно-восстановительный процессы в верх¬
ней частях профиля. Такую смену режимов достаточно четко отражает
и распределение аморфно-свободных форм железа. Для этих почв диаг¬
ностическое значение приобретают слабоокристаллизованные и аморф¬
но-свободные, вероятно, за'киеные формы железа (рис. 2).
Сильноокристаллизованные формы находятся в незначительных коли¬
чествах. Распределение всех форм железа указывает на дифференциа¬
цию почвенного профиля на две толщи: верхнюю —с преобладанием
аморфно-свободных закисных (?) форм и нижнюю — с повышенным со¬
держанием сильноокристаллизованных форм. В гор. А21 резко уменьша¬
ется содержание слабо- и сильноокристаллизованных форм железа, а их
распределение до глубины 50 см указывает на незначительное элюви-
ирование. Вследствие этого гор. А21 приобретает светло-серо-сизую ок¬
раску, принимавшуюся исследователями за диагностический показатель
проявления подзолообразовательного процесса в них.
Увеличение содержания тех же форм железа на глубинах от 50 до
80 см повторяет их распределение в желто-псевдоподзолистых почвах,
лишь на несколько большей глубине. Не исключено, что подобное накоп¬
ление окристаллизованных форм железа происходило в одну и ту же
предшествовавшую современной, более теплую и влажно-сухую стадию.
Резкое увеличение слабоокристаллизованных и уменьшение аморф¬
но-свободных форм на глубине 30—33 см связано с контактом капилляр¬
но поднимающихся от грунтовых и просачивающихся сверху атмосфер¬
8
ных вод. В сухой сезон здесь образуется зона аэрации, что способствует
окислению и слабой кристаллизации закисных соединений железа. Это-
явление нарастает с глубиной, вплоть до грунтовых вод. Распределение
железогумусовых форм до глубины около 60 см коррелирует с распре¬
делением гумуса. Повышенное их содержание на глубине 70—80 см,
возможно, остаточное (погребенное), поскольку почвы образованы на
аллювии р. Риони.
Горно-лесные почвы умеренно-теплой зоны
Существенно иным соотношением и распределением форм железа ха¬
рактеризуются изученные горно-лесные почвы Югославии [6].
Бурые горн о-л есные на делювии сланцев (разр. 5,.
рис. 3, а) выделяются сближением относительного содержания аморфно¬
свободных, слабо- и сильноокристаллизованных форм железа в гор. А
(до 18—20 см). При этом относительный максимум аморфно-свободного
и минимум слабоокристаллизованного железа приурочен к контакту
гор. А и В. Здесь происходит и незначительное увеличение железогуму-
Рис. 3. Распределение форм несиликатного железа в горно-лесных почвах
Югославии.
а — бурая на делювии сланцев (разр. 5), б —бурая на серпентинитах (разр. 6), в — под¬
зол гумусово-железистый на кварцитах (разр. 7), г — темноцветная на гранито-гнейсах
(разр. 8)
совых соединений. Глубже распределение аморфно-свободного и сильно-
окристаллизованного железа довольно близко и резко уменьшается, а
слабоокристаллизованного увеличивается с глубиной. Такое поведение
наиболее вероятно связано с растворением остаточных (в сланцах)
железистых пленок, а также с некоторым накоплением железа в ре¬
зультате внутрипочвенного выветривания. Железогумусовые формы
распределены более или менее равномерно во всей толще.
Бурые горн о-л есные на элювии серпентинитов суще¬
ственно отличаются от предыдущих (рис. 3, б). В них сильноокристалли-
зованные формы резко преобладают над слабоокристаллизованными и
количество их увеличивается с глубиной, что, вероятно, связано с особен¬
ностями состава серпентинитов. Аморфных форм практически нет. Диаг¬
ностирующими служат сильноокристаллизованные формы с распределе-
9
нием, указывающим на уменьшение степени выветрелости серпентинитов
с глубиной *.
Гумусово-железистый подзол на кварцитах
(рис. 3, в) в отличие от предыдущих почв выделяется отсутствием в
гор. А2 аморфно-свободных, незначительным количеством железоорга¬
нических и сильноокристаллизованных форм.
Иллювиальный гумусово-железистый гор. В диагностируется резким
увеличением аморфно-свободных сильноокристаллизованных и умень¬
шением слабоокристаллизованных форм. Кроме того, накопление от¬
дельных форм железа в подзоле четко дифференцировано по глубинам:
максимум аморфных железогумусовых форм приурочен к глубине 25 см,
аморфно-свободных к глубине 38 см, а сильноокристаллизованных к
55 см. Такая последовательность, возможно, связана со стадийностью
растворения и преобразования подвижных форм железа. При этом на
первых стадиях выветривания они передвигались и затем свободные
аморфные формы железа окристаллизовывались. Далее окристаллизо-
ванные формы стали выполнять роль биогеохимичеокого барьера для
накопления железо-органических и свободно-аморфных форм.
В гор. А! (О—6 см) происходит биогенная аккумуляция преимуще¬
ственно аморфно-свободных и сильноокристаллизованных форм. Участ¬
вуют ли они в накоплении железа в нижележащей толще, остается неяс¬
ным. Определенно можно сказать, что образующиеся в гор. А4 гумусовые
кислоты, мигрируя, растворяют железо первичных и вторичных глини¬
стых минералов и переводят их в аморфно-свободные формы, способные
к передвижению и кристаллизации.
Горн о-л есные темноцветные на гранито-гнейсах
(скрытоподзолистые по ЛоЫг [И]) выделяются относительно близкими
величинами содержания и распределения всех форм свободного железа
в средней части профиля (от 12 до 50 см) и существенно различающи¬
мися в гумусовой (от 0 до 12 см) и в нижней (глубже 50 см) частях
профиля. Эти различия обусловливаются в гумусовой толще постоянным
привносом с вышележащих частей склонов обломков пород, а в нижней
слабой их выветрелостью ¡п бИц. Обе эти толщи обогащены силикатным
железом (в гор. А — до 83%, в гор. В до 76—78% и в гор. С до 87% от
валового содержания железа).
Такое распределение, наиболее вероятно, связано с поступлением ор¬
ганических кислот из гор. А0 и А1 в гор. В. В нем они усиливают разло¬
жение минеральной части и способствуют образованию аморфных желе¬
зоорганических соединений.Последние, возможно, частично мигрируют в
гор. В до глубины 50 см. В этой толще аморфно-свободные и особенно
слабоокристаллизованные формы железа трансформируются в сильно-
окристаллизованные. Количество последних в еще большей степени уве¬
личивается в нижележащей, обогащенной силикатным железом толще.
Происходит ли этот процесс в результате уменьшения аморфных и
слабоокристаллизованных форм или же путем перехода силикатного же¬
леза в свободное с последующим преобразованием последнего в слабо-
и сильноокристаллизованные формы, установить трудно. Возможно, пре¬
образования идут обоими путями, в зависимости от изменений окисли¬
тельно-восстановительных условий в профиле почв. Диагностируют эти
почвы содержание и распределение слабоокристаллизованных и аморф¬
ных форм железа. Сближение величин содержания всех его форм в
средней части профиля помимо отмеченных выше причин, может быть
связано и с относительной «молодостью» почв по сравнению с ранее
рассмотренными.
* Как известно [5], в серпентинитах преобладают первичные окристаллизованные
формы железа.
10
В заключение необходимо подчеркнуть, что основные процессы, фор¬
мирующие изученные почвы, диагностируются следующими соотноше¬
ниями преобладающих форм несиликатного железа и их распределе¬
нием.
Процесс ферраллитизации: а) при нормальном естествен¬
ном дренаже — сильноокристаллизованных форм с равномерным их
распределением по профилю (красные ферраллитизированные, на коре
выветривания эффузивных пород разр. 2); б) с ослабленным естествен¬
ным дренажем — сильноокристаллизованных форм, образующихся за
счет гидратации сильноокристаллизованного железа (красные феррал¬
литизированные на зебровидных глинах, разр. 1).
Процесс псевдооподзоливания — двучленного распреде¬
ления форм железа; в поверхностной («молодой») толще преобладает
слабоокристаллизованная форма и отсутствует сильноокристаллизован-
ная; в красноцветной (более древней толще) превалируют сильноокри-
сталлизованные формы, представленные различными новообразова¬
ниями и пленками, на почвенных частицах.
Подзолистый процесс: биогенное накопление в гор. А! — сво¬
бодной и сильноокристаллизованной форм; реэкое обеднение всеми
формами гор. А2, при полном выносе аморфно-свободного железа. Ин¬
тенсивная иллювиальная аккумуляция в гор. В аморфно-свободных и
гумусовых, а также слабоокристаллизованных форм; частичный вынос
в гор. С — аморфно-свободного железа с его сильной кристаллизацией
в нем.
Глеевый процесс диагностируется з верхней толще аморфно¬
свободными формами, образующимися за счет гидратации слабоокрис¬
таллизованных; сильноокристаллизованное железо отсутствует; в толще
грунтового увлажнения преобладают слабоокристаллизованные формы с
небольшим остаточным содержанием сильноокристаллизованного желе¬
за. Контактная зона поверхностного и грунтового увлажнения диагно¬
стируется скачкообразным увеличением слабоокристаллизованных форм
железа.
Процесс б ур оз е м о образования —типичный, характери¬
зуется преобладанием и нарастанием с глубиной слабоокристаллизо¬
ванных и уменьшением сильноокристаллизованных и аморфно-свобод¬
ных форм железа (разр. 5).
Буроземн о-ж елезистый процесс отличается преобладанием
^кристаллизованного железа, его увеличением с глубиной и значительно
меньшим содержанием слабоокристаллизованных форм с синхронным
уменьшением их с глубиной, что характерно для почв, формирующихся
на ультраосновных породах.
Гумусово-лугово-лесной процесс выделяется на фоне об¬
щего пониженного (по сравнению с остальными процессами) накопле¬
ния форм несиликатного железа преобладанием в гумусовом горизонте
слабоокристаллизованных и аморфно-гумусовых форм железа с относи¬
тельным накоплением в гор. В аморфно-гумусовых, свободных и сильно¬
окристаллизованных форм, в гор. С — накоплением последних и слабо¬
окристаллизованных форм. Отмеченные отличия подтверждают выделе¬
ние подобных почв в особый тип — горно-лесных темноцветных.
Выявленные диагностические показатели процессов по формам желе¬
за согласуются с остальными показателями почв. Дальнейшая проверка
установленных закономерностей перспективна для объективного диагно¬
стирования 'почвенных процессов, формирующих генетически различ¬
ные типы почв.
Литература
1. Герасимов И. 77. Глеевые псевдоподзолы Центральной Европы и образование дву¬
членных покровных наносов. Изв. АН СССР. Сер. географич., 1959, № 3.
11
2. Герасимов И. П. Что такое субтропические подзолы Абхазии? Почвоведение, 1966,.
№ 11.
3. Ерошкина А. Н. Содержание различных форм железа и углерода в субтропических
почвах Западной Грузии. Почвоведение, 1974, № 7.
4. Зонн С. В., Шония Н. К. Псевдооподзоливание в субтропических почвах Западной
Грузии. Почвоведение, 1971, № 1.
5. Зонн С. В. Почвообразование и почвы субтропиков и тропиков. М., 1974.
6. Карманова Л. А. О влиянии почвообразующих пород и типовых различий почв на
состав и распределение форм железа. Почвоведение, 1975, № 2.
7. Ковда В. А. К географии подзолистой стадии почвообразования. Тр. Почв, ин-та
им. В. В. Докучаева, т. 10. Изд. АН СССР, 1934.
8. Моцерелия А. В. Мелиорация и сельскохозяйственное освоение Колхидской низмен¬
ности. «Колос», М., 1974.
9. Ромашкевич А. И. Почвы и коры выветривания влажных субтропиков Западной Гру¬
зии. «Наука», М., 1974.
10. Сабашвили М. Н. Почвы Грузии. Тбилиси. 1948.
11. /оЫг, Землишта под за]*едницама смрче на гранитоидним стенам Комаоника. Шу¬
ма рство № 7—8, Београд. 1969.
Институт географии Дата поступления
АН СССР 15. IV. 1976 г.
S. V. ZONN, A. N. EROSHKINA, L. A. KARMANOVA
GROUPS AND FORMS OF IRON AS INDICATIONS OF DIFFERENCES
IN SOIL GENESIS
Different forms and groups of iron and their content and distribution in profiles of &
large number of soils are considered. The possibility of using the data of iron forms and
their content in soils as indications of their genetical features is showh.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
А 976
№ 10
УДК 631.4
X. М. МУСТАФАЕВ, Б. К. ШАКУРИ, С. Я. ОРЛОВА,
Н. Ю. КАСУМОВ
БИОМАССА И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ НЕКОТОРЫХ ТИПОВ ПОЧВ
СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ МАЛОГО КАВКАЗА
Рассмотрены вопросы плодородия почв, запасы фитомассы, солнеч¬
ной энергии, аккумулированной в ней, интенсивности микробиологических
процессов, а также их количественные изменения, обусловленные различны¬
ми типами почвообразования, и потери, возникающие в результате эрозион¬
ных процессов.
В настоящее время в почвоведении важное значение приобретает изу¬
чение биологической продуктивности растительных сообществ, так как
основным источником образования гумуса в почве являются отмершие
части растений.
Продуктивность фитоценозов влияет на интенсивность почвообра¬
зовательных процессов, определяет поступление, разложение и обра¬
зование в результате гумификации растительных остатков гумусовых
веществ и органо-минеральных соединений. Важным показателем, опре¬
деляющим уровень плодородия почв, является запас энергии, аккумули¬
рованной органическим веществом.
На поверхность земли беспрерывно поступает поток солнечных лучей,
под влиянием которых в биосфере в целом и в почве, в частности, проис¬
ходит гигантский круговорот энергии.
Поглощая солнечные лучи, зеленые растения, живые организмы поч¬
вы переводят их энергию в энергию химических связей органических сое¬
динений.
В настоящем сообщении рассматриваются результаты изучения пло¬
дородия почв с учетом запасов фитомассы, аккумулированной в ней
солнечной энергии, интенсивности микробиологических процессов, а так¬
же количественных изменений этих показателей, обусловленных различ¬
ными типами почвообразования, потери энергии, вызываемыми эрозион¬
ными процессами.
В почвенных образцах определяли валовой гумус по И. В. Тюрину,
валовой азот по Къельдалю, механический состав — 'методом пипетки с
обработкой пирофосфорнокислым натрием, поглощенный кальций и маг¬
ний по Д. В. Иванову. Запас энергии в гумусе определен методом расче¬
та по степени внутренней окисляемости гумуса (путем применения
разработанного Тюриным [3] объемного весового метода анализа окисля¬
емости гумуса). Учет фитомассы проводили в 3-кратной повторности на
метровых площадках, корневые системы изучали методом монолитов
[9, 15]. Запас солнечной энергии, связанной фитомассой, определен рас¬
четным методом, предложенным С. А. Алиевым. Вес фитомассы выра¬
жен в ц/га абсолютно сухого вещества. Учет почвенных микроорганиз¬
мов проведен методом посева почвенной суспензии на различные твер¬
дые среды: бактерии — посевам на мясо-пептонный агар (МПА), актино-
13
мицеты — на крахмало-аммиачный агар, грибы на подкисленный сусло-
агар (СА).
Объектами исследований были горно-луговые дерновые почвы, горные
черноземы, горно-лесные коричневые остепненные почвы и их эродиро¬
ванные разности в Дашкесанском районе, который расположен на
северо-восточном склоне Малого Кавказа.
Отличительной особенностью почвообразования в указанном районе
является то, что на горных склонах почвы формируются в различных
биоклиматических и орогеоморфологических условиях. В зависимости от
термических, биоклиматических и геоморфологических условий в каж¬
дом вертикальном поясе выветривание и почвообразование протекают с
различной степенью интенсивности, что способствует возникновению осо¬
бенностей почвенного покрова в системе вертикальной зональности.
Сложные физико-географические условия горных систем, активное про¬
явление тектонического воздействия, высокая расчлененность горных
склонов различной экспозиции и крутизны, наличие различных расти¬
тельных сообществ — все это сложным образом воздействует на прост¬
ранственное распределение почв в горной зоне Малого Кавказа. Интен¬
сивное развитие эрозионных процессов на северо-восточном склоне
Малого Кавказа привело к сокращению площадей землепользования и
утрате плодородия почв в некоторых участках.
В Дашкесанском районе горно-луговые дерновые почвы расположены
на высоте 2000—2500 м над ур. м. Почвообразование протекает при на¬
личии пышной растительности, полностью покрывающей почву, корне¬
вые системы мощные. Это способствует формированию хорошо разви¬
того почвенного профиля с высоким содержанием органического вещест¬
ва. Описываемые почвы отличаются темно-коричневой окраской, зерни¬
стой структурой, рыхлым сложением, щебнистостью.
Наличие плотной дернины обусловливает противоэрозионную устой¬
чивость верхнего слоя почвы, который мало подвержен размывающему
действию атмосферных осадков. Почвообразующими породами служат
изверженные породы (порфириты, туфы, туфогены и др.), реже осадоч¬
ные породы (известняки, мергели, известковые песчаники) и элювий ко¬
ренных пород. Несмотря на разнообразие почвообразующих пород,
почвообразование характеризуется общими чертами даже при изрезан¬
ном горном рельефе.
По механическому составу горно-луговые почвы относятся к тяжело-
и среднесуглинистым (табл. 1). Содержание валового гумуса в несмытых
разностях составляет 6—10%, в среднесмытых 4,1—5,2% (табл. 2). Вы¬
соким является и процент общего азота. Его количество в верхних гори¬
зонтах несмытых разностей колеблется в пределах 0,5—0,6%, в средне¬
смытых—0,20—0,23%. Сумма обменных оснований для верхних горизон¬
тов составляет 31—35 мг-экв/100 г почвы, на среднесмытых разностях
эта величина уменьшается до 24,4—26,4 мг-экв) 100 г почвы (табл. 1).
Запас энергии, связанной гумусом, для слоя почвы 0—40 см составляет
1530 млн. ккал га, для среднесмытых разностей эта величина уменьша¬
ется до 980 млн. ккал/га (табл. 2).
Горные черноземы сформировались на платообразных выравненных
поверхностях, на высотах 1300—1700 м над ур. м. По генезису они после-
лесного характера и произошли путем проградации лесных почв [14].
Включение лесных почв в сельскохозяйственный оборот и остепнение их
привели к изменению морфологических и физико-химических свойств.
Горные черноземы локально залегают непосредственно на обломках из¬
верженных пород (андезито-базальтовой лаве или туфах), что приводит
к образованию 'маломощных профилей. Эрозионные процессы в этой зоне*
протекают под влиянием незарегулированного поверхностного стока, не¬
рационального использования почв и несоблюдения элементарных правил:
защиты почв от смывов и размывов.
14
Таблица I
Поглощенные основания и механический состав некоторых почв
Номер
разреза
Почва и степень
смытости
Горизонт и глубина,
см
Са-+Мг-
Са-
Содержание час¬
тиц. мм
мг-экв/Шг
почвы
% от суммы
катионов
<0.001
<0,01
1.
Горно-луговая дер-
Ад
2—7
35,04
82,18
17,82
25,6
52,0
новая
несмытая
А
10—25
31,68
82,13
17,87
31,6
56,0
АВ
25-34
29,76
86,52
13,48
34,0
50,0
В
34-65
34,56
83,65
16,35
25,2
46,1
ВС
65—75
43,20
86,43
13,57
16,2
42,1
С
83—100
44,16
86,98
13,02
24,1
42,7
2.
То же,
среднесмы-
В1
0—10
26,4
76,74
23,26
14,8
36,0
тая
ВС
10—25
24,48
82,43
17,57
21,6
28,0
9.
Г орный
чернозем,
Ад
1-10
43,68
88,14
11,86
36,8
57,6
несмытыи
А1
10—22
36,96
85,71
14,29
46,6
72,4
А2
22-36
42,72
85,70
14,30
52,1
81,2
АВ
36—52
42,72
85,70
14,30
54,9
77,6
В
52—64
42,72
85,70
14,30
52,5
80,0
В/С
64—91
39,84
84,34
15,66
46,9
83,0
С
91-97
39,84
84,32
15,68
52,1
82,8
10.
То же,
среднесмы-
0—10
Не опр.
32,0
82,8
тый
10-20
»
25,6
51,2
20—30
»
24,0
45,9
6.
Г орно-лесная ко¬
Ад
1,5-10
43,68
85,52
14,48
46,0
69,2
ричневая остеп-
А1
10—29
43,68
85,52
11,48
49,2
58,0
ненная несмытая
А/В
29—50
47,72
80,14
19,86
10,0
60,0
В
50—76
42,20
86,67
13,33
51,4
64,8
В/С
88—100
42,24
81,13
18,87
51,6
64,0
Погребен¬
102—130
41,76
75,85
24,15
48,0
68,4
ный гори¬
зонт
5.
То же,
среднесмы-
В1
0-24
26,44
81,69
18,31
20,5
36,4
тая
В2
24-38
28,32
89,15
10,85
22,4
38,4
В/С
38—64*
42,72
89,88
10,12
22,0
52,0
С
80—94
27,36
85,96
14,04
12,0
26,0
По механическому составу горные черноземы глинистые. Верхний
слой (0—10 см) содержит 11,03% гумуса, 0,67% азота, сумма катионов.
Cъ+M.g составляет 43,6 мг-экв/\00 г почвы с преобладанием кальция
(88,14% от суммы поглощенных оснований).
В среднесмытых разностях содержание гумуса уменьшается (8%).
Запас энергии в гумусе в слое 0—40 см для несмытых разностей состав¬
ляет 1128 млн. ккал/га, при смыве заметно уменьшается.
Горно-лесные коричневые остепненные почвы распространены на вы¬
сотах от 1100 до 1700 м над ур. м.
Горные леса подвергаются постоянным изменениям под влиянием ан¬
тропогенных факторов. Наличие благоприятных климатических условий,
в частности тепла, оптимальной влажности, а также орография способ¬
ствовали сведению лесов и освоению площадей под сельскохозяйствен¬
ные культуры. В результате произошло значительное сокращение лес¬
ных массивов, повлекшее за собой широкое распространение эрозионных
явлений.
По механическому составу неемытые разности этих почв относятся к
тяжелосуглинистым, а среднесмытые — к среднесуглинистым (табл. 1).
Содержание общего гумуса в верхнем горизонте несмытых разностей
составляет 4,54%, в слое 29—50 см оно уменьшается до 2,27%, общего
азота в верхнем горизонте- -0,28% с уменьшением по профилю до 0,16%.
15.
Некоторые свойства почв Дашкесанского района
Таблица 2
Горизонт и глубина, см
Гумус,
%
Количество энер¬
гии в гумусе
в слое почвы
0—40 см в млн.
ккал/га
Общий азот,
%
О
и
Гигроскопи¬
ческая вода,
%
А. 2-7
10,0
Разрез 1
0,60
Нет
7,63
А
10—25
6,6
1530
0,40
»
7,16
7,06
А/В
25—34
5,4
0,29
»
в
34-65
2,8
0,14
»
6,18
В/С
с
65-75
75—100
1,0
0,5
7,24
8,13
В1
В/С
0-10
10—25
5,2
4,1
Разрез 2
980
Разрез 9
0,23
0,10
6,11
7,20
Ад
1-10
11,0
0,67
»
А1
10—22
5,6
1128
0,35
»
А2
22—36
2,7
0,21
»
А/В
36-52
2,2
0,16
»
В
52—64
0,14
»
В/С
64—91
с
91—97
Разрез 10
в
0-20
1 8,8
| 790 |
I 0,50 |
I » I
Разрез 6
Ад
1,5—10
4,5
0,28
1,12
А1
10-29
2,4
0,25
1,50
А/В
29-50
2,2
900
0,19
2,20
В
50—76
0,16
2,40
В/С
88-100
2,60
Погребенный
102—130
2,80
горизонт
Разрез 5
В1
0—24
3,6
0,21
Нет
В2
24-38
2,1
560
0,21
»
В/С
38-64
3,1
0,18
0,75
С
80-94
1,87
8.55
7,07
8.56
9,99
9,85
8,52
9,19
7,96
8,31
8,63
8,33
8,26
7,90
8,10
5,22
5,32
6,01
6,72
Среднесмытые разности содержат гумуса 3,61%, с уменьшением до
2,1% в слое 24—38 см, азота—0,21% (табл. 2). Емкость поглощения
довольно высокая — сумма обменных катионов (Ca+tЛg) составляет
43,68 мг*экв/100 г почвы с преобладанием кальция (85,52% от суммы
поглощенных оснований).
В среднесмытых разностях сумма обменных катионов не превышает
24,44 мг*экв/ 100 г почвы. Примерно 81,69%, а с глубиной 89,88% от сум¬
мы приходится на кальций. Количество энергии в гумусе в слое 0—40 см
несмытых разностей составляет 900 млн. ккал га. В среднесмытых раз¬
ностях этих почв происходят значительные потери энергии (560 млн.
якал/га).
В Азербайджане запасы фитомассы и продуктивность сообществ изу¬
чены довольно широко [1, 3—6, 8, 11, 13, 15, 17, 19].
Изучение биоэнергетических показателей и запасов энергии в гумусе
связано с именами Волобуева [7] и Алиева [3].
На северо-восточном склоне Малого Кавказа закономерности изме¬
нения количества фитомассы и ее биоэнергетические показатели связаны
16
Таблица 3
Фитомасса различных типов почв и использование ею солнечной радиации
Надземная масса
Корневая масса
Отношение
надземной
массы к
корневой
массе
Фитоценоз
Общая
фито¬
масса,
ц/га
общий
вес, ц/га
запасы
солнечной
энергии,
10* ккал/га
общий
вес, ц/га
запасы
солнечной
энергии
10* ккал/га
поверх¬
ность кор¬
ней, м%
1 м*
Разрез
1
Субальпийские бо-
бово-злаково-
разнотравные
луга
241,9
34,2
13,7
207,7
83,05
102,4
1:6,4
Разрез
2
То же |
1124,8
1 17,6
1 7,4
| 107,2
1 42,9
1 49,2
| 1:8,5
Разрез
9
Злаково-разнотрав¬
ные послелесные
степи
282,9
39,9
15,6
243,0
97,2
88,0
1:6
Разрез 10
То же |
170,6 |
20,7
1
8,3 |
149,9 |
59,9 |
13,8 |
1:7
Разрез 6
Послелесные бо-
бово-разнотрав-
ные
181,8
14,7
5,9
167,1
66,8
30,4
1:11,3
Разрез 5
Вторичные кустар¬
никовые заросли
с травянистым
покровом £
110,3
5,7
2,3
104,6
41,6
19,2
1:18
с термическими, биоклиматическими и почвенными условиями, подчиня¬
ющимися закономерностям вертикальной зональности.
На горно-луговых почвах растительный покров представлен бобово-
злаково-разнотравными лугами.
За сравнительно непродолжительный вегетационный период субаль¬
пийские луга, формирующиеся на несмытых горно-луговых дерновых
почвах, продуцируют большую надземную массу—34,2 ц/га (табл. 3).
Эта масса связывает 13,7 млн. ккал/га солнечной энергии. Корневая мас¬
са составляет 207,7 ц/га (или 85% от общей фитомассы) и связывает
83,05 млн. ккал/га солнечной энергии. Общая поверхность корневой си¬
стемы на площади 1 м2 равна 102,4 м2.
На среднесмытых разностях почв этой зоны растительность того же
видового состава, но значительно изрежена.
Покрытие почвы травами составляет около 60%, продуцируемость
надземной фитомассы уменьшается до 17,6 ц/га, связывая при этом
7,04 млн. ккал/га солнечной энергии. Уменьшаются и другие показате¬
ли (табл. 3).
Отношение веса надземной массы »к весу корней для несмытых почв
составляет — 1 :6,4, а для среднесмытых увеличивается до 1 :8,5, т. е. с
увеличением омытости почвенного покрова возрастает участие корней,
как эффективного средства защиты от выноса питательных веществ —
смыва и размыва почв.
Таким образом, на среднесмытых разностях горно-луговых дерновых
почв общая фитомасса уменьшается на 117,1 ц/га, надземная
часть — на 16,6 ц/гау а запасы связанной ею солнечной энергии — на
2 Почвоведение. № 10
17
6.3 млн. ккал/га. Подземная часть сокращается на 63,7 ц/га, а запасы
связанной ею энергии — на 25, 45 млн. ккал/га.
Горные черноземы в Дашкесанском районе распространены пятнами
на фоне лесных почв. О распространении здесь в недавнем прошлом
лесных насаждений свидетельствуют одиночные деревья и кустарники.
Уничтожение леса человеком сопровождается внедрением более ксеро-
фильных ценозов из злаков, разнотравья и бобовых.
В этой зоне при условии достаточного тепла и влаги создается воз¬
можность для образования большого количества фитомассы (табл. 3).
Надземная масса здесь составляет 39,9 ц/га и связывает 15,6 млн.
ккал/га солнечной энергии.
На среднесмытых разностях этих почв количество надземной расти¬
тельной массы уменьшается до 20,7 ц/га, при этом связывается
8.3 млн. ккал/га солнечной энергии.
Корневая масса уменьшается до 149,9 ц/га, связывая 59,9 млн.
ккал/га солнечной энергии. Отношение веса надземной массы к весу
корней равно 1 :7.
Таким образом, в зоне горных черноземов общий объем фитомассы
на среднесмытых почвах сокращается на 112,3 ц/га. Надземная масса
уменьшается на 19,2 ц/га, а запасы связанной ею солнечной энергии на
7.3 млн. ккал/га. Корневая масса уменьшается на 93,1 ц/га и это вызы¬
вает сокращение аккумулированной в ней солнечной энергии на
37.3 млн. ккал/га.
В растительных сообществах, развивающихся на коричневых горно¬
лесных остепненных почвах на местах сведенного леса, значительное
место занимают степные и полустепные элементы. Наряду с мезофитами
здесь много ксерофильных трав.
Этот фитоценоз представлен лесными, полустепными, луговыми и
сорными (из-за пастьбы скота) видами. Эта ассоциация дает 14,75 ц/га
надземной массы, корневая система в почве образует 167,1 ц/га. Над¬
земная фитомасса связывает 5,9 млн. ккал/га солнечной энергии, а под¬
земная 66,8 млн. ккал/га.
На среднесмытых разностях этих почв среди Paliurus spina Christi
Mili, Cotoneaster racemiflora (Desh) C. koeh, Rhamnus Pallasii F. et M.
пятнами произрастают ксерофильные травы того же видового состава,
что и на несмытых разностях. Здесь продуцируются всего 5,7 ц/га над¬
земной растительной массы, которая связывает 2,3 млн. ккал/га солнеч¬
ной энергии. Корневая масса составляет 104,6 ц/га и связывает
41.6 млн. ккал/га солнечной энергии. Отношение надземной части к под¬
земной 1 :18. Следовательно, в этой зоне общая потеря фитомассы со¬
ставляет 71,5 ц/га. Причем надземная масса теряет 9,0 ц/га и
3.6 млн. ккал/га связанной ею солнечной энергии. Корневая масса
уменьшается на 62,5 ц/га, а количество связанной солнечной энергии
сокращается на 24,9 млн. ккал/га.
В почвообразовательных процессах и создании плодородия почв важ¬
ную роль играют процессы минерализации и гумификации как различ¬
ные стороны общего процесса превращения веществ в почве. Сущность
этих процессов связана прежде всего с жизнедеятельностью почвенных
микроорганизмов, потому изучение микробиологических процессов почвы
и способа их регулирования и интенсификации имеет чрезвычайно важ¬
ное значение для горных почв, плодородие которых значительно ухуд¬
шается под влиянием эрозионных явлений.
Численный состав микроорганизмов и их деятельность связаны с ге¬
нетическими особенностями почв, составом, экологическими условиями
и характером растительного покрова.
Как видно из табл. 4, общее количество микроорганизмов в слое 0—
10 см горно-луговых дерновых почв составляет 6314 млн., из них бак¬
терий—5033, актиномицетов—1244 тыс., грибов—37 тыс. на 1 г почвы.
18
С глубиной содержание микроорганизмов уменьшается. На среднесмы-
тых почвах, вследствие ухудшения плодородия, численный состав бакте¬
рий сокращается до 3346, актиномицетов—649, грибов—26,6 тыс. на 1 г
почвы. Общее количество микроорганизмов в этом слое почвы уменьша¬
ется на 2 млн 293 тыс. особей. В соответствии с этим также изменяется
биологическая активность почвы.
Так, продуцируемость С02 на несмытых разностях этих почв состав¬
ляет от 77 до 146 мг/кг за 1 час, а на среднесмытых разностях — от 70
до 77 мг/кг за 1 час.
Таблица 4
Микрофлора в изученных почвах
Глубина.
см
Тыс./г почвы
Общее
количество
всех микро¬
организмов
Глубина,
см
Тыс /г почвы
Общее ко¬
личество
всех микро¬
организмов
бакте¬
рии
актино-
мицеты
грибы
бакте¬
рии
актино¬
мицеты
грибы
Разрез 1
Разрез 10
0—10
5033
1244
37
6314
0-10
4447
974
24
5445
10-20
3505
904
28
4437
10-20
2334
891
16
3241
20-30
1979
645
12
2636
20—30
1686
652
10
2342
30—40
925
435
7
1367
_ Л
40-50
767
277
6
1049
Разрез о
N
0-10
4699
1153
28
5880
10-20
2327
909
20
3256
газрез
20—30
1830
750
10
2590
0-10
3346
649
27
4021
30-40
1346
526
6
1878
10-20
1981
323
15
2319
40-50
864
284
3
1151
20—30
894
261
9
1163
Разрез 9
Разрез 5
0-10
6648
1765
36
8449
0-10
2901
854
18
3773
10—20
4088
1306
26
5414
10-20
1848
602
10
2460
20—30
2399
957
12
3368
20—30
1202
602
7
1687
30-40
2058
681
10
2748
30-40
793
269
3
1085
40-50
1720
432
6
2157
40—50
630
160
1
791
В зоне горных черноземов количество микроорганизмов, приходя¬
щихся на 1 г почвы в слое 0—10 см, составляет 8449 тыс. Из них
6648 тыс. приходится на бактерии, 1765 тыс. на актиномицеты, 36 тыс. на
грибы. На среднесмытых разностях в этом же слое число бактерий сок¬
ращается до 4447, актиномицетов — до 974, грибов — до 24 тыс. на 1 г
почвы.
Таким образом, общее число микроорганизмов в этой зоне только в
слое почвы 0—10 см сокращается на 3004 тыс. на 1 г почвы.
В зоне горно-лесных коричневых остепненных почв общее количе¬
ство особей микрофлоры в слое почвы 0—10 см составляет 5880 тыс. на
1 г почвы. Это число по профилю постепенно уменьшается и в слое 40—
50 см равно 1151 тыс. на 1 г почвы.
На среднесмытых разностях этих почв в верхнем горизонте количе¬
ство микроорганизмов уменьшается до 3773 тыс. на 1 г почвы, из кото¬
рых бактерии составляют 2901, актиномицеты—854, грибы—18 тыс на
1 г почвы. Следовательно, уже в верхнем горизонте на среднесмытых
разностях общее число микроорганизмов сокращается до 2107 тыс., в
том числе бактерий на 1798 тыс., актиномицетов — на 299 тыс., грибов —
на 10 тыс. на 1 г почвы.
Выводы
1. Эрозионные процессы на северо-восточных склонах Малого Кав¬
каза способствуют значительному снижению плодородия почв.
2*
19
2. Численность микроорганизмов находится в большой зависимости
от глубины. Наибольшая численность микроорганизмов наблюдается в
верхних горизонтах, с глубиной по профилю количество микроорганиз¬
мов уменьшается. Это особенно характерно для грибов, основная масса
которых'приходится на верхний -горизонт, так как они обладают высокой
потребностью в кислороде.
Численный состав микроорганизмов изменяется в зависимости от сте¬
пени смытости.
3. На эродированных почвах значительно уменьшается общее число
микрофлоры и количество растительных остатков, а также запас сол¬
нечной энергии, связанной фитомассой.
Литература
1. Алиев Г. А. Изучение биологической продуктивности буковых лесов Гей-Гельского
госзаповедника. Баку, 1975.
о 2. Алиев С. Ю. Колориметрические методы определения энергетических показателей
гумусовых соединений почв. Изд-во АН АзербССР, 1968.
3. Алиев С. А. Метод изучения энергетики органического вещества почв. Почвоведение,
1972, № 9.
4. Алиев С. А. Биомасса растительных сообществ Азербайджана и ее биоэнергетические
показатели. Баку, 1972.
5. Алиев С. Ю. Количественная характеристика и динамика подземной части эфемеро-
во-полунной полупустыни Ширвани. Изд-во АН АзербССР. Сер. биол. наук, № 1,
1967.
6. Бейдеман Я. Я. Изменение интенсивности корневых систем в разных ценозах. Тр.
Ин-та ботаники, т. 6, АзФАН СССР, 1939.
7. Волобуев В. Р. Экология почв. Изд-во АН АзербССР, 1963.
8. Джафаров Б. А. Биологический круговорот зольных элементов и азота в субальпий¬
ском поясе Малого Кавказа. Баку, 1972.
9. Качинский Я. А. Корневая система в почвах подзолистого типа (исследование в свя¬
зи с водным и питательным режимом почвы), ч. 1, Тр. Московск. обл. оп. стан¬
ции, вып. 7, 1925.
10. Маилов А. Я. Динамика растительности горных послелесных лугов Большого Кавка¬
за Азербайджанской ССР. Баку, 1972.
11. Мустафаев X. М. Влияние эрозионных процессов на продуктивность склоновых зе¬
мель. Баку, 1972.
12. Прилипко JI. Я., Гаджиев В. Д., Вагабов 3. В. Региональное изучение растительного
покрова Азербайджана с целью разработки биологических основ его регионального
использования в различных природных зонах. Баку, 1970.
13. Прилипко JI. И., Родин JI. Е., Маилов А. Я. Динамика растительности горных после¬
лесных лугов Большого Кавказа Азербайджанской ССР. Баку, 1972.
14. Салаев М. Э. Почвы Малого Кавказа. Баку, 1966.
15. Сафаров Я. Г., Джалилов Г. Г. Биологическая продуктивность лесных биоценозов
Талыша с преобладанием дуба каштанолистного. Баку, 1972.
16. Шалыт М. С. Методика изучения морфологии и экологии подземной части отдель¬
ных растений и растительных сообществ. Сб.: Полевая геоботаника, т. 2, 1960.
17. Шакури Б. КТюрина-Зейналашвили Р. Я. Биологическая продуктивность почв
системы вертикальной зональности северо-восточной части Малого Кавказа. Баку,
1974.
Научно-исследовательский Дата поступления
сектор эрозии МСХ АзербССР 17. VII. 1973 г.
Kh. M. MUSTAFAEVj) B. K. SHAKURI, S. Ya. ORLOVA* N. Yu. KASUMOV
BIOMASS AND BIOGENETIC FEATURES OF PLANT COMMUNITIES
OF SEVERAL SOIL TYPES OF THE NORTH-EASTERN MINOR CAUCASUS
The paper deals with the problems of soil fertility, phytomass reserves and solar ener¬
gy, accumulated in it, the intensity of microbiological processes and their quantitative chan¬
ges due to different types of soil formation and losses through erosional processes.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
УДК 631.4:631.6
Н. Е. ВАРЛАМОВ
ЗАСОЛЕНИЕ ЗОНЫ АЭРАЦИИ И МИГРАЦИЯ СОЛЕИ В НЕЙ
ПРИ КОМПЛЕКСНОМ ПОЧВЕННОМ ПОКРОВЕ
Глубокопрофильное изучение засоления показало, что при комплексном
почвенном покрове почвообразовательные процессы оказывают большое
влияние на формирование солевого профиля зоны аэрации и характер миг¬
рации солей в ней.
В (последние годы для обоснования проектов ирригационного строи¬
тельства успешно внедряется глубокопрофильное изучение засоления
почвенно-грунтовой толщи, что не только повышает надежность реко¬
мендаций по использованию орошаемых земель, но и позволяет уточ¬
нить некоторые сложившиеся представления о роли естественных поч¬
вообразовательных процессов при формировании солевого профиля
зоны аэрации и миграции солей в ней.
Покажем это на примере засоления грунтов различного механиче¬
ского состава, подстилающих почвенные комплексы полупустынной
зоны Нижнего Поволжья.
Почвенные комплексы, подстилаемые суглинка-
м и, составляют основной фонд земель оросительных систем Нижнего
Поволжья. Они, как правило, трехчленные. Каштановые почвы и со¬
лонцы в них занимают от 10 до 75% площади, лугово-каштановые до
25%; преобладают комплексы каштановых почв с содержанием солон¬
цов 25—50 %.
Грунтовые воды под ними залегают на глубине 6—15 м, в пределах
Ергенинской возвышенности и на юге Приволжской возвышенности
местами до 40 м.
На массивах, где грунтовые воды залегают на глубине 10 м и глуб¬
же, соли в токсичном количестве под корковыми солонцами отмечают¬
ся с глубины 0,2—0,3 му под средними и глубокими солонцами с 0,3—
0,7 м. Содержание их в верхней (0,5—0,8 м) и нижней (5—10 м и глуб¬
же) частях солевого профиля составляет 0,3—0,5%, в средней—0,7—
2,5%. Солевой максимум (1,0—2,5%) обычно приурочен к интервалу
глубин 0,5—2,5 Му причем на глубине 1,3—2,0 м часто отмечается гори¬
зонт с относительно слабым засолением (рис. 1, разр. ТФ-2). Тип
засоления в верхней части солевого профиля (где солей до 0,5%)
хлоридно-натриевый, в средней хлоридно-сульфатно-натриевый или
сульфатно-хлоридно-натриевый, в горизонте максимального засоления
хлоридно-сульфатно-кальциевый, в нижней части хлоридно-натриевый,
сульфатно-хлоридно-натриевый (по Лебедеву).
В отличие от описанных, в лугово-степных солонцах Заволжья, где
грунтовые воды залегают на глубине 5—6 м [1, 6, 8], солевой макси¬
мум (1,5—3,0%) находится под солонцовым горизонтом, в составе со¬
лей преобладают сульфаты натрия, но по всему профилю отмечается
высокое содержание хлоридов.
Под каштановыми почвами засоление начинается с 1,0—2,0 м. Ве¬
личина плотного остатка в засоленных горизонтах составляет 0,5—
21
2,0%, максимальное засоление (1,0—2,0%) приурочено к интервалу
2—7 ж. Тип засоления хлоридно-сульфатно-кальциево-натриевый, суль¬
фатно-натриево-кальциевый.
Грунты под лугово-каштановыми почвами при залегании грунтовых
вод до 10 ж бывают промыты полностью или частично. В первом слу¬
чае образуется пресноводная линза с минерализацией около 1 г/л гид-
рокарбонатно-сульфатного или гидрокарбонатно-хлоридного (по Прик-
лонскому) состава, во втором — соли залегают глубже 3 ж, в составе
их резко преобладают сульфаты кальция. Рассоление грунтов под
ними еще продолжается, о чем свидетельствует минерализация грунто¬
вых вод (11,46 г/л СЖа).
Почвенные комплексы, подстилаемые глинами, в
Нижнем Поволжье частично используются под орошение. Глины раз¬
личного возраста и происхождения засолены. В связи с близким
(1—5 ж) их залеганием в рельефе микрозападины выражены слабо, в
почвенном по,крове преобладают двухчленные комплексы.
Нами лучше всего изучено засоление почвенных комплексов, под¬
стилаемых шоколадными глинами (Сарпинская низменность, левобе¬
режная вторая надпойменная терраса р.. Волги). Они залегают на глу¬
бине 1—3 ж под пылеватыми суглинками, мощность их колеблется от
0,3 до 10—15 ж. Глины мощностью до 1,5—3,0 ж, выветрелые, сильно
трещиноватые, в естественных условиях имеют коэффициент фильтра¬
ции 0,05—1,5 м/сут. При большой их мощности и -близком залегании
грунтовых вод трещиноватость отмечается только в кровле, водопрони¬
цаемость глин в нижней части уменьшается до 0,001 м/сут.
Грунтовые воды в пределах Сарпинской низменности залегают на
глубине 8—10 ж, вдоль Волги опускаются до 20 ж.
В почвенном покрове господствуют солончаковые солонцы, зани¬
мающие около 75%, а местами до 90% площади, вторым компонентом
комплекса являются светло-каштановые сильносолонцеватые почвы.
Как почвы, так и грунты под ними характеризуются высоким засоле¬
нием по всему профилю. Особенно сильно засолена почвенная толща
при близком (0,5—1,0 ж) залегании мощной толщи шоколадных глин.
В этих литологических условиях засоление грунтов под солонцами ма¬
ло отличается от засоления грунтов под светло-каштановыми почвами
как по содержанию -солей, так и по химическому составу. Особенно
сильно засолена почвенно-грунтовая толща в интервале 0,75—2,0 ж,
где величина плотного остатка варьирует от 1,3 до 2,3%, содержание
хлора от 0,6 до 0,8%. Химический состав солей в этом слое обычно
хлоридно-сульфатно-кальциево-натриевый. Выше и ниже указанной
глубины содержание солей уменьшается в 1,5—2,0 раза, состав солей
становится хлоридно-натриевым. Содержание хлора варьирует от 0,13
до 0,51%, а величина плотного остатка от 0,32 до 1,69%. В нижней
части профиля, несмотря на уменьшение плотного остатка, содержание
хлора в шоколадных глинах несколько увеличивается или остается без
изменения, резко уменьшается (до 0,2—0,07%) в подстилающих по¬
родах. ^
Несколько иной солевой профиль имеют грунты под почвенными
комплексами с участием лугово-каштановых почв микрозападин глуби¬
ной 0,1—0,2 ж. В этих комплексах намечается увеличение засоления
грунтов под солонцами, расположенными рядом с лугово-каштановы¬
ми почвами. Величина плотного остатка почти по всему профилю со¬
ставляет 1,2—2,5% при содержании хлора 0,4—1,1%. Максимум солей
находится значительно выше шоколадных глин, над глинами форми¬
руется относительно слабозасоленный горизонт как по плотному остат¬
ку, так и по хлор-иону. Тип засоления и здесь, как в верхней, так и в
нижней частях профиля,— хлоридно-натриевый, в средней части — хло-
ридно-сульфатно-кальциево-натриевый.
22
Под этими комплексами засоление грунтов под лугово-каштановы¬
ми и светло-каштановыми почвами обычно начинается с шоколадных
глин или на 20—30 см выше, причем здесь глины менее засолены. Ве¬
личина плотного остатка в верхней части солевого профиля обычно
составляет 0,7—2,0%, книзу уменьшается до 0,8—1%. Содержание хло¬
ра >под светло-каштановыми почвами варьирует от 0,08—0,42 (выше
глин) до 0,6—0,8% (в глинах), под лугово-каштановыми — от 0,02 до
0,40% (выше глин и в верхней 0,2—0,5 м толще глин) до 0,3—0,6%
(в остальной толще глин). Тип засоления верхней части солевого про¬
филя под светло-каштановыми почвами — хлоридно-сульфатно-каль-
циево-натриевый, «под лугово-каштановыми — сульфатно-кальциевый,
хлоридно-сульфатно-натриевый; глубже, как иод теми, так и под други¬
ми почвами,— хлоридно-натриевый.
Почвенные комплексы, подстилаемые песками и
супесями в Нижнем Поволжье, распространены сравнительно не¬
широко. Развиты они в основном по террасам р. Дона (Калачевская
оросительная система) и на песчаной гряде в Заволжье (западные
части заволжских оросительных систем). Пески и супеси залегают с
глубины 2—5 м под пылеватыми суглинками. На этих массивах пре¬
обладают двухчленные почвенные комплексы из каштановых почв и
солонцов. Содержание последних составляет 10—35% площади, реже
более. Лугово-каштановые почвы встречаются на массивах с относи¬
тельно большей мощностью суглинков, содержание их составляет около
10%. Грунтовые воды залегают глубже 7 м.
Под солонцами засоление суглинков начинается с 0,5—0,8 м, вели¬
чина плотного остатка составляет 0,3—2,0% при содержании хлора
0,03—0,16%. Тип засоления в основном хлоридно-сульфатно-натриевый,
в супесчаной прослойке может быть и сульфатно-кальциевым. В этих
солонцах отсутствуют, как правило, верхние горизонты с хлоридно-
натриевым засолением, столь характерные для солевого профиля опи¬
санных солонцов.
Под каштановыми почвами грунты засолены глубже 1,5 м. Засоле¬
ние ограничивается суглинистой или супесчано-суглинистой толщей.
В составе солей резко преобладают сульфаты кальция. Под лугово¬
каштановыми почвами грунты обычно промыты, величина плотного
остатка в них не превышает 0,2%, а содержание хлор-иона 0,01%.
Пески, независимо от глубины их залегания, механического состава
и засоления вышележащих пород, типа почв практически не засолены.
Итак, при комплексном почвенном покрове степень и тип засоления
грунтов зоны аэрации, кроме песков и глин под двухчленным почвен¬
ным комплексом, резко меняется как по вертикали, так и по горизон¬
тали.
Причину такой дифференциации засоления нельзя объяснить толь¬
ко выщелачиванием солей, обусловленным потускулярной инфильтра¬
цией влаги в связи с наличием микрорельефа. Тем более невозможно
это объяснить характером первичного засоления грунтов. Это — ре¬
зультат разнонаправленных процессов миграции солей, которые проис¬
ходят, как нам представляется, следующим образом. Интенсивное
увлажнение верхней части профиля каштановых и лугово-каштановых
почв во влажные сезоны приводит к образованию гравитационной и
подвешенной влаги. Подвешенная влага имеет свойство растекаться
во всех направлениях [9]. Поэтому соли из-под каштановых и лугово¬
каштановых почв перемещаются не только вниз, но и в сторону менее
увлажненных солонцов. В почвенных комплексах, подстилаемых шо¬
коладными глинами, горизонтальной миграции солей благоприятствует
и характер трещиноватости глин. В дальнейшем под действием десук-
тивно-выпотного режима под солонцами создается восходящий поток
влаги с растворенными в ней солями. Влага при подъеме к поверхности
23
испаряется, по мере концентрации раствора идет выпадение солей в
осадок в соответствии с их растворимостью. О таком пути миграции
солей свидетельствуют: 1) увеличение засоления шоколадных глин под
солонцами в трехчленных почвенных комплексах; 2) довольно посто¬
янные запасы солей в толще 0—3 м в почвенных комплексах, подсти¬
лаемых с 1,5 м глинами большей мощности, независимо от содержания
в них солонцов (таблица); 3) необъяснимое на первый взгляд образо¬
вание горизонта с относительно слабым засолением (особенно замет¬
ным по хлору) на глубине 1,3—2,0 м при однородном суглинистом сло-
Запасы солей (т/га) в почвах и почвенных комплексах, подстилаемых
шоколадными глинами (Сарпинская оросительная система) *
Глубина, м.
Почвы, комплексы почв
Лиман, Б. Царын, рисовый участок к
Лугово-каштановые
Солонцы средние и корковые
Комплекс лугово-каштановых почв (70%) и солрнцов
(30%)
Комплекс солонцов (60%) с лугово-каштановыми (20%)
и светло-каштановыми (20%) почвами
Комплекс солонцов (60%) с лугово-каштановыми поч¬
вами (40%)
Плоская равнина, опытный уч
Комплекс светло-каштановых почв (70%) с солонцами
(30%)
То же
Комплекс светло-каштановых почв (50%) с солонцами
(50%)
Комплекс солонцов (70%) с светло-каштановыми поч¬
вами (30%)
0-1
0-3
олхоза «Гигант»
10-15
360—400
110—210
840-915
33
557
70
551
70
590
а сток ЗП
О
42
491
44
517
101
485
85
476
• По данным почвенной и солевой съемки М 1 : 100000 [2, 3].
жении зоны аэрации и над глинами при их залегании на глубине
около 1,5 м, что соответствует наиболее часто и сильно увлажняемой
глубине каштановых и лугово-каштановых почв; 4) наличие аномалий
в распределении солей в солевых профилях солонцов ¡при глубоком
залегании грунтовых вод; 5) ¡слабая выраженность или отсутствие
аномалий при близком залегании высоководопроницаемых грунтов.
Если исходить из изложенной' схемы миграции солей, нам не при¬
дется говорить о проградации солонцов, тем более прибегать к текто¬
ническим процессам или локальным изменениям гидрогеологической
обстановки при объяснении причин солевых аномалий в профиле со¬
лонцов многих районов зоны каштановых и бурых полупустынных почв
СССР.
Вопрос о горизонтальной миграции солей был поднят еще в 1900 г.
Богданом [б], вероятность этих процессов допускал Ковда [7]. В по¬
следние годы вопросы горизонтальной миграции солей с новых пози¬
ций рассмотрены Егоровым [4, 5]. Его выводы подтверждаются наши¬
ми исследованиями, а также почвенно-мелиоративными исследования¬
ми на орошаемых землях Нижнего Поволжья [2, 3, 6].
Из сказанного ясно следует, как важно учитывать влияние
комплексного почвообразовательного процесса на засоление грунтов
зоны аэрации не только при изысканиях для обоснования мелиоратив¬
ных мероприятий при проектировании оросительных систем, но и при
разработке программ научно-исследовательских работ.
24.
Литература
1. Большаков А. Ф., Роде А. А. Водный режим целинных и мелиорируемых почв солон¬
цового комплекса полупустыни. Тез. докл. II Всес. съезда почвоведов. Харьков, 1962.
2. Варламов Н. Е. Природно-мелиоративные условия северной части Сарпинской низ¬
менности. Автореф. дис. Волгоград, 1968.
3. Варламов Н. Е., Долинина И. П. и др. Проект строительства опытного участка зем¬
ледельческих полей орошения Волгоградского химкомбината. Отчет о результатах ин¬
женерно-геологических, гидрогеологических и почвенно-мелиоративных изысканий.
Фонды Волгогипроводхоза. Волгоград, 1969.
4. Егоров В. В. К эволюции степных солонцовых комплексов. Тез. докл. на III Всес.
съезде почвоведов. Тарту, 1966.
5. Егоров В. В. Солевые аномалии в профиле степных солонцов. Почвоведение, 1967,
№5.
6. Эимовец Б. А. О происхождении, накоплении и перераспределении солей в комплекс¬
ных почвах Прикаспийской низменности. Почвоведение, 1970, № 5.
7. Ковда В. А. Почвы Прикаспийской низменности. Изд. АН СССР, М.— Л., 1950.
8. 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. 6. М., 1961.
9. Роде А. А. Основы учения о почвенной влаге. Гидрометеоиздат, 1965
Волгогипроводхоз Дата поступления
21.Х.1974 г.
N. E. VARLAMOV
EFFECT OF COMPLEX SOIL COVER ON SALINIZATION AND MIGRATION
OF SALTS IN AN AERATION ZONE
A deep profile study of salinization showed that in case of a complex soil cover soil
forming processes are responsible for the formation of salt profiles in the aeration zone
and the character of salt migration in it.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
ФИЗИКА ПОЧВ
УДК 631.432
А. И. МИХОВИЧ, А. А. РОДЕ, И. С. ШПАК
О ЛЕСНЫХ ПОЛОСАХ, «МЕРТВОМ ГОРИЗОНТЕ
ИССУШЕНИЯ» и УСЛОВИЯХ ЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
В т. 221 Трудов Государственного гидрологического института
опубликована статья Рахманова [4] по вопросу о концепции «мертво¬
го горизонта иссушения» в почвенно-грунтовых толщах, в которой ее
автор подвергает сомнению широкое распространение и даже само су¬
ществование названного явления.
Ввиду большого значения последнего не только для установления
важных особенностей водного режима многих почв (и для их класси¬
фикации, как об этом пишет Рахманов на стр. 225), но и для правиль¬
ной трактовки и понимания особенностей влагооборота и водного ба¬
ланса в тех регионах, где это явление существует, авторы настоящей
статьи считают необходимым рассмотреть критически названную
статью Рахманова.
В конце последней ее автор приходит к следующему выводу:
«Итак, анализ данных изменений влажности почв и грунтов в поле
и в лесных насаждениях, в том числе и в лесных полосах, проведенных
до большой глубины как в течение вегетацйонного периода, так и в
зимний период, приводит с неизбежностью к выводу об отсутствии
замкнутого влагооборота в слое активного влагообмена и существова¬
нии просачивания влаги из этого слоя через мертвый горизонт в ниже¬
лежащие слои грунта и в грунтовые воды».
Прежде всего сделаем по поводу этого вывода одно методическое
замечание. Фактические данные по влажности почв, приводимые в
статье Рахманова, ни в одном случае не сопровождаются статистиче¬
ской оценкой их достоверности, а в подавляющем большинстве случа¬
ев— даже указаниями на применявшуюся повторность. Учитывая ши¬
роко известное пространственное варьирование влажности почв и
грунтов, без статистической оценки данных нельзя решать вопрос о
том — что является причиной изменения наблюдаемых в одном и том
же слое в разные моменты времени величин влажности — действитель¬
ное ли их изменение во времени или лишь варьирование в пространст¬
ве. Этот методический недостаток лишает доказательности цитирован¬
ный вывод Рахманова в целом.
Переходим к существу последнего. Из этой же цитаты мы видим,
что Рахманов объединяет в одну группу все «лесные насаждения», в
том числе и лесные полосы, не отделяя их от лесных массивов. Совер¬
шенно аналогичные формулировки мы находим и в начале статьи.
Рахманов пишет (стр. 229): «...в лесных насаждениях, особенно в лес-
26
ных полосах, накапливается больше снега...». И здесь полосы не отгра¬
ничены от иных форм «лесных насаждений».
Правда, несколькими строками ниже Рахманов отмечает, что в
«...лесных полосах приходная часть водного баланса включает не толь¬
ко осадки различного вида, выпадающие непосредственно на эти поло¬
сы, но также наносы снега, сдуваемого с прилегающих полей. Благо¬
даря таянию снежных наносов приход влаги в почвы под лесными
полосами иногда в несколько раз больше, чем в поле».
Совершенно верно!
Добавим, однако, от себя, что именно этим — дополнительным к нор¬
мальному количеству осадков увлажнением — и отличается водный
режим почвенно-грунтовых толщ под лесными полосами от режима
под лесными массивами.
А вот дальше в статье Рахманова говорится нечто совершенно
странное. Он пишет (стр. 229): «Принимая и для лесных полос то же
допущение об отсутствии оттока влаги ниже слоя активного влагооб-
мена (тем более что мертвый горизонт в них выражен отчетливее, чем
в поле), нетрудно подсчитать, что суммарное испарение с них в не¬
сколько раз превышает испарение с защищаемых ими полей».
Дальше идет ссылка на работу Киссис и Польского [1], обнаружив¬
ших в условиях полупустыни в 12—15-летнем древесном насаждении
величину испарения, равную 600—900 мм, что «...в 2—3 раза больше
годовой суммы выпадающих в тех местах осадков»,— пишет Рахманов.
Наблюдения Киссис и Польского вполне правильны. Расчет Рахмано¬
ва о 2—3-кратном превышении — то же. Но Рахманов не учел того, что
насаждение, о котором идет речь, использовало линзу пресной грунто¬
вой воды, в капиллярную кайму которой, имеющую мощность около
3 м9 и пррникают корни деревьев. Десукция влаги последними вызыва¬
ет значительное понижение уровня грунтовых вод в вегетационный пе¬
риод и его коррективный подъем осенью. Более подробно эти явления
охарактеризованы в другой работе Киссис [2] и в работе Роде [7].
На той же странице Рахманов отмечает, что Г. Н. Высоцкий пола¬
гал, что под лесными полосами и опушками лесных массивов благо¬
даря накоплению снега грунты промачиваются на всю глубину. Это
способствует питанию грунтовых вод. «Однако некоторые авторы,—
пишет Рахманов, в частности А. А. Роде. [34, 37], не допускают и
мысли о том, что под лесными полосами может происходить отток
влаги до грунтовых вод, если там хорошо выражен мертвый горизонт,
или как его чаще теперь называют, слой иссушения».
Заметим, что работа [34] принадлежит самому Рахманову и ссыл¬
ка на нее, очевидно, ошибочна. Что же касается ссылки [37], то при
самом внимательном ее анализе в ней нельзя обнаружить ни утверж¬
дения о наличии мертвого горизонта под лесными полосами, ни отри¬
цания возможности оттока под ними до грунтовых вод. Вместе с тем
нельзя не указать, что Роде в своем учебнике почвоведения [5] на
стр. 260—263, рассматривая различия, существующие в водном режи¬
ме почвенно-грунтовых толщ под лесными полосами и лесными масси¬
вами, прямо пишет (стр. 261) о том, что «Под лесными полосами, за
счет снега, скопившегося в сугробах, происходит особенно глубокое
промачивание, которое через несколько лет после закладки полосы
достигает уровня грунтовых вод и, следовательно, способствует их пи¬
танию».
Так кто же является автором утверждения о существовании мерт¬
вого горизонта под лесными полосами? По-видимому, сам автор
статьи— Рахманов, который, как мы видели, и пишет на стр. 229 о том,
что мертвый горизонт в лесных полосах «...выражен отчетливее, чем в
поле...», приписывая, однако, это мнение лицам, которые никогда его
не высказывали.
27
Здесь уместно напомнить, что представление о мертвом горизонте
(позднее названном импермацидным) впервые было четко сформули¬
ровано Г. Н. Высоцким на основании его исследований в массивных
насаждениях. Под ними этот горизонт, как то было подтверждено мно¬
гочисленными исследователями, упоминаемыми в статье Рахманова, в
южной лесостепи, степи и еще более сухих зонах действительно суще¬
ствует и не промачивается до тех пор, пока существует насаждение.
Мертвый горизонт, как это было показано Роде, может существо¬
вать и под полем, четко маркируясь солевым горизонтом, совпадаю¬
щим с мертвым (Роде [6], рис. 2). В солевом горизонте на одной и той
же глубине находятся максимумы содержания и БО/' и С1', т. е. ионов
с совершенно различной подвижностью. Если бы здесь не было мерт¬
вого горизонта, то не мог бы образоваться (или сохраниться) и соле¬
вой горизонт.
Необходимо еще отметить, что Рахманов очень далек от ясности в
понимании того, что такое мертвый горизонт. Переходя к рассмотре¬
нию фактических данных он прежде всего приводит данные по влаж¬
ности почвы в Каменной Степи под полосой № 24. Как видно из рис. 1
в статье Рахманова (стр. 235), под этой полосой водный режим отно¬
сится к периодически промывному типу. Весной 1953 г. в апреле здесь
наблюдалось сквозное промачивание почвы и резкий подъем грунтовых
вод с глубины несколько более 4,5 м до глубины 1,5 м. Совершенно
очевидно, что никакого мертвого горизонта, под которым понимается
слой с низкой влажностью, существующий длительно (многие десятки
лет), здесь нет. Между тем Рахманов, констатировав ежегодное иссу¬
шение верхнего 2,0—2,5-метрового слоя под лесной полосой, происхо¬
дящее вследствие испарения влаги и десукции ее корнями деревьев,
пишет о «... сильном иссушении грунта в почвенном слое..., соответст¬
вующем мертвому горизонту». (Кстати, уместно спросить, что значит
«иссушение грунта в почвенном слое»?).
Из этой цитаты видно, что Рахманов отождествляет корнеобитае¬
мый слой почвы, ежегодно иссушаемый путем испарения и десукции
влаги корнями, и мертвый горизонт, которого в рассматриваемом слу¬
чае вообще нет и не может быть. При таком отождествлении обсужде¬
ние вопроса о мертвом горизонте вообще теряет смысл.
Рассматривая далее другие фактические материалы (рис. 2, 3, 4),
Рахманов утверждает, что если сравнивать влажность грунта за каж¬
дый предыдущий и последующий сроки наблюдений, можно увидеть
значительное изменение влажности (зимой — повышение, летом —
уменьшение), свидетельствующее о проникновении атмосферных осад¬
ков через мертвый горизонт. Так, например, на стр. 241 по рис. 4 он
отмечает: «В течение зимнего полугодия 1951—1952 гг. наблюдалось
новое, правда, небольшое увеличение содержания влаги в большей
части почвенного профиля». Однако на рис. 4 ничего подобного нет.
Кривая весенней влажности практически совпадает с кривой осенней
влажности. Никакого увеличения влажности нет и в зимы 1955—
1956 гг., 1956—1957 гг. Вернее, если забыть, как это делает Рахманов,
о том, что различия порядка 2—3% бывают за счет пространственного
варьирования влажности, то следовало бы отметить некоторое умень¬
шение влажности в толще грунта с 3 до И м и с 6 до 12 м. Этот пример
свидетельствует о том, что Рахманов обращает внимание только на те
изменения влажности, которые подтверждают его точку зрения, игно¬
рируя и оставляя без объяснения все другие факты.
На рис. 5 В. В. Рахманов приводит диаграмму влажности почво-
грунтов в Велико-Анадоле за 1950—1957 гг. и утверждает, что «...из¬
менения влажности у скважины, 114 происходят во всем почвенном
профиле, включая и слой иссушения...». Далее он пишет «Имея в виду,
что влажность последнего не остается постоянной, так же как и влаж-
28
Пасть нижележащих слоев, нельзя утверждать, что просачивания вла¬
ги вглубь, через мертвый горизонт, не происходит. В противном случае
нельзя показать, благодаря чему возникает увеличение влагозапасов
в разных слоях, в том числе и в самом „мертвом горизонте“...».
Однако если к рассмотрению диаграммы подходить не предвзято,
то существенные изменения влажности (от ВЗ до НВ) можно отметить
только для верхнего 2-метрового слоя почвогрунта. Ниже, до глубины
5—5,5 м, влажность почвы практически остается постоянной, изменя¬
ясь незначительно, от ВЗ до ВРК. Только весной 1951 г. наблюдалось
увеличение влажности почвы до уровня НВ на глубине до 3 м в связи
с несколько большей глубиной промачивания почвы, чем в другие годы.
Увеличение влажности в 1950 г. на глубине 3 м весной и 4 м осенью
нельзя признать достоверным. Это обычные, часто встречающиеся
«скачки» влажности, связанные с точностью ее определения и ее про¬
странственным варьированием, которые на диаграмме приведены без
какой-либо выбраковки первичных данных. Ни весной, ни осенью
1950 г. не было объективных условий для увеличения влажности поч-
вогрунтов на глубине 3 и 4 м без изменения ее выше и ниже этих от¬
меток.
Таким образом, имеющиеся незначительные изменения влажности
в импермацидном горизонте в интервале от ВЗ до ВРК могут быть
объяснены варьированием, связанным с ошибками определения, а так¬
же с парообразным передвижением влаги. Когда же происходит проса¬
чивание жидкой влаги до грунтовых вод, оно сопровождается значи¬
тельным увеличением влажности почвы до наименьшей влагоемкости
и больше и подъемом уровня грунтовых вод. Такой пример Рахманов
и приводит на рис. 1. В монографии Миховича и Макаренко [3] такой
пример по Велико-Анадолю приведен на рис. 34. Весной 1956 г. после
таяния 2-метрового сугроба с запасом воды 800 мм в лесополосе № 26
наблюдалось сквозное промачивание всей толщи грунта с увеличением
влажности слоя иссушения от ВЗ — ВРК до НВ и подъемом уровня
грунтовых вод с 14,5 до 7 м.
На стр. 248 Рахманов утверждает: «Подтверждением того, что влага
просачивается через всю толщу грунта, являются колебания уровня
грунтовых вод». И далее: «...каждый раз, когда происходит резкое уве¬
личение влажности (до полной влагоемкости) в верхнем слое почв и
повышение ее в других слоях, уровни грунтовых вод поднимаются.
Если бы не происходило просачивание влаги сверху, этого явления
здесь не наблюдалось бы, так как, конечно, не может быть и речи о
боковом подтоке грунтовых вод к участку скважины 114, лежащему
на водоразделе».
Однако на участке со скважиной 114 имеет место боковой подток
грунтовых вод, так как основной водораздел земной поверхности и зер¬
кала грунтовых вод находится восточнее квартала 9 по линии желез¬
ной дороги. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на план
Велико-Анадольского участка и карту гидроизогипс, приведенные в
монографии Миховича и Макаренко [3] на стр. 28 и 78.
Подъем уровня грунтовых вод на участке скважины 114 вопреки
заявлению Рахманова происходит не «каждый раз». В двух случаях
из трех подъем уровня грунтовых вод приходится на осень (1953 и
1-955 гг.), когда заметного повышения влажности верхнего слоя почвы
не наблюдается, т. е. это типичные случаи осеннего коррективного во¬
доподъема.
В монографии Миховича и Макаренко на стр. 149 приведена схема
влажности почвогрунтов на полевом участке скважины 110, по которой
видно, что весной 1956 г. наблюдался заметный подъем уровня грун¬
товых вод с 11,5 до 7,5 м, хотя увеличения влажности почвогрунта на
глубине от 2,3 до 4,7 м не было. По Рахманову мы должны здесь при¬
29
знать проникновение влаги через импермацидный горизонт, иначе нель¬
зя объяснить подъем уровня грунтовых вод. В действительности подъ¬
ем уровня объясняется тем, что на расстоянии 160 м выше по склону
в лесополосе № 26 произошло сквозное промачивание грунта, отме¬
ченное выше.
Еще одно бездоказательное заявление Рахманова имеется на
стр. 238: «... сильное иссушение грунта в почвенном слое,— указывает
Рахманов,— соответствующем мертвому горизонту, в лесной полосе
наблюдается каждый год не только летом, но и зимой, после осеннего
увлажнения, когда транспирация деревьев прекращается, и испарение
с поверхности почвы ничтожно мало, особенно при наличии снежного
покрова». И далее: «...зимнее „иссушение“ под лесной полосой, выра¬
жающееся в значительном уменьшении влажности в слое, соответст¬
вующем мертвому горизонту, можно объяснить только просачиванием
влаги из этого слоя...».
Рахманов считает, что такое же просачивание влаги из мертвого
горизонта происходит и летом, поэтому нельзя весь расход влаги летом
объяснить испарением. Эту концепцию Рахманов, к сожалению, не
подкрепляет фактическими данными наблюдений. Данные, приведен¬
ные в его статье, не показывают ежегодное зимнее иссушение грунта.
Чтобы доказать наличие ежегодного зимнего иссушения почвогрунтов,
нужно привести соответствующие данные за ряд лет, показать, что эти
данные не случайны, что иссушение действительно «сильное» и, нако¬
нец, что уменьшение влажности произошло не летом или осенью, а
зимой, после осеннего увлажнения.
Изложенная точка зрения Рахманова до сих пор не проверена им
самим экспериментально. В его статье единственным аргументом яв¬
ляется ссылка на опыт Ю. Н. Никольского, проведенный в условиях
двукратного полива с месячным промежутком и суммарной поливной
нормой 1680 мм, после которого возник «столб подвешенной почвенной
влаги, характеризуемый неразрывностью (сплошностью)...».
Этот опыт никак не может служить доказательством того, что влага
может проходить транзитом через иссушенные слои почвы и пополнять
грунтовые воды. Дело в том, что в описанном случае вода, поданная в
два приема в огромном количестве (16800 м$/гау т. е. 1680 мм), прош¬
ла транзитом не через сухой, а через влажный грунт. Этот грунт, нахо¬
дящийся на глубине от 8 до 13,4 ж, представлен мелкими песками, для
которых наименьшая влагоемкость обычно составляет не более 14—
18% от объема, а на графике Никольского [6] влажность в этом слое
изменяется от 14 до 20% от объема. Возможности просачивания не¬
больших порций воды через слои, имеющие влажность, равную наи¬
меньшей влагоемкости, никто никогда не отрицал.
В своей статье Рахманов касается еще одного важного вопроса
о том, как происходит в степной зоне питание грунтовых вод. Как из¬
вестно со времен исследований В. В. Докучаева, Г. Н. Высоцкого и
многих их последователей, в степной и более южных зонах грунтовые
воды питаются за счет влаги атмосферных осадков, просачивающихся
через почвенно-грунтовую толщу в различных депрессиях рельефа —
степных блюдцах, подах, падинах, потяжинах и т. д., в которые весной
стекают талые воды.
Такие депрессии Г. Н. Высоцкий называл «потускулами» («корми¬
телями») грунтовых вод. Как уже было указано, и это является обще¬
принятым, такими потускулами служат также лесные полосы и опуш¬
ки лесных массивов, накапливающие в себе дополнительное количество
снега за счет сноса его с соседних безлесных пространств.
В то же время на остальной части территории, в особенности если
она находится под лесным массивом, сквозного промачивания до грун¬
30
товых вод не происходит. В последние годы этот вопрос исследовался
Шпаком [9], выводы которого Рахманов подвергает сомнению.
Отрицая утверждение Шпака, что «основное питание грунтовых вод
в степных районах происходит через замкнутые понижения — блюдца
и поды», Рахманов пишет: «Судя по составленной им карте, на боль¬
шей части территории Украины блюдца и другие замкнутые понижения
занимают до 15% площади. Они способны аккумулировать не более
35 мм воды. Лишь в области левобережных террас долины Днепра
замкнутые понижения, составляя около 30% территории, могут акку¬
мулировать до 100 мм». Цитата из работы Шпака вполне точна, но
Рахманов не указал, к какой площади относятся 35 и 100-миллиметро¬
вые слои воды. У Шпака эти слои относятся к площади водосбора, а
Рахманов произвольно отнес их к площади замкнутых понижений. Это
дает ему основание 6 строками ниже задать вопрос, каким образом
вся зона аэрации при глубоком залегании грунтовых вод «может быть
увлажнена до наименьшей (полевой) влагоемкости за счет дополни¬
тельного слоя воды в 100 мм». Между тем Шпак (стр. 58—59) указы¬
вает, что наибольшая глубина временных озер, образующихся в блюд¬
цах, составляет несколько десятков сантиметров, и как исключение
доходит до 1,5—2 м. Значение среднего слоя воды (Л), разово задер¬
жанного в блюдцах, отнесенного к их площади, больше среднего слоя
воды (Я), отнесенного к площади водосбора, в — раз, где 5 — процент
о
распространения блюдец на водосборе. Следовательно, слоям Н, рав¬
ным 35 мм (5=15%) и 100 мм (5=30%), соответствуют Л, равные:
35 • — = 233 мм и 100.1^=333 мм.
15 30
Как указано на 68 стр. [9], в зимы с многократным заполнением
замкнутых понижений слой воды, идущий на пополнение грунтовых
вод, может в несколько раз превысить максимальный слой разовой
аккумуляции воды в них. Если учесть, что под замкнутыми понижения¬
ми, за исключением верхнего 0,5—1-метрового слоя, влажность почвы
обычно не уменьЩается ниже НВ [9, стр. 68], а испарение с временных
озер в блюдцах на порядок меньше, чем просачивание, то станет оче¬
видным, что почти вся аккумулированная в понижениях влага идет на
пополнение грунтовых вод. Поэтому существование в степной и более
сухих зонах грунтовых вод и несомненность колебаний их уровня впол¬
не удовлетворительно объясняются питанием их через «потускулы»
всех видов, без привлечения к этому гипотезы о промачивании мертво¬
го горизонта.
Однако Рахманов пытается доказать существование оттока влаги
до грунтовых вод, несмотря на наличие слоя иссушения или «мертвого»
горизонта на том основании, что, по данным Шпака, поступающая в
почву влага нередко превышает фактическое увеличение влагозапасов.
«Неучтенная разница» якобы просачивается в грунтовые воды. И здесь
Рахманов делает неправильное сопоставление. Он сравнивает сумму
преимущественно твердых осадков, выпавших в зимний период на логу
Опытном с 26.XI.1959 г. по 2.III.1960 г. (до начала весеннего снеготая¬
ния) с прибавкой влагозапасов в 4-метровом -слое почвы на логу Лес¬
ном по данным приложений 16 и 19 [9].
Но сопоставлять непосредственно осадки, аккумулированные в те¬
чение зимы в снежном покрове, с изменением почвенных влагозапасов
за этот период нельзя. Наличие или отсутствие оттепелей в течение
зимы, степень и глубина промерзания почвы, толщина снежного покро¬
ва и т. д. являются причинами несоответствия между этими величина¬
ми. Гораздо более просто и безошибочно это можно было сделать по
данным приложения 31, где приводится не сумма осадков за зимний
31
Период, а приход воды на поверхность водосбора (водоотдача из снега,
иногда и жидкие осадки) и изменение влагозапасов не в 4-метровом
слое, а в метровом, так как глубже изменения запасов недостоверны.
Согласно этим данным, за период с 20.XI.1959 г. по 10.111.1960 г., как
и за все периоды воднобалансовых наблюдений, приход воды хорошо
согласуется с расходом ее, без допущения о просачивании влаги за
пределы слоя активного влагообмена.
Здесь уместно остановиться еще на утверждении Рахманова о том,
что «следует признать неудачной попытку Шпака статистически
обосновать концепцию мертвого горизонта».
Для подтверждения того, что в лесостепных и степных районах на
приводораздельных участках и склонах, сложенных лёссами и лёссо¬
видными суглинками, колебания влажности глубже 3—4 м настолько
незначительны, что они находятся в пределах точности определения
влажности, Шпак [9, стр. 37—41] приводит графики изменения влаго¬
запасов в метровых слоях по четырем районам Украины, на которых
велись наблюдения до глубины более 4,5 м. При этом для большей
графической наглядности и увеличения достоверности изменений вла¬
гозапасов во времени произведено осреднение результатов наблюдений
в однородных пунктах одного района.
Так, например, на Мариупольской станции отбор проб на влаж¬
ность в каждом пункте производился однократно, через 50 см по глу¬
бине, один раз весной и один раз осенью. Измеренные значения влаж¬
ности в отдельном пункте настолько случайны, что по ним, конечно,
нельзя сделать сравнительную оценку изменения сезонных колебаний
влажности по глубине. Осреднение результатов наблюдений за один
срок во всех пунктах, расположенных на склонах и водоразделах Ве-
лико-Анадольского леса, здесь является правомерным. При определе¬
нии средних влагозапасов в метровых слоях на склонах и водоразде¬
лах этого лесного массива влагозапасы в отдельных пунктах играют
роль повторностей. Однако Рахманов утверждает, что осредненные
значения являются не реальными и что по ним нельзя получить пред¬
ставления о действительном изменении влажности.
Шпак [9, стр. 41—42 и приложения 18—21] показал, что колебания
влагозапасов в метровых слоях приводораздельных участков даже на
сравнительно небольших однородных площадках лежат в пределах
погрешности определения влагозапасов. Здесь, уже во всяком случае,
не играет никакой роли «... асинхронность изменений влажности почвы
в одних и тех же слоях и неодновременность отбора проб на влаж¬
ность», так как наблюдения на площадке заканчивались, как правило,
в течение одного дня.
Нельзя не отметить и ошибочности мнения Рахманова (стр. 249) о
том, что более частыми наблюдениями, чем это делалось при исследо¬
ваниях Шпака [9] в Великом Анадоле и на Придеснянской станции,
можно было бы заметить случаи пополнения грунтовых вод за счет
сброса почвенной влаги. Ошибочность этого утверждения определяет¬
ся тем, что наблюдения Шпака охватывали сроки максимального (вес¬
ной) и минимального (осенью) увлажнения почвы, делались с большой
повторностью и давали поэтому вполне объективную и достоверную
характеристику изменения влагозапасов в слое активного влагообмена.
Необходимо еще коснуться соображений Рахманова (стр. 253) от¬
носительно возможности просачивания влаги через мертвый горизонт
путем инфлюкции, т. е. по трещинам или другим крупным промежут¬
кам в почвах и грунтах, причем в процессе такого просачивания влаж¬
ность межтрещинных блоков (глыб или призм) почвы или грунта оста¬
ется низкой и почти неизменной. Просачивание влаги по трещинам
вполне возможно. Но если трещина проходит через сухой мертвый го¬
ризонт, то совершенно неизбежным является впитывание влаги, сте¬
32
кающей по стейке трещины, т. е. по поверхности блока внутрь послед¬
него вследствие огромной разности между давлением адсорбированной
влаги в сухом блоке и в пленке гравитационно стекающей по его по¬
верхности воды. Это впитывание неизбежно будет препятствовать про¬
сачиванию гравитационной влаги через данный слой до тех пор, пока
влажность блоков в нем не достигнет величины НВ или не приблизится
к ней, после чего мертвый горизонт перестанет существовать.
Михович и Макаренко [3] экспериментально показали, что в Вели-
ко-Анадольском лесу просачивание по пустотам и трещинам отмечает¬
ся лишь до глубины 5 м даже при подаче на поверхность почвы пяти¬
кратной нормы осадков.
Мы не касаемся в настоящей статье ошибок, допущенных Рахмано¬
вым в трактовке им работ В. И. Рутковского, а также в интерпретации
им наблюдений, выполненных вблизи от ст. Куберле Ростовской обл.,
так как это было уже сделано ранее [7]. Можно высказать только со¬
жаление по поводу того, что Рахманов так упорно повторяет эти столь
очевидные и вопиющие ошибки.
О неправомочности ссылок на работы И. М. Лабунского указыва¬
лось в работе Шпака [9].
В заключение нашей статьи представляется целесообразным дать
определение того, что по нашему мнению следует называть «мертвым
горизонтом», синонимом которого является «импермацидный гори¬
зонт», и рассмотреть условия его образования и его режима.
Мертвым горизонтом мы называем длительно (многие десятки, а
может быть и сотни лет) существующий слой почвенно-грунтовой тол¬
щи, расположенный в самой нижней части корнеобитаемого слоя,
образующийся в условиях водного режима непромывного типа. Этот
слой может иметь различную мощность (от немногих дециметров до
многих метров), с низкой влажностью, равной ВЗ или лишь немного ее
превышающей.
Мертвый горизонт образуется всегда при более или менее глубоком
залегании грунтовых вод, когда предельная глубина корнеобитаемого
слоя (в степной и более сухих зонах часто совпадающая с предельной
глубиной промачивания) не менее чем на 1—2 м превышает верхнюю
границу капиллярной каймы грунтовых вод при экстремно-высоком
положении их уройня.
Необходимым (и вероятно достаточным) условием образования
мертвого горизонта является превышение осенним дефицитом влаги
осенне-зимне-весеннего приращения запаса влаги в почвенно-грунтовой
толще до глубины большей, чем глубина нижней границы корнеобитае¬
мого слоя. Поясним, что при этом имеется в виду не средняя многолет¬
няя величина приращения, а экстремно-максимальная, относящаяся к
полуциклу повышенного атмосферного увлажнения. Длительность
полуцикла может достигать нескольких лет. В течение такого полу-
цикла величина весеннего приращения запаса влаги и глубина прома¬
чивания возрастают, а величина осеннего дефицита и глубина иссуше¬
ния уменьшаются. К концу полуцикла повышенного увлажнения
мощность мертвого горизонта в его крайнем проявлении, т. е. с весен¬
ней влажностью, равной ВЗ или близкой к ней, может значительно
сократиться, но все же он никогда не исчезает полностью.
В переходном слое под мертвым горизонтом влажность книзу посте¬
пенно увеличивается, на большей или меньшей глубине достигает НВ,
а еще глубже продолжает возрастать вплоть до зеркала грунтовых вод.
Наличие этого переходного слоя, с влажностью в верхней его части не
превышающей ВРК, находящегося под мертвым горизонтом, обеспе¬
чивает непромачиваемость почвенно-грунтовой толщи даже во влаж¬
ные климатические полуциклы, когда этот слой оказывается как бы бу¬
фером. При наступлении сухого полуцикла величины весенних прира¬
3 Почвоведение, № 10
33
щений запаса влаги и глубина промачивания уменьшаются, а величина
осеннего дефицита влаги возрастает — в том числе за счет расхода
влаги в пленочной или парообразной форме из переходного слоя, под¬
стилающего мертвый горизонт. Мощность мертвого горизонта в сухой
климатический полуцикл увеличивается за счет его нарастания вверх.
К осени вся продуктивная влага из корнеобитаемого слоя расходу¬
ется и в почве возникает горизонт полного биологического иссушения,
охватывающий всю ее толщу, нижнюю часть которого составляет мерт¬
вый горизонт.
Постоянное наличие мертвого горизонта с наименьшей влажностью,
а следовательно, и с наинизшим (отрицательным!) в профиле давлени¬
ем влаш создает направленный вниз градиент давления, который вы¬
зывает восходящее передвижение жидкой влаги из грунтовой воды к
мертвому горизонту. Этот поток влаги обладает очень малой скоростью
вследствие того, что влажность мертвого горизонта очень мала, а сле¬
довательно, мала и его влагопроводность. Однако этот поток сущест¬
вует, что и доказывается отложением в мертвом горизонте солей, если
грунтовые воды их содержат. Влага при этом отсасывается растения¬
ми, а соли накапливаются в мертвом горизонте. Именно этот случай и
изображен на рис. 2 в статье Роде [6]. В сухие климатические полу-
циклы соли из мертвого горизонта проникают в среднюю и даже верх¬
нюю части корнеобитаемого слоя почвы и при наличии в их составе
солей натрия поддерживают в почве активную «живую» солонцева-
тость.
Несомненно, что через мертвый горизонт происходит передвижение
водяного пара. Его направление и скорость зависят от градиента его
давления, который в свою очередь определяется главным образом ве¬
личиной и направлением градиента температуры. Эти последние в те¬
чение года ритмически изменяются, причем величина градиента на тех
глубинах, где возникает мертвый горизонт, обычно остается неболь¬
шой. Благодаря этому, а также ритмической смене направления гради¬
ента, передвижением водяного пара и в мертвом горизонте и сквозь
него в балансовых подсчетах можно пренебречь.
При одинаковых климатических условиях вероятность возникнове¬
ния водного режима непромывного типа и связанного с ним мертвого
горизонта тем меньше, чем легче механический состав почвенно-грун¬
товой толщи, так как тем ниже величина НВ.
В определенных условиях, например, при наличии над водоносным
горизонтом водонепроницаемой кровли или, наоборот, сухой крупно¬
зернистой (гравийной, галечной) прослойки, мощность мертвого гори¬
зонта может сделаться весьма значительной, достигнув многих метров.
Такая ситуация иллюстрируется рис. 1 в той же статье Роде [6]. В этом
случае благодаря отсутствию связи с грунтовой водой длительного
прогрессивного накопления солей в мертвом горизонте не происходит.
Стоит подчеркнуть, что образование мертвого горизонта сопряжено
с десукцией влаги корнями растений, что и обеспечивает указанную
выше необходимую величину осеннего дефицита влаги. Иными слова¬
ми, мертвый горизонт имеет биологическое происхождение.
В лесной зоне мертвый горизонт в силу климатических условий
(превышение суммы осадков над испаряемостью) возникать не может.
В лесостепной, степной и более южных зонах вероятность возникнове¬
ния непромывного режима и мертвого горизонта под лесными листвен¬
ными массивными насаждениями больше, чем под травянистыми цено¬
зами, в особенности чем под полями с однолетними травянистыми
ценозами. Это объясняется прежде всего тем, что лиственные леса об¬
ладают более длительным вегетационным периодом и более глубокими
корневыми системами. Поэтому под ними мы и находим наиболее хо¬
рошо развитые мертвые горизонты. В условиях Украинской Лесостепи,
34
как было показано П. К. Фальковским, вырубка насаждения вызывает
немедленное глубокое промачивание и ликвидацию мертвого горизон¬
та. Возобновление массивного насаждения влечет за собой и восста¬
новление мертвого горизонта.
Может ли мертвый горизонт возникнуть под лесной полосой, т. е.
под таким насаждением, ширина которого допускает возможность про¬
никновения снега, переносимого ветром под все насаждение, с обеих
сторон?
На этот вопрос ответить однозначно нельзя. Образованию мертвого
горизонта под полосой будет способствовать все то, что уменьшает на¬
копление в ней снега: малое количество твердых осадков и малая ско¬
рость зимних ветров (климатический фактор), высокая продуваемость
полосы и малая ее высота (факторы ее конструкции, состава и воз¬
раста), малое расстояние между соседними полосами и вытекающая
отсюда малая ширина снегосборного пространства (фактор размеще¬
ния полос) и т. д. При соответствующем сочетании этих факторов ко¬
личество снега, накапливаемое на площади, занимаемой полосой, а
следовательно, и количество поступающих в почву талых вод может
оказаться недостаточным для компенсации осеннего дефицита влаги,
а следовательно, и явиться причиной возникновения мертвого горизон¬
та. Однако умелым воздействием на конструкцию полос и их размеще¬
ние такие явления всегда могут быть без труда устранены.
Таким образом, критическое рассмотрение статьи Рахманова [41
позволяет констатировать следующее.
1. Рахманов не учитывает тех значительных различий, которые су¬
ществуют во влиянии на гидрологический режим почвенно-грунтовых
толщ между массивными и полосными древесными насаждениями,
объединяя их все под общим названием «лесные насаждения».
2. Статья Рахманова в своей значительной части (что и отражено
в ее названии) посвящена опровержению взгляда о существовании
мертвого горизонта под лесными полосами — взгляда, которого никто
и никогда не высказывал.
3. Рахманов не имеет ясного представления о явлении, именуемом
мертвым горизонтом и пытается искать его в случаях, где его явно нет
и не может быть.
4. Концепция мертвого горизонта была создана Высоцким на осно¬
вании исследований под массивными насаждениями. Существование
этого явления в этих условиях подтверждено фактическими материа¬
лами, собранными многими компетентными исследователями.
5. Взгляды Рахманова о широком распространении просачивания
влаги через мертвый горизонт голословны и не доказаны. Поэтому не¬
верным является и его утверждение об ошибочности допущения
замкнутости влагооборота (т. е. отсутствия просачивания жидкой вла¬
ги в грунтовые воды) при подсчетах водного баланса на тех площадях,
где отчетливо выражен подлинный мертвый горизонт, сопряженный с
непромывным типом водного режима. К лесным полосам с дополни¬
тельным увлажнением за счет накопления снега это допущение непри¬
менимо и, по-видимому, никем и не применялось.
•6. Авторы статьи предлагают определение понятия о мертвом (им-
пермацидном) горизонте и формулируют условия его образования и
режима.
Литература
1. Киссис Т. Польский М. Н. Особенности водного режима темноцветных почв боль¬
ших падин под древесными насаждениями. Тр. Ин-та леса АН СССР, т. 38, 1958.
2. Киссис Т. Я. Водный режим темноцветной черноземовидной почвы большой падины
под древесным насаждением. В сб.: Водный режим почв полупустыни. М., Изд-во
АН СССР, 1963.
3*
35
3. Михович А. И., Макаренко А. Н. Велико-Анадольский лес и грунтовые воды. М., «Лес¬
ная промышленность», 1964.
4. Рахманов В. В. О концепции «мертвого» горизонта и преувеличениях в подсчетах ис¬
парения с лесных полос. Тр. Гос. гидр, ин-та, вып. 221, 1974.
5. Роде А. А. Почвоведение. М., Гослесбумиздат, 1955.
6. Роде А. А. К вопросу о происхождении «мертвого» горизонта и о разновидностях
непромывного типа водного режима почв. В сб., посвященном памяти акад. Л. И. Пра¬
солова. М., Изд-во АН СССР, 1958.
7. Роде А. А. О статье В. В. Рахманова. Почвоведение, 1963, № 1.
8. Чистые культуры древесных пород на больших падинах Прикаспийской низменности.
М., Изд-во АН СССР, 1961.
9. Шпак И. С. Влияние леса на водный баланс водосборов. Киев, «Наукова думка»,
1968.
Почвенный ин-т
им. В. В. Докучаева
Дата поступления
17.Х1.1975 г.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
УДК 631.432
Е. А. ДМИТРИЕВ
НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ
СМАЧИВАНИЯ ПРИ ДОЖДЕВАНИИ (МОДЕЛЬНЫЕ ОПЫТЫ)
Во фракциях песка крупностью от 20—30 до >70 меш при дождева¬
нии с интенсивностью до И мм/мин впитывание влаги идет предпочтитель¬
но по более тонкопористым участкам Возникновение языковатости фронта
смачивания связано с варьированием капиллярных давлений на поверхно¬
сти смачивания Амплитуда глубин промачивания возрастает с увеличе¬
нием неоднородности сложения материала, с уменьшением его дисперсности,
снижением интенсивности дождя и возрастанием времени дождевания
Хорошо известно, что поверхность смачивания никогда не представ-
вляет собой плоскости. Как при капиллярном поднятии, так и при
нисходящем движении воды в сухом пористом материале на поверхности
фронта смачивания обычно обнаруживаются выступы и языки различ¬
ного размера, в силу чего поверхность фронта смачивания нередко при¬
обретает весьма сложную форму. Изучение природы этого явления пред¬
ставляет определенный интерес, например в связи с постановкой модель¬
ных опытов в лабораторных условиях, где сложность поверхности
фронта смачивания оказывается досадной помехой в выявлении изу¬
чаемых закономерностей движения влаги. Выяснение механизма форми¬
рования фронта может оказаться полезным для разработки способов
изучения пористых материалов, а также для объяснения особенностей
впитывания влаги в почву в природных условиях.
При проведении лабораторных опытов с сухими дисперсными мате¬
риалами причиной возникновения языковатости можно предположи¬
тельно считать гистерезис смачивания, локально преодолеваемый сразу
в большой группе пор [2]. Проверка правильности подобного предполо¬
жения на моделях с песком представляется достаточно сложной, а про¬
гностическая ценность такого объяснения очень неопределенной. В связи
с этим мы сделали попытку рассмотреть механизм возникновения языко¬
ватости, исходя из учета капиллярных и гидростатических сил.
Для проведения опытов использовали фракции песка различной
крупности. Вначале разделение песка на фракции осуществляли путем
просеивания сухого песка через сита разного размера на ротапе. Однако,
как показали опыты, выделенные таким путем фракции всегда содержат
заметные количества более мелких фракций, что вызвало серьезные
затруднения в получении однородности сложения песка при постановке
опытов. В связи с этим выделенные на ротапе фракции в дальнейшем
подвергались очистке путем отмучивания в стеклянной трубе, через
которую протекала вода с заданной скоростью. Очищенные таким путем
фракции и были использованы при постановке опытов. В подавляющей
части опытов брали фракции размером 50—70 меш (0,21—0,31 мм) и
30—40 меш (0,43—0,58 мм).
Опыты проводили в коробке из оргстекла размером 10X10 см и глу¬
биной 12 см, имеющей перфорированное дно, прикрытое фильтроваль¬
ной бумагой.
37
Первые же опыты с дождеванием показали большую роль в форми¬
ровании поверхностей смоченности способа заполнения коробки песком.
В связи с этим были испытаны следующие способы: «навалом» (песок
переносили в коробку с помощью фарфоровой чашки); через воронку,
через сито; «навалом» увлажненного до сметанообразного состояния
песка с последующим его высушиванием путем просасывания через него
воздуха; с постукиванием после заполнения коробки и без него и др.
Испытания различных способов заполнения сосуда песком пбказали,
что получение однородного сложения песка во всем объеме коробки
представляет задачу весьма трудноосуществимую (и даже невыполни¬
мую), если о выровненности сложения песка судить по формированию
профиля смоченности. В любом случае в массе песка образуются микро¬
зоны с линейными размерами от долей сантиметра до нескольких санти¬
метров, различающиеся характером упаковки частиц, а иногда, видимо,
и размерами частиц, если способ заполнения способствует их сортировке
(например, при засыпке песка через воронку, когда интенсивно про¬
является осыпание песка по конусообразной поверхности). Наличие
неоднородности сложения приводит к тому, что поверхность смоченности
при дождевании оказывается достаточно сложной и в ряде случаев
внутри смоченного могут оставаться островки сухого песка (например,
при заполнении коробки «навалом»). Из различных способов заполнения
был выбран один, хотя и не лишенный некоторых недостатков, однако
дающий возможность получения достаточно однотипной загрузки в
повторных опытах. Песок загружали в коробку через сито 30 меш для
фракции 50—70 меш и 20 меш для фракции 30—40 меш. Заполненную
песком коробку 10 раз ударяли дном о резиновую плиту, после чего
излишки песка удаляли с помощью ножа до получения плоской поверх¬
ности вровень со стенками коробки.
Дождевание производили водопроводной водой с использованием
головки от садового опрыскивателя. Выровненность интенсивности
дождя обеспечивалась автоматизированным колебанием головки опрыс¬
кивателя, поддержанием постоянного давления воды в распылительной
системе и удалением поверхности дождевания от головки опрыскивателя
примерно на 2 м. Эти меры обеспечивали практически одинаковую
интенсивность дождя в пределах требуемой площади 10X10 см (вари¬
ация интенсивности дождя в пределах этой площади не превышала
2,7% от среднего).
Во избежание стока воды, скапливающейся на стенках коробки,
в песок на коробку сверху накладывали жестяную крышку размером
23X23 см с квадратным отверстием 10X10 см, имеющим по краям бор¬
тики высотой 1 см.
Для выявления профиля смоченности коробку с песком после дожде¬
вания закрывали крышкой и переворачивали увлажненной поверхностью
вниз. После снятия дна часть сухого песка аккуратно ссыпали, а осталь¬
ной сухой песок отсасывали с помощью резинового шланга, подсоеди¬
ненного к небольшому пылесосу. Окончательную зачистку поверхности
смоченного песка проводили путем продувки поверхности воздухом с
помощью того же пылесоса.
Помимо визуальной оценки характера формы и особенностей смочен¬
ного тела проводили зарисовку рельефа смоченности с помощью специ¬
ального гипсографа, позволяющего вычерчивать изолинии поверхности
смоченности.
Рассмотрим прежде всего характер формирования поверхности
смачивания в зависимости от интенсивности и продолжительности
дождя для фракций песка различной крупности.
Если одно и то же количество дождя выпадает в виде осадков раз¬
ной интенсивности, то чем интенсивность больше, тем меньше оказыва¬
ется максимальная глубина промачивания, что достаточно убедительно
38
иллюстрируется данными, приведенными в табл. 1. Следует заметить,
что независимо от количества осадков минимальная глубина промачи-
вания для фракции 50—70 меш измеряется несколькими миллиметрами,
если интенсивность не превышает 2,3 мм/мин. При интенсивности
в интервале 9,7—10,7 мм/мин минимальная глубина промачивания воз¬
растает до 10—20 мм.
Увеличение минимальной и уменьшение максимальной глубины про¬
мачивания, обнаруживаемые при увеличении интенсивности дождя,
Таблица 1
Зависимость максимальной глубины промачивания от интенсивности
дождя (фракция 50—70 меш)
Интенсивность
дождя, мм/мин
Количество
осадков, мм
Максимальная
глубина прома¬
чивания, мм
Интенсив¬
ность ДОЖ¬
ДЯ, мм/мин
Количество
осадков ,мм
Максимальная
глубина прома¬
чивания, мм
0,12
0,6
15
1,9
5,6
45
1,6
0,8
9
10,7
5,4
28
0,36—0,38
1
00
25—50
2,3
11,3
96
1,1
2,2
24
9,7-10,5
9,6—10,4
40-70
означают сужение амплитуды глубин промачивания, т. е выравнивание
поверхности смоченности с ростом интенсивности дождя
Сразу же после начала дождевания на поверхности песка формиру¬
ется тонкий смоченный слой практически одинаковой мощности. С увели¬
чением продолжительности дождевания глубина промачивания, оче¬
видно, не может не возрастать, однако следует заметить, что возрастание
идет в основном за счет увеличения максимальной глубины, но отнюдь
не путем возрастания минимальных глубин промачивания, которые
в условиях интенсивности 1,1—2,3 мм/мин не превышают 4 мм, в то
время как максимальные глубины доходят до 96—116 мм (табл. 2).
Таблица 2
Зависимость глубины промачивания от продолжительности
дождя для фракций 30—40 и 50—70 меш
Размер
фракции,
меш
Продолжи¬
тельность
дождя, мин
Интенсив¬
ность дождя,
мм/мин
Количество
осадков, мм
Глубина промачивания,
мм
минимальная
максимальная
30—40
0,5
2,0
1,0
1
16
1,0
2,1
2,1
3
29
1,5
2,3
3,4
4
116
50—70
0,5
1,6
0,8
1
9
1.0
1,6
1,6
2
10
2,0
1,1
2,2
3
24
3,0
1,9
5,6
4
45
5,0
2,3
11,3
4
96
Из этих данных следует, что с увеличением времени дождевания вид
поверхности смоченности не остается постоянным и дифференциация
глубин промачивания увеличивается.
Сопоставляя максимальные глубины промачивания для фракций
30—40 и 50—70 меш, можно заключить, что при близких интенсив¬
ностях с увеличением времени дождевания в крупной фракции песка
глубина промачивания возрастает быстрее, чем в мелкой. В связи с
этим интересно отметить, что при дождевании тяжелого покровного
суглинка (просеянного через сито с отверстиями 1 мм, воздушно-сухого)
с интенсивностью /=2,5 мм/мин в течение 1 мин глубина промачивания
колеблется совсем незначительно — от 16 до 19 мм, так что нижняя
39
поверхность смоченности имеет почти плоскую форму, параллельную
поверхности, на которую выпадает дождь.
С увеличением длительности дождевания при постоянной интенсив¬
ности наряду с увеличением разницы между наибольшей и наименьшей
глубиной промачивания наблюдается относительное упрощение поверх¬
ностей смачивания, проявляющееся в том, что со временем число языков
промачивания сокращается при одновременном увеличении размеров их
поперечного сечения. Это хорошо иллюстрируется рис. 1, где для изо¬
бражения рельефа весь интервал глубин промачивания от минимальных
Ншп до максимальных Лтах значений разбит на 4 равные части с сече-
/¿тах Лщ1п
ниями ДЛ = —тах тп—мм: с увеличением времени дождевания умень¬
шается число контуров и увеличиваются их размеры.
Рис. 1. Рельеф поверхности смачива-
нйя во фракциях песка 50—70 (а, б)
и 30—40 (в, г) меш, в зависимости от
времени дождевания £ (мин.)
Глубина промачивания (мм): 1 — от Лт1п До
Аш1п + ДА- 2 — 0Т Ат1п + ДА Д° Аш1п + 2ДА-
3 — 07 Йт1п + 2ДЛ до йт)п + ЗДй, 4 — от
А,п1п ■+■ ЗДА до Атах. й — объемный вес, г/см*\
I — интенсивность дождя, мм/мин. а — ё =
= 1,64, / = 1,6, I = 1, Лт1п = 2, ДА = 2;
б — й = 1,64, / = 2,3, t = 5, Ат1п = 4, ДА =
= 23; в — й= 1.66, / = 2,0, * = 0,5, Ат1п =
= 1, ДА = 4; г — 4= 1,66, 1 = 2,3, *=1,5,
лтт = 4’ ДА = 28;
Используя описанные выше наблюдения в качестве иллюстрации,
рассмотрим механизм формирования поверхности смоченности. Прежде
всего заметим, что в пределах дисперсного тела (например, песка,
заключенного в коробку) всегда можно выделить того или иного раз¬
мера и конфигурации участки, отличающиеся по сложению, а соответ¬
ственно и по размеру пор. При контакте с водой такие участки будут
развивать различные капиллярные силы, а при заполнении водой они
будут иметь неодинаковую проводимость.
В зависимости от дисперсности и плотности материала вариация
в капиллярных давлениях будет наблюдаться на фоне разных абсолют¬
ных величин давлений, причем с уменьшением размера пор увеличению
средних капиллярных давлений сопутствует снижение влагопроводности.
В условиях выровненной по площади интенсивности дождя на поверх¬
ности тела в первые моменты начинает образовываться слой увлажнен¬
ного материала одинаковой мощности, в пределах которого формиру¬
ется гидравлически связанное единое тело, размещенное в поровом про¬
странстве дисперсного тела. В условиях непрерывного поступления влаги
сверху объем водного тела постепенно увеличивается, что должно сопро¬
вождаться опусканием границы смачивания.
Пока фронт смачивания представляет собой практически плоскую
горизонтальную поверхность, гидравлические силы на границах смачи¬
вания одинаковы, чего нельзя сказать о капиллярных силах, если дис¬
40
персный материал имеет, как это обычно и бывает, хотя бы незначи¬
тельную вариацию в сложении. Различие в капиллярных силах может
оказаться причиной того, что увеличение размеров водного тела будет
идти не равномерно по всей поверхности смачивания, а локально в местах
с наиболее высокими капиллярными давлениями. В этом случае плоская
поверхность фронта станет искривляться, на ней появятся выступы,
языки промачивания. Это хорошо видно при кратковременном дожде¬
вании песка с интенсивностью около 1—2 мм!мин, когда мощность
смоченного слоя не превышает нескольких миллиметров. В этом случае
поверхность смачивания в среднем еще представляет собой практически
плоскую поверхность, однако на ней отчетливо выражены многочислен¬
ные выступы преимущественно округлой формы диаметром в несколько
миллиметров и высотой 1—2 мм.
Если зарождение языков можно считать результатом неодинаковости
капиллярных давлений на поверхности фронта смачивания, то последую¬
щий их рост осуществляется под влиянием различий не только капил¬
лярных сил, но и гидростатических, оказывающихся пропорциональными
разности в глубинах промачивания [2].
При пространственной однородности интенсивности дождя языко-
ватость фронта смачивания может наблюдаться только при условии
наличия горизонтального перераспределения воды, зависящего от ряда
факторов.
Прежде всего горизонтальное перераспределение воды будет тем
значительней, чем больше различаются давления в отдельных точках
поверхности фронта смачивания. Однако не только разница давлений
определяет масштабы горизонтального переноса влаги, но и проводи¬
мость материала с учетом того, что на верхнюю поверхность дисперсного*
материала непрерывно поступает вода, которая впитывается и тем
самым увеличивает размеры водного тела. Если проводимость мате¬
риала велика, то даже под влиянием малых градиентов давления вся
влага, поступающая в виде дождя и за счет возможного притока с
соседних участков, будет успевать оттекать в сторону участков с боль¬
шим давлением. Именно такой случай мы наблюдали при дождевании
фракций песка с интенсивностью, не превышающей 2,3 мм/мин. В ряде
мест из тонкого (мощностью всего в несколько миллиметров) слоя вся
вода, выпадающая в виде осадков, отсасывалась в область растущих
языков промачивания, в результате чего мощность промоченного слоя
здесь со временем практически не менялась. Если для данной системы
интенсивность дождя увеличивается, то рано или поздно наступает
момент, когда существующие градиенты давлений и проводимость уже
не могут обеспечить отток всей воды, выпавшей на некоторый участок
поверхности, в результате чего часть воды пойдет вниз и приведет
к опусканию нижней границы смоченности. Увеличение мощности
смоченного слоя имеет своим следствием увеличение его водопропускной
способности, а значит и объема горизонтально передвигающейся влаги.
Подобный случай мы наблюдали при дождевании фракций песка с
интенсивностью в пределах 9,6—10,7 мм/мин.
Когда проводимость системы сравнительно со скоростью притока
дождевой воды невелика, горизонтальное перераспределение влаги ока¬
зывается незначительным. Этому способствует то обстоятельство, что
по мере продвижения фронта смачивания участки с повышенным капил¬
лярным давлением меняют свое пространственное положение, а в связи
с этим меняется и направление градиентов, обусловливающих горизон¬
тальное перераспределение влаги. Примером подобного случая служит
упомянутый ранее опыт с дождеванием тяжелого суглинка.
Характер изменения формы поверхности смачивания во времени во
многом зависит от размеров участков, отличающихся по сложению,
а соответственно по развиваемым ими капиллярным давлениям.
41
Вода, всасываясь в тонкопористый участок, постепенно заполняет
его, в результате чего капиллярное давление на данном участке фронта
смачивания уменьшается. Опускание фронта смачивания, возникающее
в данном месте, увеличивает гидростатическое давление. Если размеры
участков разного сложения невелики, а варьирование капиллярных
давлений, развиваемых разными участками, достаточно значительно, то
суммарное давление на нижнем конце образовавшегося языка промачи-
вания может оказаться не самым большим на фронте смачивания,
и тогда рост языка может прекратиться.
Если размер участков достаточно велик, то варьирование гидростати¬
ческих давлений, возникающее в связи с опусканием фронта смачивания
по тонкопористым участкам, может превысить варьирование капилляр¬
ных давлений, и тогда возникающие в местах с более высокими капил¬
лярными давлениями языки промачивания в дальнейшем начинают
расти преимущественно под действием гидростатических сил.
Видимо, немалую роль в возникновении языковатости поверхности
смачивания играет средняя величина того капиллярного давления, раз¬
виваемого материалом, на фоне которого проявляется вариация и
капиллярных и гидростатических давлений. В тонкопористых мате¬
риалах, развивающих сравнительно большие капиллярные давления,
роль гидростатических сил в передвижении воды оказывается неболь¬
шой [1], в силу чего языковатость фронта смачивания проявляется
в таких материалах в меньшей степени, чем в крупнопористых, обладаю¬
щих к тому же гораздо большей проводимостью.
Рассмотренная схема формирования и динамики фронта смачивания
хорошо объясняет приведенные выше результаты экспериментов с
дождеванием. Однако желательно иметь прямые экспериментальные
подтверждения того, что вода впитывается прежде всего в тонкопори¬
стые участки, а также количественную оценку тех сил, которые вызы¬
вают появление языковатости.
Известно, что при отсасывании воды из насыщенной пористой
системы освобождение пор идет от наиболее крупных к мелким. При
обратном процессе последовательность заполнения пор водой будет
обратной [3], если увлажнение осуществляется не слишком быстро.
Именно подобный процесс наблюдался в наших опытах с дождеванием,
интенсивность которого была гораздо меньше той критической интен¬
сивности, когда вода перестает успевать впитываться.
Чтобы экспериментально подтвердить правильность высказанного
положения, были поставлены специальные опыты с дождеванием раз¬
личных фракций песка. Воспользовавшись тем фактом, что с увеличе¬
нием крупности песка размеры пор растут, в коробке создавалась
система, состоящая из фоновой фракции песка, содержащей вертикаль¬
ный столбик из другой фракции. Для этого в коробку устанавливалась
трубка диаметром 15—25 мм, склеенная из кальки, в которую насыпа¬
лась одна из фракций, затем в коробку засыпалась другая фракция,
образующая фон. После аккуратного извлечения трубки коробка
встряхивалась для уплотнения песка, и излишки песка снимались
ножом.
Во всех опытах с фракциями песка от 20—30 до >70 мет были
получены совершенно однотипные результаты.
Если «вставка» была сделана из более крупной фракции, то глубина
промачивания во вставке всегда измерялась несколькими миллиметрами
и со временем не увеличивалась, хотя на фоне глубина промачивания
могла местами измеряться десятками миллиметров. В условиях, когда
фон был представлен более крупной фракцией по сравнению со «встав¬
кой», картина впитывания наблюдалась в общем обратная. Как видно
из табл. 3, в опытах со вставкой диаметром 15 и 25 мм глубина про¬
мачивания более тонкопористой вставки в среднем по 4—5 опытам
42
Таблица 3
Распределение площадей (% от площади зоны) с разной глубиной промачивания
в пределах кольцевых зон вокруг вставки (фон—фракция 50—70 меш,
вставка—фракция>70 меш, время дождевания 5 мин; опыт I—диаметр
вставки 15 мм, средний удельный вес скелета 1,66—1,67, интенсивность
дождя 0,30—0,40 мм/мин, повторность—4; опыт II—диаметр вставки 25 мм,
средний удельный вес скелета 1,65—1,67, интенсивность дождя
0,36—0,56 мм/мин, повторность — 5)
Расстояния кольцевых зон от центра вставки, мм
Глубина промачи-
опыт I
опыт II
вания
0-8
(встав¬
ка)
8—20
20-30
30—40
40—50
0-13
(встав¬
ка)
13-20
20-30
30-40
40—50
0—5
24.1
20,5
15,2
20,1
68,8
33,4
19,4
30,8
5—10
—
71,2
62,8
57,9
53,8
—
31,0
45,9
41,0
35,9
10—15
2,8
7,4
15,8
12,7
—
—
14,1
29,7
19,5
15—20
1,8
9,2
6,7
5,6
—
0,3
4,2
4,6
6,4
20—25
2,6
3,7
—
—
2,2
3,2
5,0
25-30
0,9
1,8
—
—
0.1
1,8
1,1
30—35
—
1,2
2,3
—
—
—
0,4
1,4
Средняя глубина
промачивания по
8,9
зонам, мм
Глубина промачива-
ния по зонам, %
от средней для
99
6,6
7,8
9,0
9,2
67
4,1
7,3
9,4
73
всех зон
908
61
72
83
84
549
34
60
77
составляла 99 и 67 мм, в то время как в фоновой фракции песка она
достигала максимум 35 мм. Из той же таблицы следует, что с удалением
от вставки как максимальные, так и средние глубины промачивания
увеличивались. Средняя глубина промачивания в пределах круга с ради¬
усом 50 мм в опыте I (вставка диаметром 15 мм) составляла 10,9 мм,
в опыте II (вставка диаметром 25 мм) —12,2 мм. Оценивая глубину
промачивания в пределах отдельных зон в процентах от этих средних,
обнаруживаем (табл. 3), что в условиях проведенных опытов отсасываю¬
щее действие вставки проявлялось вплоть до зоны 40—50 мм, т. е. при
удалении от вставки более чем на 30 мм. Даже пренебрегая различиями
е водоудерживающей4 способности исследовавшихся фракций, из при¬
веденных данных следует, что количество оттекающей воды из окружаю¬
щих вставку зон возрастало с увеличением размеров вставки: при
вставке диаметром 15 мм из отдельных зон отсасывалось вставкой
39—16% осадков, а при диаметре вставки 25 мм — даже до 66—23%.
Если вставка была сделана из той же фракции, что и фон, то ника¬
ких различий в глубине промачивания установить не удавалось, хотя
граница вставки и выявлялась по меньшей глубине промачивания, связан¬
ной с разрыхлением песка при извлечении трубки. Аналогичная картина
наблюдается при удалении пяти стеклянных палочек диаметром 8 мм,
заложенных нормально к поверхности в процессе заполнения коробки
песком: в местах, где были палочки, сложение оказывалось настолько
более рыхлым, что по этим .местам влага впитывалась очень плохо даже
при интенсивности дождя, превышающей 10 мм/мин (рис. 2, а).
Для количественной оценки тех сил, которые приводят к образова¬
нию языковатости поверхности смачивания, было проведено две серии
опытов. В первой серии перед дождеванием в пяти точках на поверх¬
ность песка подавали по нескольку капель воды (вес 1 капли—0,05 г),
что приводило к образованию линзообразных смоченных участков той
или иной толщины.
Изучение рельефа смачивания после дождевания песка, имеющего
подобные линзы увлажнения, показало, что если толщина линзы была
43
не менее 7 мм (4 капли воды) для фракций 20—30 мет и не менее 8 мм:
(7 капель воды) для фракции 50—70 меш, то языки промачивания ока¬
зывались надежно приуроченными к этим линзам (рис. 2, б, в). Если
толщина линз была меньше указанных значений, то надежного соответ¬
ствия не наблюдалось. В качестве иллюстрации характера поверхности
смоченности в подобном случае может служить опыт с дождеванием
песчаной фракции 50—70 меш, когда на поверхность песка было подано
по 5 капель воды, образовавших линзы по 7 мм (рис. 2, г).
Во второй серии опытов на выровненной поверхности песка создава¬
лись углубления путем отсоса песка с помощью трубки, подсоединенной.
Рис. 2. Рельеф поверхности смачивания при дождевании песка
после изъятия пяти стеклянных палочек (а), при наличии линз
увлажнения (б, в, г) и углублений (д, е). Местоположение
линз и углублений отмечено точками. Условия обозначения те
же, что и на рис. 1
а. в, г, е — фракция 50—70 меш, б, б — фракция 30—40 меш, а — й= 1,63,
/ = 10,1, / = 1, Нт{п = 10, ДА = 10; б—¿=1,66. / = 2,2, *=1, Ат^ =
= 2, ДА = 9, увлажнение в пяти точках по 4 капли; « — ¿=1,66, I — 2,6,
/ = 3, Ат1п =6, ДА = 19, увлажнение в пяти точках по 7 капель: г — ¿ =
— 1,64, / = 2,1, / = 3, Ат|п = 4, ДА = 17, увлажнение в пяти точках по 5
капель; д — ¿ = 1,65, / = 2,1, / = 1, Лт|п = 3, ДА = 9, пять углублений
по 5 мм; е — ¿ = 1,60, / = 1,8, / = 3, Лт1п = 5, ДА = 10, пять углублений
по 8 мм
к пылесосу. Дождевание подготовленной таким путем поверхности"
выявило надежную приуроченность языков промачивания к углубле¬
ниям, если их глубина была не меньше 5 мм для фракции 30—40 меш и
8 мм для фракции 50—70 меш (рис. 2, б, е).
В описанных сериях опытов в начальные моменты дождевания искус¬
ственно создавались условия, когда гидростатическое давление на
поверхности смачивания было неодинаково, причем величина различий
в этих давлениях была точно известна. Пока разница в гидростатиче¬
ских давлениях была невелика и соизмерима с различиями в капилляр¬
ных давлениях, а линейные размеры неоднородных в капиллярном отно¬
шении участков превышали толщину увлажненных линз и глубину
отрицательных элементов рельефа, наличие линз и углублений не пред¬
определяло местоположения языков промачивания. Когда углубления и
линзы увлажнения приобретали размеры, превышающие линейные раз¬
меры различающихся по сложению участков в толще песка (в част¬
ности, участков наиболее тонкопористых), а различия в гидростатиче¬
ском давлении превышали имеющиеся различия в капиллярном дав-
44
.лении, то в местах расположения линз и углублений создавались устой¬
чивые условия для формирования языков промачивания.
Учитывая, что надежная приуроченность языков промачивания
к линзам увлажнения и углублениям наблюдалась в тех случаях, когда
в соответствующих точках гидростатическое давление было как мини¬
мум на 5—7 мм для фракций 20—30 мет и на 8 мм водного столба для
фракций 50—70 меш выше сравнительно с давлением на остальной
поверхности увлажнения, можно считать, что различия в сложении соот¬
ветствующих фракций песка могут быть оценены колебаниями величины
капиллярного давления в пределах до 5—7 и 8 мм водного столба. Эти
же числа, видимо, можно принять для оценки линейных размеров
(по вертикали) участков со сравнительно однородным, наиболее плот¬
ным сложением.
Выводы
1. При поступлении дождя на плоскую горизонтальную поверхность
воздушно-сухого песка формирующийся фронт смачивания имеет, как
правило, искривленную поверхность из-за наличия языков промачивания
различной длины.
2. Первопричиной возникновения языковатости поверхности смачива¬
ния является неодинаковость сложения дисперсного материала и, как
следствие этого, вариация в капиллярных давлениях, развиваемых
отдельными участками дисперсного материала на формирующемся
фронте смачивания. В условиях максимально однородного сложения,
полученного в опытах, различия в капиллярных давлениях для фракций
песка 30—40 и 50—70 меш не превышают соответственно 5—7 и 8 мм
водного столба.
3. Рост языков промачивания и возникающее в связи с этим услож¬
нение формы поверхности смачивания определяется, с одной стороны,
различиями в суммарном капиллярном и гидростатическом давлении на
поверхности смачивания, что в свою очередь зависит от линейных раз¬
меров участков, развивающих относительно наибольшие капиллярные
давления, а с другой стороны, проводимостью материала и интенсив¬
ностью осадков, определяющих ту долю поступающей на поверхность
системы воды, которая может успеть переместиться в горизонтальной
плоскости под влиянием градиентов давлений. Во фракциях песка
крупностью от 20—30 до >70 меш при дождевании с интенсивностью
до 11 мм/мин впитывание влаги идет предпочтительно по более тонко¬
пористым участкам.
4. При постоянном количестве осадков увеличение интенсивности
дождя приводит к увеличению минимальных и уменьшению максималь¬
ных глубин промачивания.
5. С ростом продолжительности дождевания дифференциация глу¬
бины промачивания увеличивается за счет возрастания максимальных
глубин промачивания. Увеличение минимальных глубин промачивания
с возрастанием продолжительности дождевания тем больше, чем выше
интенсивность дождя.
6. При близких интенсивностях дождевания дифференциация глу¬
бины промачивания возрастает с уменьшением дисперсности материала.
7. С ростом продолжительности дождевания число языков промачи¬
вания сокращается при одновременном увеличении их поперечного
сечения.
В заключение отметим, что дождевание с последующим выявлением
рельефа смоченности может оказаться простым и весьма чувствитель¬
ным способом оценки неоднородности капиллярных свойств дисперсных
систем (например, при оценке различных способов уплотнения измель¬
ченных почв и грунтов при постановке лабораторных опытов).
45
Литература
1. Коссович П. С. Водные свойства почвы. Ж. опытн. агрон., т. 5, кн. 3, 1904.
2. Роде А. А. Основы учения о почвенной влаге, т. 1. Л., Гидрометеоиздат, 1965.
3. Чайлдс Э. Физические основы гидрологии почв. Л., Гидрометеоиздат, 1973.
Ф-т почвоведения Дата поступления
МГУ 20.111.1975 г..
E. A. DMITRIEV
CERTAIN PECULIARITIES IN THE FORMATION OF MOISTENING
SURFACES DURING SPRINKLING
In sands with particle size from 20—30 to less than 70 mesh the imbibition of moisture
mainly occurs through thin pores, when sprinkling has an intensity up to 11 mm/rnin,
The formation of tongues along the moistening front is connected with the variation of
capillary pressure on the moistening surface. The amplitude of the depth of moistening
grows with the increase of heterogeneity in the constitution of the material, the decrease
of its particle size the lowering of rain intensity and the increase of the time of sprinkling..
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
УДК 631.434
П. У. БАХТИН, В. И. ВОЛОЦКАЯ
КАРТОГРАММА УДЕЛЬНЫХ СОПРОТИВЛЕНИИ ПОЧВ
МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Рассматриваются результаты исследований по разработке методики со¬
ставления картограмм удельного сопротивления почв при пахоте на при¬
мере Московской обл, для которой составлена подобная картограмма по
данным динамометрирования, полученным за последние 20—25 лет Пред¬
ложен наряду с использованием прямого метода динамометрирования рас¬
четный (косвенный) метод определения удельного сопротивления по физи¬
ко-механическим свойствам почв
Составление областных картограмм удельного сопротивления почв
при пахоте имеет большое практическое значение. Оно требует много¬
летних исследований и больших затрат как средств, так и труда высоко¬
квалифицированных специалистов и рабочих, а также проведения специ¬
альных динамометрических работ.
Такие исследования обычно сопровождаются сопутствующими иссле¬
дованиями физических и физико-механических свойств почв.
Чтобы не вести подобных исследований в каждом хозяйстве, иссле¬
дования удельных сопротивлений почв при пахоте для Московской обл.
проводилось Почвенным институтом им. В. В. Докучаева методом так
называемых ключей на основных почвенных типах, подтипах и разно¬
видностях почв по механическому составу.
Показатели удельного сопротивления типа почв, полученные в дан¬
ном административном районе (или хозяйстве) распространялись на
однотипные почвы других районов без проведения в них динамометри¬
ческих исследований.
На конкретном материале, полученном нами в период с 1948 по
1959 г., а также по данным исследований других авторов и организаций
впервые составлена схематическая картограмма удельных сопротив¬
лений почв Московской обл. Для этого использована среднемасштабная
почвенная карта Московской обл., составленная Почвенным институтом
им. В. В. Докучаева (1974). Нами были проведены исследования в сле¬
дующих районах Московской обл.: Ленинском (Красная Пахра),
Дмитровском, Красно-Полянском (ныне Дмитровском), Серебряно-
Прудском, Бронницком, Солнечногорском и в пограничных районах
Тульской обл., где распространены аналогичные почвы.
При этом были использованы для составления картограммы данные
для 500 точек динамометрирования на территории Московской обл.
(в 40 районах было получено и обработано несколько тысяч динамо¬
грамм).
Почвенный покров Московской обл. характеризуется очень большой
пестротой механического состава, который в пахотном слое почв варь¬
ирует в очень широком диапазоне и генетического разнообразия почв.
В пределах области распространены дерново-подзолистые почвы раз¬
ной степени оподзоленности и окультуренности, темно-серые, серые и
светло-серые почвы, оподзоленные черноземы и их луговые аналоги,
лугово-болотные и торфяно-болотные и другие почвы.
47
Исследования нами проведены в основном на зональных почвах. При
этом определяли физические и физико-механические свойства почв:
пластичность, липкость в системе почва — сталь, сопротивляемость раз¬
личным деформациям, сцепление, а также коэффициенты трения для
системы почва — сталь, крошение почвы плугом при разной влажности
и т. д. Эти данные опубликованы нами ранее и в настоящей статье не
рассматриваются.
В связи с тем что определение удельных сопротивлений разных почв
проводили в различных условиях (плуги разных марок, различные
количество и тип корпусов плугов, разная влажность, изменяющаяся
глубина вспашки и т. п.), то для получения однотипных показаний
удельного сопротивления были использованы поправочные коэффи¬
циенты, определенные Прониным [8].
Для учета влияния механического состава и типовых особенностей
почвы использовали классификацию почв СССР Пронина [9] по коэф¬
фициенту удельного сопротивления в зависимости от механического
состава и почвенную карту Московской обл., составленную Почвенным
институтом им. В. В. Докучаева. Был взят стандартный агрофон —
стерня зерновых.
Для расчета коэффициента удельного сопротивления почв из
общего сопротивления плуга (Р) вычитали вредное сопротивление плуга
(¡в) и остаток сопротивления (полезное сопротивление плуга) делили
на площадь поперечного сечения поднимаемого пласта почвы
Вредное сопротивление плуга подсчитывали в зависимости от марки
плуга и количества используемых корпусов при динамометрировании
прицепных плугов — вес плуга умножали на коэффициент протаскива¬
ния. Коэффициент протаскивания определяли путем динамометрирова-
ния плуга в очищенной борозде.
Сравнение величин коэффициента удельного сопротивления почв раз¬
ного механического состава позволило Пронину [8] установить прямую
зависимость первых от содержания глинистых частиц в почве, что ранее
другими исследователями (когда к сечению пласта почвы относилось все
сопротивление плуга) (мертвое и полезное) не всегда наблюдалось.
В связи с тем что при изменении влажности почвы коэффициент
удельного сопротивления почвы заметно увеличивается в обе стороны от
оптимума, была разработана поправка, учитывающая влияние измене¬
ния влажности на коэффициент удельного сопротивления почвы.
Согласно Пронину [8], поправки на удельное сопротивление при
изменении влажности почвы на 2% в различных диапазонах увлажне¬
ния почвы имеют разные абсолютные величины (табл. 1).
Несколько отличающиеся по величине поправки предлагают Барам,
Нанкин и сотр. [1]. Они приводят примерную поправку по влажности на
пахоте для всех почв, кроме песчаных и супесчаных, равную 0,012 кг/см2
на 1% влажности.
Кик было сказано выше, глубина обработки почв также отражалась
на результатах испытаний. С увеличением глубины пахоты удельное
сопротивление увеличивалось.
В своих расчетах мы пользовались поправочными коэффициентами
(по Пронину [8]), которые приведены ниже:
Для вычисления коэффициентов удельного сопротивления (полезное
удельное сопротивление) требовалось найти среднее значение величин
¡0 (вредное сопротивление) для плугов разных марок. Данные 160 опре-
Г
кг/см2
Глубина пахотного слоя, см 15—18 18—22 23—27 28—32
Коэффициент (поправочный) 0,88 1,00 1,06 1,23
48
Таблица 1
Таблица поправок удельного сопротивления, возникающего за счет изменения
влажности почв (№), по Пронину [8]
Почвы
Дерново-подзолис¬
тые
Черноземы
Дерново-подзолис¬
тые)
Черноземы
Дерново-подзолис¬
тые
Серые лесные
Черноземы
Дерново-подзолис¬
тые
Черноземы
иг<
оптимальной на
личину, %
во-
№ > оптимальной на величину.
%
9—12
7—9
4-6
1—3
1—3 |
| 4-6
7-9
10-12
13—15
16-18
Л
е гк о с
у г л и
нист
ые
Нет
0,030
0,013
0,003
0,010
0,020
0,027
0,040
0,043
Нет
в
0,027
0,017
0,010
0,007
0,010
0,027
0,027
0,030
»
Ср
е д н е
с'у г л:
И НИ С1
• ые
0,040
0,033
0,023
0,013
0,013
0,030
0,037
0,047
Нет
0,063
Нет
0,053
0,040
0,020
0,010
0,023
0,043
0,060
»
0,053
тх
же'ло
с’углинист
ы е
Нет
0,037
0,033
0,017
0,017
0,023
0,040
Нет
| 0,050
в
Нет
0,013
0,010
0,020
0,027
0,047
Нет
0,067
0,013
0,010
0,020
0,027
0,037
»
Г л ]
инист
ы е
Нет
0,050
0,043
0,017
0,017
0,030
0,0331
0,040
0,043
Нет
»
Нет
0,010
0,003
0,003
0,027
Нет
Таблица 2
Вредное сопротивление плугов
Марка
плуга
Количество
корпусов
Вес плуга,
кг
Среднесуглинис-
тая
Тяжелосуглинис¬
тая
Глинистая
f
¡в
/
/<?
Г
№
П5-35М
5
1200
0,296
355
0,303
363
0,303
396
4
1080
0,305
329
0,305
329
0,305
329
П5-35
5
1100
0,303
333
0,303
333
0,310
341
4
1000
0,303
303
0,303
303
““
делений, проведенные в учхозе ТСХА «Дубки», позволили подсчитать
вредное сопротивление плугов (табл. 2).
Как видно из табл. 2, коэффициент протаскивания для почв различ¬
ного механического состава практически один и тот же (порядка
0,303—0,310).
По известным величинам тягового усилия плуга Р (кг), вредного
сопротивления, поперечного сечения пласта и ряда поправочных коэф¬
фициентов, мы находили коэффициенты удельного сопротивления
(табл. 3).
Исследования удельных сопротивлений с охватом основных типов
почв разного механического состава были приведены в достаточном
числе хозяйств, чтобы применить метод «ключей» и выделить контуры
почв с одинаковым удельным сопротивлением. В связи с тем что на поч¬
венной карте Московской обл. изображены контуры и других (не зональ¬
ных) почв, не исследованных нами, при картировании нами эти контуры
были объединены с контурами исследованных почв.
Таким же образом были объединены и участки, занятые лесами,
водоемами, оврагами, которые не выделены и на почвенной карте Мос¬
ковской обл. Поэтому картограмма, как и все специализированные
карты, носит схематический характер.
4 Почвоведение, № 10
49
Таблица 3
Осредненные коэффициенты удельного сопротивления (К1) почв *
Механический состав
Число
опытов
±<т
±т
Р. %
V. %
Дерново
-подзолистые
почвы
Жнивье
Л егкосу г л ин и стый
20
0,36
0,06
0,02
5,0
14,7
0,32
0,02
0,007
1,2
6,1
Среднесуглинистый
60
0,41
0,09
0,02
4,8
21,2
0,42
0,04
0,01
2,1
8,6
Т яжелосуглинистый
33
0,63
0,07
0,01
1,9
10,8
0,65
0,06
0,01
1,8
9,4
Глинистый
40
0,69
0,07
0,01
2,0
9,8
Пласт многолетних трав
Легкосуглинистый
10
0,45
0,05
0,02
3,8
10,4
Среднесуглинистый
60
0,50
0,05
0,02
3,0
14,0
Т яжелосуглинистый
18
0,67
0,11
0,04
6,0
17,0
Светло-'
серые лесные
почвы
Жнивье
»
| 27
| 0,37
1 0,04
1 0,01
1 3,5
I И,4
Пласт трав
1
| 27
| 0,50
I 0,03
| 0,008
I 1,5
1 4,6
Л у г о в о
-черноземные
почвы
Жнивье
»
| 20
I 0,54
| 0,05
| 0,016
1 2,9
1 9,6
Пласт многолетних трав
»
| 20
I 0,67
| 0,09
| 0,03
1 4,8
| 14,2
Чернозем оподзоленный
Жнивье (яровая стерня)
20 | 0,68 | 0,05 | 0,02 | 3,4 | 7,5
Пласт многолетних трав
20 | 0,84 | 0,06 | 0,02 | 2,5 | 7,7
* Рассчитаны при оптимальной влажности, принятой глубине вспгшки и скорости движения плуга.
Отмеченные особенности осложняют графические расчеты площадей
почв с тем или иным удельным сопротивлением. При этом необходимо
подчеркнуть, что на картограмме представлены минимальные показа¬
тели коэффициента удельного сопротивления почв, полученные при
оптимальной их влажности. Максимальные показатели коэффициента
удельного сопротивления, которые могут наблюдаться при пахоте сухих
почв, рассчитываются по табл. 1.
По характеру удельного сопротивления почв территорию Москов¬
ской обл. мы разделили на 6 почвенных районов.
Каждому почвенному району соответствует группа почв, характери¬
зующаяся определенным коэффициентом удельного сопротивления.
Так, например, районы заболоченных почв Верхне-Волжской и
Мещерской низменностей мы относим к 1-й группе почв, имеющей коэф¬
фициент удельного сопротивления от 0,25 до 0,35 кг/см2. Это дерново-
подзолистые почвы песчаного, супесчаного и легкосуглинистого механи¬
ческого состава.
Дерново-подзолистые среднесуглинистые почвы с коэффициентом
удельного сопротивления 0,35—0,45 кг/см2 и тяжелосуглинистые и
глинистые с Ки равным 0,50—0,65 кг/см2, соответственно отнесены ко
2-й и 3-й группам почв.
50
Светло-серые и серые лесные почвы оподзоленные, тяжелосуглини¬
стые и глинистые составляют 4-ю группу почв с коэффициентом удель¬
ного сопротивления 0,45—0,55 ка!смг.
Темно-серые лесные почвы тяжелого механического состава отне¬
сены к 5-й группе почв с коэффициентам удельного сопротивления
0,45—0,60 кг!см1.
И, наконец, черноземные почвы (оподзоленные черноземы) Север¬
ного склона Средне-Русской возвышенности с коэффициентом удельного
сопротивления 0,55—0,70 кг/см2 образуют 6-ю группу почв.
Рассмотренные данные позволили впервые составить схематическую
картограмму удельных сопротивлений почв Московской обл. с учетом их
типа и механического состава пахотного слоя.
Картограммы коэффициентов удельного сопротивления имеют боль¬
шое значение при планировании распределения машин, горючего и дру¬
гих материалов по отдельным областям, районам, крупным хозяйствам
с учетом свойств почв [8—10].
Однако следует иметь в виду, что использовать картограммы, как и
средние показатели удельного сопротивления почв для непосредствен¬
ного и оперативного расчета норм выработки и затрат горючего
машинно-тракторных агрегатов (МТА) на полевых работах, нецелесо¬
образно.
Поэтому наиболее правильным расчетом в данном случае будет при¬
менение удельного сопротивления почвы в данном конкретном районе
определенного перед началом вспашки путем динамометрирования плуга
или другого орудия или расчетным (косвенным) путем.
Выводы
1. Впервые составлена картограмма удельных сопротивлений почв
Московской обл. по материалам 25-летних наблюдений авторов и других
исследователей. При этом использован метод «ключей» и почвенная
карта области, составленная сотрудниками Почвенного института им.
В. В. Докучаева. Почвенная карта с показаниями механического
состава отдельных контуров почвы должна быть обязательным условием
при составлении картограмм удельного сопротивления почв. При рас¬
четах использованы данные о механическом составе пахотного слоя.
2. Для составления картограммы применена усовершенствованная
нами методика А. Ф. Пронина, по которой используется не общее удель¬
ное сопротивление почвы (мертвое+полезное), а только полезное. При
этом последнее приведено к оптимуму увлажнения, стандартному агро¬
фону (стерня), глубине вспашки на 20 см.
Литература
1. Барам X. Г., Нанкин Т. А., Доля П. Л. Методика разработки нормальных материа¬
лов на механизированные полевые работы. ОНТИ, ГОСНИТИ, М., 1970.
2. Бахтин П. У. Динамика физико-механических свойств почв при их обработке. Тр.
Почв, ин-та им. В. В. Докучаева, т. 45, 1954.
3. Бахтин П. У. Исследование физико-механических и технологических свойств основ¬
ных типов почв СССР. «Колос», 1969.
4. Бугаенко И. И. Определение тягового сопротивления плуга упрощенным способом
в зависимости от физико-механических свойств почв. Тр. Харьковск. СХИ им.
В. В. Докучаева, т. 14, Харьков, 1968.
5. Вадковская О. А. Почвенный покров Московской области. В кн.: Материалы но
физической географии СССР. Тр. Ин-та географии, т. 71, 1957.
6. Качинский Н. А. Определение сопротивления почвы при пахоте по сопротивлению
почвы расклиниванию. Почвоведение, 1939, № 9.
7. Оганесян А. П. Методика составления картограмм удельного сопротивления почв.
Земледелие, № 10, 1962.
8. Пронин А. Ф. Удельное сопротивление почв и научные основы, определяющие струк¬
туру парка почвообрабатывающих машин. Автореф. дис. М., 1967.
4*
51
9. Пронин А. Ф. Удельное сопротивление основных типов почв Советского Союза,
Докл. ТСХА, вып. 73, 1962.
10. Пронин А. Ф. К вопросу о методике районирования сельскохозяйственной техники.
Изв. ТСХА,.№ 3 (40), 1961.
И. Сб, Почвенного института им. В. В. Докучаева: Почвы Московской области. «Мос¬
ковский рабочий», 1974.
Почвенный институт Дата поступления
им. В. В. Докучаева 13.XI.1975 г.
P. U, BAKHTIN, V. I. VOLOTZKAYA
A CARTOGRAM OF SPECIFIC RESISTANCES OF MOSCOW
REGION SOILS
The paper deals with the problem of using the cartograms of soil specific resistance
in field operations.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
химия почв
УДК 631.417.2
Е. В. ФРИДЛАНД
ЛИПИДНАЯ (СПИРТОБЕНЗОЛЬНАЯ) ФРАКЦИЯ
ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПОЧВ
Рассмотрены данные о содержании в гор. к\ различных почв липидной
фракции органического вещества почвы, извлекаемой из почвы спиртобен-
золом (1 : 1). Максимум абсолютного содержания липидов (вес липидов в
процентах к весу почвы) соответствует почвам, богатым гумусом, мини¬
мум — бедным. Максимум относительного содержания липидов (С липидов
в процентах к С0бщ) соответствует почвам с пониженной биологической ак¬
тивностью, кислым и переувлажненным почвам, минимум — нейтральным
почвам с высокой биологической активностью. Почвенные липиды состоят из
тех же компонентов, что и липиды растений и микроорганизмов. Есть ос¬
нования считать, что вещества растительного происхождения преобладают
в их составе.
Проблема органического вещества почвы относится к числу наиболее
важных в современном почвоведении. Вопросам состава и свойств орга¬
нического вещества почв посвящено много оригинальных статей, а также
ряд обобщающих монографий [10, 26, 37, 54]. Основное внимание в них
уделяется специфическим гумусовым веществам почвы, другие компо¬
ненты органического вещества исследованы меньше. Особенно мало4
изученными являются вещества, извлекаемые из почвы органическими
растворителями неполярного или малополярного характера. В почво¬
ведении они известны как воскосмолы, битумы или просто органические
вещества, извлекаемые спиртобензольной смесью. По условиям выде¬
ления из почвы, а также по многим свойствам эта фракция совпадает
с веществами, определяемыми в биохимии как липиды. В целях унифи¬
кации терминологии вещества, извлекаемые спиртобензольной смесью,
по нашему мнению, целесообразно называть липидами. Ниже мы поль¬
зуемся этим термином, учитывая, что в эту фракцию могут частично
входить некоторые специфические гумусовые вещества, например гима-
томелановые кислоты, а также некоторые смолообразные вещества и
свободные аминокислоты.
Липидную фракцию исследовали Шрайнер и Шори [Schreiner,
Shorey, 76—80], обрабатывая почву различными органическими рас¬
творителями, они выделили из нее некоторые жиры, воск, смолы и
подобные вещества. Наличие липидов в почве было отмечено также
Ваксманом [10].
Тюрин в схеме анализа группового состава органического вещества
почв предусмотрел выделение почвенных липидов—«воскосмол» в от¬
дельную фракцию, извлекаемую из почвы перед декальцированием [57].
Позднее Пономаревой [42] была предложена схема анализа группового
состава органического вещества минеральных почв без выделения поч-
53
венных липидов. Из последних работ следует отметить подробный обзор
Стивенсона [Stevenson, 81]. В нем автор приводит обширный список
индивидуальных соединений, обнаруженных в составе липидов различ¬
ных почв, и отмечает, что самое высокое содержание почвенных липидов
соответствует подзолистым почвам и верховым торфам, а самое низкое —
низинным торфам и почвам сухих степей. Большое внимание уделяет
автор роли липидов в почве, считая их компонентом, снижающим плодо¬
родие. В заключение Стивенсон подчеркивает явно недостаточное коли¬
чество опубликованных материалов по этой группе компонентов органи¬
ческого вещества почвы.
Отдельные работы посвящены специфическим группам веществ,
входящих в состав почвенных липидов. Это работы Горхэма и Сангера
[Gorham, Sanger, 69—71], посвященные содержанию в почве хлорофилла
и его производных, извлекающихся из почвы в составе липидов, а также
ряд работ по фосфолипидам [67, 68, 72, 73]. Некоторые сведения по
химии почвенных липидов можно найти в работах отечественных [32]
и зарубежных [65, 66] авторов, посвященных геохимии органического
вещества, а также в публикациях по составу торфов [61]. В ряде работ
исследованы липиды океанических [74] и внутренних вод [44]. Все эти
работы посвящены в основном исследованиям состава липидов разно¬
образными методами (газожидкостная и тонкослойная хроматография,
масс-спектрометрий и т. д.), а также круговороту отдельных компо¬
нентов липидной фракции, например порфиринов. Связь липидов почвы
с другими фракциями почвенного органического вещества, с условиями
почвообразования и с почвенными процессами в этих работах почти не
затрагивалась.
В настоящей статье сделана попытка свести литературные данные о
содержании липидов в почвах и выявить географические закономерности
их распределения.
К настоящему времени в советской почвенной литературе накоплен
значительный материал по содержанию липидов в различных почвах
[1, 4—9, 11—15, 18—25, 27—31, 33—36, 38—41, 43, 45—53, 55, 56,
58—60, 61—64]. Эти данные приводятся в результатах группового ана¬
лиза гумуса по схеме И. В. Тюрина, которая включает экстракцию сухой
почвы в аппарате Сокслета смесью бензол — этанол 1:1. Эта методика
имеет ряд недостатков, которые будут рассмотрены ниже. Но она явля¬
ется общепринятой и с ее помощью получено большое число данных,
из которых можно сделать ряд выводов.
Для большинства почв содержание липидов в гор. At (вес липидов
в процентах к_весу почвы) лежит в пределах 1,4—0,06%, причем наи¬
более частыми значениями являются 0,5—0,2%. Как правило, с ростом
общего содержания углерода в почве возрастает и содержание липидов
ь ней, но для некоторых почв эта закономерность не наблюдается. Так,
выделяется высоким абсолютным содержанием липидов охристая вулка¬
ническая почва, а лугово-черноземная — низким содержанием. Каких-
либо_зональных закономерностей в изменении содержания липидов в
почвах нам выявить не удалось (таблица).
Относительное содержание липидов в органическом веществе почвы
(СлидиДов^в_процентах к Собщ).колеблется в гор. At между 1,9% (дерново-
карббйагаая почва) и 16% (аллювиально-гумусная пустынная почва) —
средние значения для групп почв. Максимальное содержание липидов
приурочено к почвам с пониженной биологической активностью —
гидроморфным и очень кислым, минимальное — к степным почвам с
более высокой биологической активностью (черноземам, каштановым
и др.), адакже к лесным почвам на карбонатных породах, т. е. к почвам
с нейтра^льнби“рёакцией.
В зошГЛыгом ряду*почв умеренного пояса распределение относитель¬
ного содержания липидов в гор. At характеризуется кривой с мини-
54
Содержание липидной фракции в гор. Ах различных почв
Число
образ¬
цов
Абсолют-
с
липидов
. % К С(
эбщ
Почвы
^общ»
%
ное содер¬
жание
липидов,
%
среднее
ш1п
шах
О, %
Автор
Аллювиально- гумус-
5
0,54
0,119
15,96
8,7
28,0
36,0
[15]
ные пустынные
26,2
Охристые вулканиче-
5
1,29
1,290
13,71
11,0
18,0
[12,49,50]
ские
Подзолистые иллюви-
6
5,58
0,963
12,40
6,0
18,0
33,3
[33,47,52,55]
ально-гумусные
Болотно-подзолистые
2
4,80
0,791
11,91
5,9
18,0
72,3
[6,55]
Т ундровые и тундро¬
вые подбуры
12
4,08
0,623
10,20
3,8
23,0
49,3
[23,24,51,
52,55]
Аллювиальные рисо-
1
0,69
0,084
8,70
—
—
—
[60]
вые тропические
Бурые лесные
7
5,99
0,675
8,20
3,2
15,5
36,2
[5,25,57]
Дерновые лесные
3
8,71
0,940
7,80
2,7
16,5
50,0
[36,47]
Серо-бурые
4
0,29
0,031
7,75
3,8
15,4
67,5
[31]
•Сероземы
6
0,84
0,083
7,15
4,8
9,7
29,2
[18,27,31]
Т орфяно-бол отные
23
43,34
4,25
7,10
0,6
23,0
74,4
(4,19,28,40,
43,62]
Солончаки
3
7,04
0,680
6,95
6,0
7,2
12,0
[4]
Горно-луговые и при-
8
14,91
1,381
6,70
3,7
11,5
34,3
[1]
митивные
Подзолистые иллюви¬
ально-глинистые
37
2,31
0,205
6,40
0,6
23,0
50,6
[5,6,9,13,
14,35,38,
48,55,58,63]
Наносы рек и каналов
3
0,45
0,037
5,88
4,0
7,2
13,7
[27]
Такыры
1
0,41
0,032
5,50
5,40
—
—
[31]
Коричневые сухих ле¬
3
3,32
0,248
5,0
5>
8,5
[21]
сов и кустарников
Горные аллитно-гумус-
3
8,18
0,578
5,04
4,1
5,8
13,7
[20,59]
ные
Ископаемые почвы
6
0,50
0,035
5,00
4,2
6,2
20,6
[57]
Лугово-сероземные и
8
0,73
0,050
4,90
3,4
8,6
36,6
[27,41]
сероземно-луговые
4,40
3,4
5,4
Красноземы с
2
5,55
0,340
31,8
[5]
Бурые пустынно-степ¬
6
0,77
0,044
4,17
2,9
5,4
21,8
[7,8,18,31]
ные
Горные гумусно-ферра-
2
5,29
0,295
4,00
2,4
5,6
56,5
[59]
литные
Красно-желтые ферра-
5
2,40
0,130
3,90
2,2
14,3
'38,0
[34,59,64]
литные
Серые лесные
9
4,18
0,216
3,72
1,6
4,9
37,7
[5,25,29,55,
56,57]
Лугово-мерзлотные
5
4,46
0,232
3,70
2,5
7,1
21,0
[39]
Лугово-черноземные
2
12,30
0,580
3,40
2,9
4,1
25,3
[4,5,59]
Солонец
1
22,2
1,051
3,34
—
’
—
[4]
Каштановые
19
1,67
0,077
3,30
0,7
7,4
43,9
1
[18,25,36,
39,53]
Аллювиальные лесные
1
1,86
0,086
3,20
—
—
—
[20]
тропические
Темно-красные ферра-
1
2,25
0,097
3,10
—
—
—
[59]
литные
Черноземы
29
4,86
0,191
2,91
0,5
6,8
46,5
[4,5,18,22,
30,36,39,45,
46,55,56,57]
Каштановидные сухо¬
5
1,18
0,041
2,46
0,8
5,7
59,0
[И]
степные
Дерново-карбонатные
6
4,21
0,115
1,90
0,3
5,5
100,0
[5,35,58]
Дерново-карбонатные
2
3,01
0,075
1,80
1,6
2,1
15,5
[20,59]
ферралитно-марга-
литные
мумом, соответствующим черноземам и каштановым почвам (рис. 1).
Содержание липидов увеличивается при уменьшении периода биологи¬
ческой активности в более холодномДтундровые почвы и подбуры) и
более засушливом (бурые и серо-бурые почвы) климате^ Резко повы¬
55
шено содержание липидов и в иллювиально-гумусных подзолах; эти
почвы, находясь в тех же биоклиматических условиях, что и подзоли¬
стые, сильно отличаются от них по многим свойствам вследствие рез¬
кого различия почвообразующих пород (обычно пески); они имеют
более кислую реакцию, бедны зольными элементами и их биологическая
активность снижена.
2а
Рис. 1. Зональный ряд почв
умеренного пояса (гор. А1 Сл
в % к Собщ — средние дан¬
ные) .
1 — тундровые и подбуры, 2 — под¬
золистые, 2а — подзолы иллювиаль-
но-гумусные, 3— серые лесные, 4 —
черноземы, 5 — каштановые и каш¬
тановидные, 6 — бурые пустынно¬
степные, 7 — серо-бурые
Такой же кривой с ясным минимумом характеризуется и зональный
ряд почв субтропиков и тропиков (рис. 2). Почвам с круглогодичной
высокой биологической активностью соответствует минимальное содер¬
жание липидов (темно-красная ферраллитная почва). При снижении
биологической активности за счет падения температуры (горные почвы
тропиков и краснозем) и периодического переувлажнения (красно¬
желтые ферраллитные), а также при сухости климата с одновременным
понижением температуры (сероземы и коричневые почвы) содержание
липидов увеличивается.
Рис. 2. Зональный ряд субтро¬
пических — тропических почв
(гор. Аь Сд в % к Собщ —
средние данные).
1 — горная аллитно-гумусная, 2 —
горная гумусно-ферраллитная, 3 —
темно-красная ферраллитная, 4 —
красно-желтая ферраллитная, 5 —
краснозем, 6 — коричневая сухих
лесов и кустарников, 7 — серозем
Характер кривых в обоих зональных рядах одинаков, но максималь¬
ные значения для зонального ряда умеренного пояса значительно выше,
чем для субтропически-тропического, что связано с более коротким
периодом активности почвенных микроорганизмов в почвах умеренной
зоны.
Ряд полугидроморфных почв соответствует ряду их зональных
аналогов.
Кривая распределения относительного содержания липидов в гор. Ах
зонального ряда почв представляет собой зеркальное отображение такой
же кривой для отношения Сгк:Сфк, т. е. почвам с максимальным содер¬
жанием липидов соответствуют минимальные значения Сгк; Сфк и, на¬
оборот, максимальные значения Сщ: Сфк имеют почвы, содержащие
минимум липидов. Это указывает на то, что хотя и липиды не входят
в состав специфических гумусовых веществ почвы, они подвержены
влиянию тех же факторов, что и гуминовые кислоты и фульвокислоты.
Так как время отбора образца почвы обычно не указывается, сезон¬
ные колебания содержания липидов в почве выявить не удалось.
Распределение липидов по горизонтам почвенного профиля одина¬
ково для большинства типов почв. С увеличением глубины относитель-
56
ное содержание липидов (в процентах к органическому веществу почвы)
слегка увеличивается при резком уменьшении абсолютного содержания
(в процентах к весу почвы) в связи с общим уменьшением содержания
углерода.^ Некоторое увеличение относительного содержания липидов с
глубиной, по-видимому, связано с уменьшением микробного воздействия
на липиды, что ведет к их консервации. Однако в некоторых случаях
наблюдается уменьшение и относительного содержания липидов вниз по
профилю. Оно, по-видимому, обусловлено тем, что консервация липидов
не может компенсировать уменьшения их поступления в более глубоко
лежащие горизонты. Неясна также возможность миграции липидов по
профилю, так как в воде они нерастворимы. Изучение профильных
изменений в составе липидов сможет внести ясность в этот вопрос. Если
данные о количественном содержании липидов в различных типах почв
довольно обширны, то их состав изучен весьма слабо, а данные о связи
состава липидов с составом и свойствами различных типов почв и про¬
цессами, идущими в них, практически отсутствуют.
Некоторые данные о составе липидов чернозема Харьковской опыт¬
ной станции приводит Егоров [17]. Обработав в аппарате Сокслета
смесью спирта с бензолом (1:1) 83 кг сухой почвы, он выделил из нее
194 г (0,23%) темно-коричневого аморфного вещества с температурой
плавления от 47 до 67° (расплав застывает при 57°). При озолении в нем
обнаружено 1,6% золы, состоящей в основном из Р205 и Ре203. Кальций
в золе не обнаружен. Для этого вещества были определены также йод¬
ное число—7,029% (по Гюблю) и число омыления—169 мгКОН/г. Мето¬
дом криоскопии в камфаре определяли средний молекулярный вес
полученных при омылении жирных кислот—317. Затем данное вещество
было разделено на воска и смолы экстракцией в аппарате Сокслета
эфиром, а затем бензолом. При этом было получено 63,4% восков и
26,4% смол. Нерастворимый остаток составил 5,8%. Числа омыления
для восков и смол составляли соответственно 124,9 мг КОН/г и 106,4 мг
КОН/г.
Тюрин [54], рассматривая разложение веществ липидной природы
в почве, приходит к выводу об их относительной устойчивости в ана¬
эробных условиях и довольно быстром разложении в аэробных. Он также
предполагал; что часть липидов, например жирные кислоты, может
содержаться в почве в виде алюминиевых и железных солей и, следова¬
тельно, простой экстракцией их извлечь нельзя, так как соли плохо
растворимы в органических растворителях. Для их извлечения нужна
предварительная обработка кислотой, желательно при нагревании. Эта
процедура, как показано в работе Ханса и Андерсона [72], значительно
повышает выход битумов при экстракции. Различные органические рас¬
творители извлекают из почвы липиды, различающиеся по свойствам
[54], однако детальные исследования влияния растворителей на состав
извлекаемых липидов не проводились. Известна только работа Драгу¬
нова [16], в которой он исследовал влияние растворителя на состав и
свойства липидов, извлекаемых из краснозема. Для фракции, экстраги¬
руемой из почвы спиртом, кислотное число составляет 86,0, эфирное
число—41,8, число омыления—127,0 и йодное число—47,5. Для фрак¬
ции, извлекаемой бензолом, эти числа соответственно составляют 56,0;
70,7; 126,2 и 43,8. На основании этих данных Драгунов предлагает
извлекать из почвы отдельно две фракции липидов — спиртораствори¬
мую и бензолрастворимую. В этой же работе он приводит способ раз¬
деления липидов на смолы и воска^-извдекая. последние обработкой
горячим бензином. В свою очередь воска можно разделить на собственно
воска и парафины, охлаждая концентрированный раствор в бензине
чо 0°. При этом воска выпадают в осадок, а парафины остаются в рас¬
творе.
57
Александрова в своей работе [2] приводит данные по элементному
составу липидов. В липидах подзолистой суглинистой почвы (гор. А4)
содержится 68,18% углерода, 9,7% водорода, 21,7% кислорода и 0,37%
азота, а в липидах чернозема (гор. А) содержится 66,27% углерода,
8,71% водорода, 24,32% кислорода и 0,70% азота (все в пересчете на
сухую беззольную массу). Количество функциональных групп, способ¬
ных к обмену, в липидах примерно на два порядка ниже, чем в гуми-
новых кислотах из тех же почв при равных значениях pH и составляет
не бал ее 70 мг-экв/100 г при pH 8,2.
Мейшейн и Кенни [75] исследовали липиды методом масс-спектро-
метрии после предварительной каталитической гидрогенизации. Этой
работой была показана применимость масс-спектрометрии к исследова¬
нию веществ типа восков. Вместе с тем в составе почвенных липидов
авторы обнаружили большое разнообразие высших жирных кислот и их
эфиров.
Состав почвенных липидов также исследовала Аммосова с соавт. [3].
Объектом исследования являлись как различные минеральные, так и
органические (опад, подстилка) горизонты почвенного профиля. Были
получены данные по кислотным, йодным и.эфирным числам исследован¬
ных липидов, а также их инфракрасные и видимые спектры и газовые
хроматограммы продуктов пиролиза.
Несколько более подробно исследовался состав фосфолипидов почв
[67, 68, 72, 73], но основное внимание в этих работах уделяется вопро-х
сам, связанным с агрохимией фосфора, а не составу и свойствам органи¬
ческой части фосфолипидов. Для этой группы веществ разработаны
методы их выделения из почвы, качественного анализа (в основном
методом тонкослойной хроматографии) и определения в них фосфора.
Наиболее полная сводка по составу липидов приведена в работе
/Стивенсона [81]. В составе почвенных липидов обнаружены воска, жир¬
ные кислоты, углеводороды, жиры, фосфолипиды, стероиды, тритерпи-
ноиды, порфирины и другие вещества. Воска, выделенные из почв, по
своему составу соответствуют воскам растений и микроорганизмов,
которые являются химически инертными веществами и устойчивы к
микробному разложению. Что касается порфиринов, то вещества этого
типа, объединенные в группу «производных хлорофилла», были обнару¬
жены во многих почвах [69, 71]. Наибольшее их количество содержится
в лесных кислых почвах. Производные хлорофилла могут быть легко
обнаружены спектрофотометрически по характерным пикам при длине
волны 660 нм в растворах почвенных липидов.
Совершенно не изучена роль липидов в почве, за исключением фос¬
фолипидов, исследовавшихся как одно из звеньев круговорота фосфора.
Стивенсон [81] на основании того, что некоторые фитотоксины входят
в класс липидов, делает вывод, что увеличение количества липидов в
почве снижает ее плодородие.
Обобщению данных по содержанию липидов в почве и их составу во
многом препятствует отсутствие общепринятой унифицированной мето¬
дики их выделения. Наряду с экстракцией в аппарате Сокслета смесью ,
бензола с этанолом 1:1, чаще всего используемой советскими авторами,
применяют экстракцию в аппарате Греффе, дающую более высокий
выход [3, 61], и экстракцию в шаровых мельницах [81]. Использовалось
-также обычное кипячение почвы с растворителем в колбе с обратным
холодильником [71]. Определение времени конца выделения по прекра¬
щению окрашивания экстрагента, рекомендуемое многими авторами,
нельзя признать удачным, так как растворы многих компонентов почвен¬
ных липидов, например восков, являются бесцветными. Важную роль
играет характер предварительной обработки почвы. Ханс и Андерсен
[71] получили из предварительно высушенной почвы фосфолипидов на
75% меньше, чем из свежей. Предварительная обработка высушенной
58
почвы смесью разбавленных НС1 и HF 1 : 1 повышает выход липидов до
значений, соответствующих свежей почве [72].
Нерешенным также является вопрос о применяемых растворителях.
Как было сказано выше, Драгунов предлагает последовательную экс¬
тракцию почвы этанолом, а затем бензолом [16]. Для определения в
почве производных хлорофилла обычно используется экстракция почвы
ацетоном (водным или безводным). Зарубежные авторы в качестве рас¬
творителей часто используют эфир, метанол, петролейный эфир, а также
другие растворители и их смеси. Если неполная экстракция занижает
содержание липидов в почве, то растворение в экстрагентах ряда не¬
органических веществ завышает его. Оказывает влияние на раствори¬
мость липидов также и характер минеральной части почвы [72].
Выводы
1. Как видно из литературного обзора, распределение относитель¬
ного содержания липидов в зональном ряду почв является закономер¬
ным и зависит от факторов почвообразования. Максимальное относи¬
тельное содержание липидов в почве соответствует низкой биологиче¬
ской активности, минимальное — высокой.
2. Нейтральной и слабощелочной реакции почвы обычно соответ¬
ствует низкое относительное содержание липидов, сильнокислой реак¬
ции — высокое.
3. Так как в состав липидов могут входить некоторые витамины,
фосфолипиды, стеролы и другие биологически активные вещества,
можно полагать, что они играют заметную роль в почвенных биологиче¬
ских процессах. Ввиду своей гидрофобности липиды могут влиять на
водно-физические свойства почвы.
Литература
1. Александрова И. В. Процессы гумусообразования в примитивных почвах. Тр.
Почв, ин-та им. В. В. Докучаева, т. 41, 1953.
2. Александрова Л. Я., Найденова О. А. Состав и природа гумусовых веществ почвы.
В кн.: Гумусовые вещества почвы. Зап. ЛСХИ, т. 142, 1970.
3. Аммосова Я. М„ Орлов Д. С., Садовникова Л. /С. Почвенные липиды в системе гу¬
мусовых веществ. В сб.: Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения,
т. 4, Днепропетровск, 1973.
4. Базилевич Я. И. Геохимия почв содового засоления. «Наука», 1965.
5. Бельчикова Я. Я. О закономерностях состава гумуса и свойств гуминовых кислот.
Тр. Почв, ин-та им. В. В. Докучаева, т. 38, 1951.
6. Бельчикова Я. Я. Материалы к изучению гумуса подзолистых и дерново-подзоли¬
стых естественных и освоенных почв Европейской части СССР. В сб.: Микроорга¬
низмы и органическое вещество почв. Изд-во АН СССР, 1961.
7. Будина Л. П., Медведев В. Я. Бурые полупустынные почвы. В сб.: Генезис и клас¬
сификация полупустынных почв. «Наука», 1966.
8. Будина Л. Я. Лугово-бурые полупустынные почвы. В сб.: Генезис и классификация
полупустынных почв. «Наука», 1966.
9. Будина Л. Я., Ерохина А. А. Генетические особенности дерново-подзолистых глеева-
тых холодных почв со вторым гумусовым горизонтом Красноярского края. Почвове¬
дение, 1969, № 10. !
10. Ваксман С. Гумус. Происхождение, химический состав и значение его в природе. М.,
Сельхозгиз, 1937.
И. Волковинцер В. Я. Сухостепные почвы Яно-Оймяконского йагорьй. Почвоведение,
1974, N2 4.
12. Герасимов И. П., Чичагова О. А. Субарктические торфяно-дерновые вулканические
почвы Исландии. В сб.: Генезис и география почв зарубежных стран по исследова¬
ниям советских почвоведов. Докл. VIII Междунар. конгр. почвов. «Наука», 1964.
13. Герасимов Ив. Я. Дерново-подзолистые и серые лесные почвы Приенисейской части
Западно-Сибирской низменности. В сб.: О почвах Урала, Центральной и Западной
Сибири. Изд-во АН СССР, 1962.
14. Герасимов Ив. Я. Почвы Амуро-Алданского междуречья. В сб.: О почвах Восточной
Сибири. Изд-во АН СССР, 1963.
15. Джцндил А. Р., Зонн И. С. Содержание и состав органического вещества в почвах
Месопотамии (Иракская республика). Почвоведение, 1973, № 6.
16. Драгунов С. С. Методы исследования гумусовых веществ. Тр. Почв, ин-та им.
В. В. Докучаева, т. 38, 1951.
59
17. Егоров М. А. Воско- и смолообразные вещества в черноземе ХОС, их роль и значе¬
ние. Зап. Харьковск. СХИ, т. 1, вып. IV. Харьков, 1938.
18. Емельянов tí. И. Состав и свойства органического вещества почв Казахстана. Тр.
Ин-та почвоведения АНКазССР, т. VI, Алма-Ата, 1956.
19. Ефимов В. Н., Ландсберг Г. П. Изменение состава органического вещества верхо¬
вой торфяной почвы под влиянием сельскохозяйственного освоения. Зап. ЛСХИ,
т. 165, вып. 2, Л., 1972.
20. Зонн С. В. Главные типы почвообразования в горных областях тропической Юго-
Восточной Азии. В сб.: Генезис и география почв зарубежных стран по исследо¬
ваниям советских почвоведов. Докл. VIII Междунар. конгр. почвов. «Наука»,
1964.
21. Иловайская Н. Н. Органическое вещество основных типов почв Таджикистана. Поч¬
воведение, 1959, № 8.
22. Ильин С. С., Багманов Т. С. Влияние растений на групповой и фракционный состав
гумуса среднемощного карбонатного чернозема. В сб.: Удобрения и гербициды, сб. 5,
Казань, 1973.
23. Караваева Н. А. К характеристике аркто-тундровых почв (о. Большой Ляховский).
В сб.: О почвах Восточной Сибири. Изд-во АН СССР, 1963.
24. Караваева И. А., Таргульян В. О. К изучению почв тундр Северной Якутии. В сб.:
О почвах Восточной Сибири. Изд-во АН СССР, 1963.
25. Ковалев Р. В. Почвы Горно-Алтайской АО. «Наука», 1973.
26. Кононова М. М. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы
изучения. Изд-во АН СССР, 1963.
27. Лагунова Е. П. Органическое вещество сероземов Зеравшанской долины. В сб.:
Влияние орошения на почвы оазисов Средней Азии. Изд-во АН СССР, 1963.
28. Ландсберг Г. П. Изменение состава органического вещества низинной торфяной поч¬
вы под влиянием сельскохозяйственного освоения. Зап. ЛСХИ, т. 165, вып. 2, Л.»
1972.
29. Лебедева И. ИСемина Е. Б. О серых лесных почвах, формирующихся на опоках.
Почвоведение, 1967, № 4.
30. Лебедева И. И. Влияние почвообразующих пород на характер гумусонакопления в
выщелоченных черноземах Мордовской АССР. Почвоведение, 1971, № 3.
31. Лобова Е. В. Почвы пустынной зоны СССР. Изд-во АН СССР, 1960.
32. Манская С. М., Дроздова Т. В. Геохимия органического вещества. «Наука», 1964.
33. Наумов Е. М. Почвы южной части Магаданской области в пределах Охотского по¬
бережья. В сб.: О почвах Восточной Сибири. Изд-во АН СССР, 1963.
34. Нгуен ты Сием. Содержание и состав гумуса главных почв Северного Вьетнама.
Науч. докл. высшей школы. Биол. науки, 1974, № 7.
35. Ногина Н. А. О почвенном покрове и почвах Юго-восточной части Среднесибирско¬
го плоскогорья. В сб.: О почвах Урала, Западной и Центральной Сибири. Изд-во
АН СССР 1962.
36. Носин В. А. Почвы Тувы. Изд-во АН СССР, 1963.
37. Орлов Д. С. Гумусовые кислоты почв. Изд-во МГУ, 1974.
38. Панкова Н. А. Органическое вещество дерново-подзолистых почв. В сб.: Плодоро¬
дие дерново-подзолистых почв. Тр. Почв, ин-та им. В. В. Докучаева, т. 50, 1958.
39. Панкова Н. А. Природа органического вещества некоторых почв Забайкалья. В сб.:
Микроорганизмы и органическое вещество почвы. Изд-во АН СССР, 1961.
40. Переверзев В. Н., Алексеева Н. С. Изменение состава органического вещества тор¬
фяно-болотных почв Кольского полуострова под влиянием окультуривания. Почво¬
ведение, 1973, № 3.
41. Пономарева В. В. Гумус такыров. В сб.: Такыры Западной Туркмении и пути их
сельскохозяйственного освоения. Изд-во АН СССР, 1956.
42. Пономарева В. В. К методике изучения состава гумуса по схеме Тюрина. Почвове-i
дение, 1957, JSfe 8.
43. Пономарева В. ВНиколаева Т. А. К методике изучения органического вещества в
торфяно-болотных почвах. В сб.: Современные почвенные процессы в лесной
зоне Европейской части СССР. Изд-во АН СССР, 1959.
44. Розанова И. М., Семенова О. С. Битуминозная фракция органического вещества
почвы' при ее затоплении в условиях Можайского водохранилища. В сб.: Взаимодей¬
ствие поверхностного и подземного стока, вып. 2. Изд-во МГУ, 1974.
45. Рубилин Е. В. Черноземы предгорий северного склона Центрального Кавказа. В сб.:
Вопросы генезиса и географии почв. Изд-во АН СССР, 1957.
46. Семина Е. В., Вередченко Ю. П. Черноземы Красноярской лесостепи и их провин¬
циальные особенности. В сб.: О почвах Урала, Центральной и Западной Сибири.
Изд-во АН СССР, 1962.
47. Соколова Т. А., Соколов И. А. О горно-таежных почвах Восточного Забайкалья.
В сб.: О почвах Восточной Сибири. Изд-во АН СССР, 1963.
48. Соколов И. А., Турсина Т. В., Белоусова Н. И. Современное подзолообразование на
равнинах Центральной Якутии. Почвоведение, 1969, № 12.
49. Соколов И. А. Современное почвообразование на Камчатке в зоне слабых пеплопа-
дов. Почвоведение, 1972, № 10.
50. Соколов И. А. Вулканизм и почвообразование. «Наука», 1973.
60
51. Таргульян В. О. Выветривание и почвообразование на граните в тундровой зоне
(о. Большой Ляховский), В сб.: О почвах Воет. Сиб. Изд-во АН СССР, 1963.
52. Таргульян В. О.* Почвообразование и выветривание в холодных гумидных областях.
«Наука», 1971.
53. Трофименко /С. Я., Головлева Н. М., Головлев А. А. Органическое вещество кашта¬
новых почв Восточного Предкавказья. Почвоведение, 1972, № 9.
54. Тюрин Я. В. Органическое вещество почв. М., Сельхозгиз, 1937.
55. Тюрин Я. В. Из результатов работ по изучению состава гумуса в почвах СССР.
В сб.: Проблемы советского почвоведения, сб. 11, М., 1940.
56. Тюрин Я. В., Тюрина Е. Я. О составе гумуса в ископ. почвах. Почвов., 1940, № 2.
57. Тюрин Я. В. К методике анализа для сравнительного изучения состава почвенного
перегноя или гумуса. Тр. Почв, ин-та им. В. В. Докучаева, т. 38, 1951.
58. Урусевская Я. С., Аммосова Я. М., Пугачева Я. Г. Особенности состава и свойств
гумуса дерново-карбонатных почв таежно-лесной зоны. Науч. докл. высшей школы.
Биол. науки, 1974, № 4.
59. Фридланд В. М. Почвы и коры выветривания влажных тропиков. «Наука», 1964.
60. Фридланд В. М. Тропические почвы рисовых полей на примере Северного Вьетнама.
В сб.: Генезис и география почв зарубежных стран по исследованиям советских
почвоведов. Докл. VIII Междунар. конгр. почвов. «Наука», 1964.
61. Химия и генезис торфов и сапропелей. Минск, 1962.
62. Чертов О. Г. К характеристике органического вещества осушенных торфяно-болот¬
ных лесных почв Ленинградской обл. Почвоведение, 1963, № 3.
63. Чертов О. Г. О гумусе поверхностно-подзолистых лесных почв Карельского пере¬
шейка. Почвоведение, 1973, № 1.
64. Чертов О. Г. Изменчивость состава гумуса лесных почв влажных тропиков Сев. Вьет¬
нама в зависимости от характера растительности. Почвоведение, 1974, № 2.
65. Breger /. A. Geochemistry of lipids. J. Am. Oil Chem. Soc., v. 43, N 4, 1966.
66. Degens E. T. Geochemistry of Sediments. N. Y., 1965.
67. Dormaar /. F. Extraction of organic phosphorous in Chernosemic soils. Plant and
Soil, v. 28, 1968.
68. Dormaar L F. Phospholipids in Chernosemic soils of Soutem Alberta. Soil Sci., v. 110,
N 2, 1970.
69. Gorham E., Sanger J. Plant pigments in woodland soils. Ecology, v. 87, N 5, 1959.
70. E. Gorham. Chlorophyll derivatives in woodland soils. Soil Sci., v. 87, N 5, 1959.
71. Gorham E., Sanger /. Identification and quantity determination of plant pigments
in soil humus. Ecology, v. 52, N 2, 1967.
72. Hance R. J., Anderson G. Extraction of soil phosphorous and its estimation. Soil Sci.,
v. 96, N 8, 1963.
73. Hance R. Anderson G. Identification of hydrolysis productes of soil phospholipids.
Soil Sci., v. 96, N 9, 1963.
74. Jeffry J. M. Lipids in sea water. J. Amer. Oil Chem. Soc., v. 43, N 4, 1966.
75. Meinschein W. GKenny G. S. Analyses of organic extracts of soils by chromatografic
methods. Analyt. Chem., v. 29, N 8, 1957.
76. Schreiner O., Shorey E. C. The isolation of Dihydrostearic acid from soils. J. Amer.
Chem. Soc., v. 30, 1908.
77. Schreiner ОShorey E, C. The presence of cholesterol substances in soils; agrosterol.
J. Amer. Chem. Soc., v. 31, 1909.
78. Schreiner O., Shorey £. C. Glycerids of fatty acids in soils. J. Amer. Chem. Soc., v. 33,
1911.
79. Schreiner O., Shorey £. C. Paraffin Hydrocarbons in soils. J. Amer. Chem. Soc., v. 33,
1911.
80 Schreiner O., Shorey E. C. Cholesterol bodies in soils; phytosterol. J. Biol. Chem.,
v. 9, Г91 lb.
81 Stevenson F. J. Lipids in soil. J. Amer. Oil Chem. Soc., v. 43, V. 43, N 4, 1966.
Факультет почвоведения МГУ Дата поступления
кафедра химии почв 15.V.1975 г.
E. V. PRIDLAND
THE LIPID FRACTION OF ORGANIC MATTER IN DIFFERENT
SOIL TYPES
The data on the content of the lipid fraction in the organic matter of the Ai horizon
of different soils, extracted from the soil with alcohol benzol (1:1) on heating, are con¬
sidered. The maximum of the absolute content of lipids corresponds to soils rich in humus,
the minimum — to soils low in humus. The maximum of the relative content of lipids
(C of lipids on % of C total) corresponds to soils with decreased biological activity, to
acid and overmoistened soils, and the minimum — to neutral soils with high biological ac¬
tivity.
1976
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
№ 10
УДК 543.544.42:547.992.2
Л. С. СТЕПАНЕНКО, О. Б. МАКСИМОВ
ИССЛЕДОВАНИЕ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ
ГЕЛЬ-ХРОМАТОГРАФИЕЙ НА СЕФАДЕКСАХ В ДМСО
Показано, что параметры разделения разных марок сефадексов в вод-,
ных средах и диметилсульфоксиде (ДМСО) практически одинаковы. Уточ¬
нены детали ранее предложенного метода разделения гуминовых кислот ко¬
лоночной и тонкослойной гель-хроматографией на сефадексах в среде
ДМСО. Сравнение поведения гуминовых кислот в трех средах — воде, трис-
буфере и ДМСО показало непригодность воды для определения молекуляр¬
но-весового состава гуминовых кислот. Для гуминовых кислот бурой гор¬
но-лесной почвы, бурого и окисленного каменного углей определено со¬
держание компонентов разного МВ.
Метод гель-хроматографии (ГХ) на сефадексах находится в центре
внимания исследователей, занимающихся изучением гуминовых кислот.
Об этом свидетельствуют многочисленные публикации, а также недавно
появившийся обзор литературы на эту тему [1]. Результаты фракциони¬
рования гуминовых кислот методом ГХ в большой степени зависят’от
среды, в которой производится разделение. Многочисленный набор
элюентов, применяемых разными авторами, затрудняет сопоставление и
оценку полученных результатов и свидетельствует о необходимости
принципиально нового подхода к выбору условий гель-хроматографии
гуминовых кислот.
Гуминовые кислоты разделяются на сефадексах в воде, водно-щелоч¬
ных или щелочных буферных растворах. При этом на результаты ГХ
влияют процессы сольватации, диссоциации полярных групп и особенно
ассоциации макромолекул гуминовых кислот. Последний процесс может
возникать за счет образования межмолекулярных водородных связей
между многочисленными кислородсодержащими функциональными груп¬
пами гуминовых кислот и сопровождаться резкими конформационными
изменениями. Перечисленные явления трудно контролировать при
использовании водно-солевых сред, поэтому величины молекулярных
весов (МВ), оцениваемые методом ГХ, могут быть искажены.
Другим важным фактором, влияющим на поведение гуминовых кис¬
лот при ГХ, является сорбция разделяемого материала на геле. Значи¬
тельная сорбция наблюдалась при разделении гуминовых кислот неко¬
торых видов почв [13] и особенно ископаемых углей [6, 11].
В поисках лучших приемов разделения гуминовых кислот на сефа¬
дексах мы впервые использовали неводную среду — диметилсульфоксид
(ДМСО). ДМСО является сильным акцептором водородной связи,
вследствие чего он должен препятствовать образованию ассоциатов и
обеспечить преимущественное по сравнению с разделяемыми гумино-
выми кислотами взаимодействие с ним сефадексов.
В настоящей статье рассмотрены особенности метода гель-хромато¬
графии гуминовых кислот в ДМСО в колоночном и тонкослойном вари¬
антах и приведены результаты исследования гуминовых кислот этим
методом.
62
В связи с отсутствием сведений о набухаемости сефадексов в ДМСО
мы провели такие определения, сопоставив их с величинами набуха¬
емости в воде (табл. 1).
Из табл. 1 видно, что в ДМСО сефадексы набухают сильнее, чем
в воде, вследствие чего могут измениться границы молекулярных весов
(МВ), исключаемых разными марками гелей. В связи с этим нами было
проверено поведение при ГХ в двух средах ряда эталонных образцов.
Таблица 1
Набухание разных марок сефадекса в воде и ДМСО, мл!г
Среда
Сефадексы
Г-10
Г-15
Г-25
Г-50
Г-75
Г-100
Г-200
Вода
2,3
3,0
5,3
11,4
17,0
21,0
34,0
ДМСО
2,6
3,7
6,5
16,9
27,5
32,8
49,0
ДМСО : вода
1,13
1,23
1,23
1,50
1,60
1,56
1,44
Образцы декстранов и полиэтиленгликолей известного МВ наносили
ь виде 0,5%-ных растворов на колонки одинакового диаметра, запол¬
ненные равными количествами сефадексов. Декстраны в элюатах обна¬
руживались фенол-серным методом [10], а полиэтиленгликоли — весо¬
вым путем. Результаты, приведенные в табл. 2, показывают, что пове-
Таблица 2
Поведение образцов-эталонов на сефадексах в воде и ДМСО
МВ образцов-эталонов
Ve/Vo на сефадексе Г-50
Ve/Vo на сефадексе Г-100
в воде
в ДМСО
в воде
в ДМСО
Полиэтиленгликоли
2 000
1,52
1,51
1,77
1,70
4 000
1,30
1,28
1,65
1,67
6 000
1,18
1,17
—
—
15 000
с Vo
с Vo
—
—
20 000
1
%
1,28
1,25
40 000
»
»
1,12
1,13
Декстраны
1,12
40 000
Не
опр.
1,13
80 000
:
»
1,05
1,03
дение выбранных эталонов было одинаковым при ГХ в воде и ДМСО.
При элюировании декстрана с МВ = 80000 на сефадексе Г-200 также
были получены близкие результаты. Эти данные свидетельствуют о том,
что свободное для диффузии пространство в порах геля сохраняет
одинаковые размеры при набухании сефадексов в воде и ДМСО. Пре¬
дельные исключаемые величины молекул (МВ) должны быть также
близки в обеих средах для любых марок сефадексов.
Условия разделения гуминовых кислот в ДМСО.
ДМСО является чрезвычайно гигроскопичным растворителем и активно
поглощает влагу из воздуха [12]. Было установлено, что содержание
влаги свыше 5% сдвигает молекулярно-весовое распределение (МВР)
гуминовых кислот в высокомолекулярную область. Этот сдвиг усилива¬
ется по мере разбавления ДМСО водой, что можно объяснить возник¬
новением агрегатов гуминовых кислот. По этой причине соблюдалась
особая тщательность по защите ДМСО от влаги воздуха. Обезвожива¬
ние ДМСО достигалось частичным упариванием в вакууме (2—3 мм,
+ 50°) и хранением растворителя над молекулярными ситами 4А.
Для получения стабильных элюционных параметров (V0, Vt) не¬
обходима довольно продолжительная тренировка колонок с сефадексом.
63
Элюирование растворителя через слой геля у высших марок сефадекса
должно продолжаться до 5 дней при комнатной температуре, при 50°
достаточно 12—24 час.
При фракционировании гуминовых кислот в ДМСО использовали
колонки с соотношением й?:Л=1:12—1:25, на которых разделяли
навески, составляющие 0,3—0,5% от веса сухого геля. Элюирование
навесок в 0,1% приводило к расплыванию отстающего пика, что, веро¬
ятно, объясняется дальнейшим делением низкомолекулярной суммар¬
ной фракции, составляющей этот пик.
Гуминовые кислоты химически не взаимодействовали с ДМСО [8].
Содержание серы во фракциях не превышало таковое для исходного
образца. Трехкратное хроматографирование одной и той же порции
гуминовых кислот на сефадексе Г-100 показало идентичное МБР
(элюционные кривые полностью совпали), т. е. при повторной ГХ моле¬
кулярно-весовой состав их не менялся.
Тонкослойная гель-хроматография (ТСГХ) в ДМСО проводилась в
камерах, описанных нами ранее [7], а на пластинках большого размера
и сефадексах высоких марок—Г-75, Г-100, Г-200—в «сэндвич»-каме-
рах [2]. Преимущества таких камер по сравнению с обычными состоят
в большей герметичности, лучшей воспроизводимости результатов и
уменьшении времени хроматографирования.
Перед нанесением гуминовых кислот пластинки со слоем геля пред¬
варительно помещали в камеры и через сефадекс элюировали раствори¬
тель в течение нескольких часов. При этом слой геля уравновешивался
с растворителем и удалялась влага, которая могла поглотиться при
нанесении геля на пластинки.
Результаты разделения гуминовых кислот методом ТСГХ фиксиро¬
вали в виде денситометрических кривых, которые соответствовали коли¬
чественному распределению кислот на пластинках сефадекса. Эти кри¬
вые были получены на сканирующем двухлучевом денситометре СЭ-ЭбоО
фирмы ШИМАДЗУ. На приведенных в настоящей работе рисунках мы
даем не изображения ТС-гель-хроматограмм, а полученные для них
денситометрические кривые.
Таблица 3
Характеристика гуминовых кислот
Образец
Источник получения
Выход,
%
С
н
N
Q*/,
П
Бурая горно-лесная почва, Приморье *
Бурый уголь, Реттиховское месторож¬
дение
2,0
56,76
4,88
4,43
0,46
5,40
Б
49,3
64,43
4,47
1,32
0,95
4,55
К
Окисленный каменный уголь, Кадык-
чанское месторождение
73,0
66,73
3,47
1,40
1,07
4,50
-* Гуминовые кислоты почти гидролизовались 6 п НС1 при нагревании до 105°.
Сравнение разделения гуминовых кислот в трис-
буфере, воде и ДМСО. Интересные результаты, полученные Свиф¬
том и Познером при ГХ почвенных гуминовых кислот в трис-фубере [13],
побудили нас сравнить поведение гуминовых кислот бурой горно-лесной
почвы (образец П) и окисленного каменного угля (образец К., табл. 3)
на сефадексе Г-100 в трех средах: ДМСО, трис-буфере и воде.
Элюционные кривые (рис. 1) показывают, что для обоих образцов
кислот распределение по фракциям в ДМСО и трис-буфере было доста¬
точно близким. Но в трис-буфере, в отличие от ДМСО, некоторая часть
кислот задерживалась гелем и выходила после общего объема колон¬
ки— У,, а слой сефадекса слегка окрашивался. При элюировании
64
ДМСО практически все кислоты выходили в пределах общего объема
колонки. Они полностью вымывались с колонок и окрашивания геля не
происходило даже при более высоких загрузках—0,5—1,0% от веса
геля, что указывало на отсутствие сорбции.
В отличие от указанных растворителей элюирование водой при¬
водило к значительной сорбции гуминовых кислот — большая часть
кислот выходила после общего объема колонки. Более того, часть
угольных кислот необратимо задерживалась сефадексом и не смывалась
с колонок даже раствором щелочи [6]. Сорбция почвенных кислот про¬
исходила в меньшей степени, однако она совершенно искажала действи¬
тельный характер МВР. Такое поведение гуминовых кислот при ГХ в
воде свидетельствует о непригодности последней для фракционирования
гуминовых кислот с целью установления их молекулярно-весового
состава.
Рис. 1. Разделение гуми-
новых кислот на сефа-
дексе Г-100.
1 — вода, 2 — трис-буфер, 3—
ДМСО (0,1% от веса геля)*
К — гуминовые кислоты
окисленного каменного угля,
П — гуминовые кислоты бу¬
рой горно-лесной почвы
Препаративное разделение в ДМСО гуминовых
кислот окисленного каменного угля. На колонке сефадекса
Г-50 в ДМСО были препаративно разделены на фракции гуминовые
кислоты образца К (рис. 2) *. Суммарный выход фракций, элюирован¬
ных с колонки, составил 98,7%. Небольшое расхождение в балансе
объясняется присутствием в 8—9 фракциях низкомолекулярных компо¬
нентов, не осаждаемых кислотой.
Средние элюирующие объемы Уе для групп фракций (показаны на
рис. 2, А цифрами) определялись по точкам, соответствующим гео¬
метрическому центру тяжести участков диаграммы (например, Уе—2);
Кау рассчитывались по Детерману [2], а МВ определялись с помощью
аналитической ультрацентрифуги [3]. На основе полученных значений
была установлена зависимость между МВ отдельных фракций и их
элюционными параметрами (рис. 2, Б). Из графика видно, что для
3—8 фракций с МВ=9400—17900 существует прямая зависимость
между 1дМВ и Кау. Для этого участка кривой выведено уравнение:
Кау= 1,397—0,328 1д МВ. Для первой и второй фракций с МВ=42600
и 32900 прямая зависимость не соблюдалась, что обусловлено большей
полидисперсностью их по сравнению с остальными фракциями, а также
ограниченными возможностями разделения высокомолекулярного мате¬
риала на данной марке геля.
Поведение полученных 9 фракций на тонком слое сефадекса Г-50
в ДМСО показало, что при переходе от 1-й к 9-й фракциям уменьша¬
ется количество высокомолекулярных компонентов, элюируемых с фрон¬
том растворителя, и увеличивается доля низкомолекулярного материала,
задерживаемого гелем.
Все выделенные фракции не были однородны по МВ. Дальнейшее
разделение первой фракции на сефарозе 6В также показало ее неодно¬
родность. Для получения более гомогенных по МВ групп гуминовых
кислот мы провели повторное разделение полученных фракций на раз- * 5* Условия опыта приведены в [8].
5 Почвоведение, № 10
65
ных марках сефадекса. Однако многократное хроматографирование при¬
вело лишь к дроблению материала на малые, но не однородные по МВ
составляющие. Такое поведение гуминовых кислот показывает, что они
имеют непрерывное молекулярно-весовое распределение и кажущаяся
гомогенность отдельных фракций зависит только от разделяющей спо¬
собности данной марки геля.
Сравнение молекулярно-весового состава гуми¬
новых кислот почвы, бурого и каменного углей. Для
детального изучения МБР три образца гуминовых кислот, выделенные
из различных природных источников (табл. 3, рис. 1), были подвергнуты
дробному высаливанию, а полученные фракции разделялись на разных
марках сефадекса в ДМСО [9].
Рис. 2
Рис. 2. Гель-хроматография гуминовых кислот окисленного каменного угля
(образец К) на сефадексе Г-50 в ДМСО.
А — элюционная кривая препаративного разделения, Б — зависимость Кау от МВ
фракций
Рис. 3. Тонкослойные гель-хроматограммы основных фракций трех образ¬
цов гуминовых кислот (см. табл. 4).
ст — старт, ф — фронт растворителя
В результате повторной препаративной ГХ были получены фракции
разного МВ, которые представляли основную массу исходных гуми¬
новых кислот. Выход фракций и МВ, определенные седиментацией на
ультрацентрифуге, приведены в табл. 4. Тонкослойные гель-хромато¬
граммы выделенных фракций показали, что они не были гомогенны по
МВ (рис. 3). Наши попытки получить монодисперсные фракции путем
отделения примесей компонентов высокого МВ (у третьих фракций)
или низкого МВ (у вторых фракций) приводили к сдвигу хроматогра¬
фических зон этих фракций в область более низкого МВ (у третьих)
или более высокого МВ (у вторых), чем показывали эти фракции до
очистки. Такое поведение фракций указывает на непрерывность моле¬
кулярно-весового состава гуминовых кислот.
Данные гель-хроматографии в ДМСО показывают, что основную
массу гуминовых кислот углей составляют компоненты с МВ от 8000 до
38000, а доля высокомолекулярных кислот, исключаемых сефадексом
Г-200 с МВ—80000—95000, очень мала. Гуминовые кислоты почвы в
отличие от кислот углей содержали значительно больше высокомолеку¬
лярных компонентов, а основную массу их составляли кислоты с МВ от
8 000 до 48 000.
66
С приведенными результатами интересно сопоставить поведение
гуминовых кислот, выделенных из тех же проб углей и ранее подверг¬
нутых нами фракционированию в виде щелочных солей на сефадексах
в водных средах [6] Так, исключаемая сефадексом Г-100 фракция буро¬
угольных кислот (фр. А!), полученная с выходом в 9,7%, в основном
задерживалась этим гелем при хроматографировании в среде ДМСО,
а каменноугольные гуминовые кислоты, исключавшиеся в водной среде
гелем Г-50 (фр. Б2), задерживались на нем в ДМСО.
Таблица 4
Выход фракций гуминовых кислот, разделенных высаливанием
и гель-хроматографией в ДМСО
Образцы
Выделенные фракции
Потери,
%
1
2
3
между
1 и 2
между
2 иЗ
после 3
Выход на исходные
п
кислоты, %
13,5
40,6
17,0
14,0
9,0
Нет
6,0
МВ-КГ3
165,0
17,0
8,1
47,9
12,0
»
Выход на исходные
кислоты, %
1,5
29,0
25,0
20,0
18,0
2,0
4,0
1Э
МВ10“3
95,0
17,5
8,6
38,5
11,5
8,0
Выход на исходные
гг
кислоты, %
1,0
42,0
30,0
10,0
8,0
4,0
5,0
*4
МВ10“3
80,0
16,8
8,0
38,0
12,5
6,0
Таким образом выявляются серьезные различия в поведении гуми¬
новых кислот при гель-хроматографии в водных системах и ДМСО. Эти
различия могли зависеть либо от разделительных параметров гелей,
либо определяться разным состоянием молекул гуминовых кислот в ука¬
занных средах.
Как показали опыты с модельными веществами (см. выше), молеку¬
лярно-ситовые характеристики сефадексов были одинаковы в воде и
ДМСО. Следовательно, причина указанных аномалий лежит в разной
степени ассоциированности молекул свободных гуминовых кислот и их
щелочных солей.
Гуминовые кислоты, растворенные в ДМСО, видимо, слабо ассоции¬
рованы; это следует из отсутствия выраженной концентрационной зави¬
симости при опытах их седиментации.в среде ДМСО [3]. В то же время
при седиментации в водных растворах наблюдается зависимость моле¬
кулярного веса щелочных солей гуминовых кислот от величин pH, что»
может служить прямым указанием на наличие межмолекулярных свя¬
зей, разрушаемых при повышении щелочности среды.
Склонность к ассоциации возрастает у фракций гуминовых кислот
с повышением молекулярного веса [5]. Поэтому различия в хромато¬
графическом поведении, связанные с разной степенью ассоциирован¬
ности частиц, должны прежде всего проявляться у высокомолекулярных
фракций, что и подтверждается приведенными выше данными.
Для суммарных препаратов гуминовых кислот при небольшом содер¬
жании высокомолекулярных фракций эти различия могут быть незначи¬
тельными и перекрываться влиянием других факторов, таких как сорб¬
ция кислот на матрице геля, приводящая к задержке выхода вещества
из колонок
Молекулярные веса фракций гуминовых кислот, исключаемых сефа-
дексами Г-100 и Г-200 в ДМСО, по нашим данным, лежат значительно
ниже пределов, установленных для этих марок гелей по эталонным
белкам и декстранам. Большая часть материала, исключаемого гелем
Г-100, элюировалась с фронтом растворителя и на сефадексе Г-200.
5*
67
Цифры, полученные для высокомолекулярных фракций (П-1, Б-1 и
К-1, табл. 4), относятся к материалу, исключаемому сефадексом Г-200
и очищенному от низкомолекулярных примесей многократной повторной
гель-хроматографией (см. рис. 3). Однако эти цифры являются сред¬
ними значениями МВ полидисперсных препаратов, в которых присут¬
ствовали компоненты как большего, так и меньшего МВ. Поэтому
действительная нижняя граница МВ гуминовых кислот, исключаемых
сефадексом Г-200, должна лежать еще ниже указанных средних величин.
На основании седиментационных и вискозиметрических измерений
было показано [4], что у данных высокомолекулярных фракций гуми¬
новых кислот находящиеся в растворе молекулы обладают высокой
степенью асимметрии. Проникновение подобных частиц в гели, по срав¬
нению с глобулярными белками равного МВ, должно быть сильно
затруднено.
В то же ввремя гидродинамические характеристики молекул гуми¬
новых кислот низкого МВ сближаются с таковыми белков и в их пове¬
дении при гель-хроматографии должна наблюдаться полная аналогия.
Полученные в настоящей работе данные показывают, что при оценке
МБР препаратов гуминовых кислот методом гель-хроматографии исполь¬
зование граничных значений МВ, исключаемых разными марками сефа-
дексов, установленных по эталонным белкам, совершенно неправомерно
и может привести к получению искаженных результатов. Это в особен¬
ности относится к препаратам почвенных гуминовых кислот, в которых
содержатся повышенные количества высокомолекулярных фракций.
Выводы
1. Параметры разделения разных марок сефадексов в водных средах
и ДМСО практически одинаковы.
2. Границы молекулярных весов, исключаемых сефадексами Г-100 и
Г-200 для гуминовых кислот, лежат значительно ниже, чем у белков и
декстранов, что обусловлено высокой асимметрией частиц их высоко¬
молекулярных фракций.
3. Гель-хроматография гуминовых кислот в среде ДМСО, в сравне¬
нии с другими вариантами этого метода, дает более объективную инфор¬
мацию об их молекулярно-весовом составе.
Литература
1. Алябина Г. А., Жигунов А. В., Щуру хина С. И. Использование метода гель-хромато¬
графии в изучении гумусовых веществ почвы. Почвоведение, 1975, Ns 9.
2. Детерман Г. Гель-хроматография. М., 1970.
3. Ребачук H. М., Максимов О. Б. Определение молекулярных весов гуминовых кислот
с помощью ультрацентрифуги. В сб.: Новые методы исследования гуминовых кис¬
лот. Владивосток, 1972.
4. Ребачук H. М., Недашковская Г. М., Степаненко Л. С., Сорочан В. Д., Макси¬
мов О. БДзизенко А. /С. О физико-химических свойствах гуминовых кислот. Высо¬
комолекулярные соединения, 1975, Ns 3.
5. Ребачук Я. М. Способы выделения и молекулярно-весовой состав гуминовых кис¬
лот. Автореф. дис. Владивосток, 1975.
6. Степаненко Л. С., Ребачук H. М., Максимов О. Б. Методы фракционирования гуми¬
новых кислот. Разделение фильтрацией на гелях. Химия тв. топлива, 1969, Ns 2.
7. Степаненко Л. С., Максимов О. Б. Тонкослойная гель-фильтрация гуминовых кис¬
лот. Почвоведение, 1970, Ns 1.
8. Степаненко Л. С., Ребачук Я. М., Максимов О. Б. Использование хроматографии на
гелях для изучения состава и реакционной способности гуминовых кислот. В сб.:
Новые методы исследования гуминовых кислот. Владивосток, 1972.
9. Степаненко Л. С. Деструктивное окисление щелочным перманганатом фракций гу¬
миновых кислот разного молекулярного веса. Деп. ВИНИТИ, Ns 1114, 1974.
10. Dibois М., Hamilton J. К, Gilles д. А., Robers P. А., Smith F. Colorimetric method
for determination of sugars and related substances. Anal, chem., v. 28, 1956.
11. Nakagawa M., Arita SYoshida H., Miki 7\, Nakayama Hosono У. Studies on the
Properties and the Structure of Regenerated Humic Acids.— Fractionation by Gel Filt¬
68
ration on Sephadex and the Properties of Fractions of Regenerated Humic Acids. J.
Fuel Soc. Japan, v. 51, N 12, 1972.
12. Stanley W. Jacob, Edward E. Rosenbaum, Don C. Wood. Dimethyl Sulfoxide. Marcel
Dekker, New York, v. 1, 1971.
13. Swift R. S., Posner A. M. Gel Chromatography of Humic Acid. Soil Sei., v. 22, N 2,
1971.
Тихоокеанский институт Дата поступления
биоорганической химии 23.11.1976 г.
L. S. STEPANENKO, O. B. MAXIMOV
STUDYING HUMIC ACIDS BY GEL CHROMATOGRAPHY ON SEPHADEXES
USING DMSO AS AN EFLUENT
This paper deals with some details of a previously reported method for separating hu¬
mic acids on on columns and thin-layer sephadex in dimethyl sulphoxide (DMSO) me¬
dium. The parameters of separation of various types of sephadexes in aqueous media and
DMSO were shown to be the same. In comparison with other versions of this method, hu¬
mic acid gel-chromatography in DMSO medium proved to give more information on the
molecular-weight distribution of humic acids.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
АГРОХИМИЯ ПОЧВ
УДК 631 17
А. П. СМИРНОВ, В. В. ЖЕРНАКОВА
АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМ
ФОСФАТОВ ПО ПРОФИЛЮ ПАХОТНЫХ СЕРЫХ
ЛЕСНЫХ ПОЧВ СРЕДНЕГО УРАЛА
Приведены данные о варьировании свойств пахотных лесостепных почв
двух зон Среднего Урала. Изучено содержание подвижных форм фосфора в
различных вытяжках, а также групповой состав минеральных фосфатов по
Чирикову Установлены значительные различия почв региона по запасам ва¬
лового фосфора, содержанию подвижных фосфатов и группового их состава.
Окультуренность почв способствует улучшению их фосфатного режима.
Агрохимические свойства лесостепных почв Среднего Урала (в пре¬
делах Свердловской обл.) недостаточно отражены в литературе [И, 13,
15], а распределение форм минеральных фосфатов в почвах и их измене¬
ние при разных уровнях агротехники никем не рассматривалось.
При оценке агрохимических свойств почв мы использовали резуль¬
таты анализов большого числа почвенных образцов (более 300 раз¬
резов). Формы фосфатов и их распределение по профилю изучали в
почвенных образцах из разрезов, заложенных на государственных сорто¬
участках и в соседних хозяйствах. Анализ кислотно-растворимых форм
фосфора проведен по методике Чирикова в модификации Шконде, а под¬
вижных фосфатов несколькими методами по 'прописям Хейфец [14]. Ва¬
ловые запасы фосфора определены по Гинз'бург с соавторами [4]. Другие
виды анализов выполнены общепринятыми методами.
Для выявления варьирования агрохимических свойств исследован¬
ных почв аналитический материал обработан методом вариационной
статистики [3]. Так как единого мнения о возможности обработки значе¬
ний pH статистическим методом нет, нами произведено преобразование
pH в сН (мкг/л раствора).
Статистическая обработка более 2400 различных анализов из не¬
скольких сот разрезов позволила наряду со среднеарифметическими
агрохимическими показателями охарактеризовать вариабельность каж¬
дого из них в изучаемых типах и подтипах почв (табл. 1).
Преобразование pH в сН позволило установить, что существующее
представление о слабом варьировании кислотности в почвах [1, 6] не
всегда верно. Из приведенных в табл. 1 данных видно, что степень варь¬
ирования кислотности (сН) в большинстве своем была наибольшей по
сравнению с данными других анализов. По величине средневзвешенных
коэффициентов вариации отдельные показатели для лесостепных почв
составляют следующий убывающий ряд: сН—119%, Р205—84, гидро¬
литическая кислотность—60, Мд—47, гумус и К20—37, Са—31, насы¬
щенность основаниями—8%.
70
Таблица 1
Сравнительная характеристика пахотных почв Среднего Урала
(числитель — среднее значение показателей, знаменатель — коэффициент вариации, %)
Са** | Нг**
Р«0, К,О
Почва
Число
образцов
Гори¬
зонт
сН,* мкг/л
Гу mvc,
%
мг^экв/Ю0 г почвы
по Кирсанову,
мг/кг почвы
Лесостепные почвы Среднего Предуралья
Светло-серая
17—37
^пах
31/100
2,8/33
14/32
4,0/59
41/100
70/32
18—37
С
30/113
—
22/33
2,2/42
160/63
65/37
Серая
22—51
^пах
21
4,2
19
5,1
27
69
19—39
С
22
—
22
2,3
145
48
Темно-серая
23-49
^пах
22
8,3
26
7,7
13
70
20—43
С
21
—
26
2,7
78
50
Чернозем опод-
32-47
■^пах
10/63
8,9/20
25/15
6,3/38
16/106
75/40
золенный
14—44
С
7/170
—
24/32
1,9/69
92/94
47/53
Лесостепные почвы Среднего Зауралья
Светло-серая
15-20
А
^пах
6/135
4,0/34
15/33
3,5/104
35/113
109/50
7—20
С
12/104
—
14/38
1,8/132
25/90
69/57
Серая
17—24
А
■^пах
1,7
4,5
17
2,7
57
91
7-17
С
1,6
—
28
1,3
65
70
Темно-серая
34-47
Апах
2,8
6,3
22
4,1
53
102
11-33'
С
5,7
—
22
0,5
54
68
Чернозем опод-
40
Апах
1,5/103
8,1/25
24/28
3,9/45
59/45
85/31
золенный
11-25
С
1,5/111
—
19/36
0,8/46
48/92
55/47
* Истинная концентрация ионов водорода, мкг/л раствора, (А. В. Петербургский. Практикум по
агрономической химии, 1968, стр. 105).
•• Гидролитическая кислотность.
Сравнение средних значений агрохимических показателей свидетель¬
ствует о том, что содержание гумуса в пахотном горизонте светло-серых
и серых почв Зауралья выше, чем в однотипных почвах Предуралья,
а для темно-серых почв и черноземов намечается обратная зависимость.
Существенных различий в содержании гумуса в других горизонтах не
наблюдается. Почвы районов Предуралья имеют повышенные величины
сН и гидролитической кислотности, содержат в верхних горизонтах
меньше фосфора, калия и магния, чем почвы лесостепи Зауралья.
Вместе с тем почвообразующие породы Предуралья богаче запасами
подвижного фосфора и обменного кальция. Содержание обменного
калия вниз по профилю однотипных почв обеих зон постоянно умень¬
шается. Причины такого распределения элементов в значительной сте¬
пени связаны с литологическими особенностями почвообразующих пород
Среднего Урала, а также обусловлены различиями почв по механиче¬
скому составу и смытости.
Лесостепные почвы Предуралья формируются в основном на элювии
серых артинских песчаников и отчасти на элювии глинистых сланцев,
как правило, с включением хряща и плиток выветрившихся пород.
По механическому составу почвообразующие породы этого региона
средне- и тяжелосуглинистые. Лесостепные почвы Зауральской равнины
формируются на лёссовидных суглинках и глинах и аллювиальных
наносах тяжелосуглинистого и легкоглинистого механического состава.
Для изучения влияния повышенной агротехники и удобрений на
физико-химические свойства и фосфатный режим были исследованы
образцы почвы, отобранные на полях государственных сортоучастков и
71
Таблица 2
Некоторые показатели пахотных почв сортоучастков и хозяйств
Номер
разреза
Почва
Горизонт
Мощность,
см
Ил
(0,001),
%
Са"4-Мв"
Н
г
мг*экв/\00 г почвы
Гумус, pH
% солевой
Ачитский сортоучасток (лесостепь Предуралья)
17.
Светло-серая
Апах
0—16
10
16,4
4,1
3,4
А!
16—23
10
24,7
3,9
2,8
С
91—142
21
28,2
2,1
2,5
24.
Серая лесная
Апах
0-23
8
16,3
6,4
5,2
23—30
10
18 0
6,0
4,0
С
182—200
31
29,8
2,5
1,4
30.
Темно-серая
Апах
0—24
13
23,0
9,4
6,5
Ах
24-33
И
22,7
10,3
6,8
С
129—200
29
15,6
2,1
2,3
43.
Чернозем опод-
Апах
0—24
28
28,1
13,1
10,6
золенный,
АВ
24-35
32
19,2
7,8
3,5
С
116—205
33
29,6
3,0
0,9
Совхоз «Артинский» (лесостепь Предуралья)
1231.
Светло-серая
Апах
0—17
10
14,5
3,6
2,5
В,
31-52
10
13,3
2,4
0,8
ВС
71—100
13
24,0
1,1
0,8
1223.
Серая лесная
Апах
0-20
20
18,5
1,9
5,3
В1
20—41
38
21,6
3,2
2,4
ВС
64—93
37
26,2
1,8
1,4
259.
Темно-серая
Апах
0-22
24
29,8
8,4
7,9
Ах
22—32
32
28,8
6,2
6,1
С
68—98
4
21,3
0,2
0,7
1141.
Чернозем опод-
Апах
0—24
20
30,0
6,6
9,6
золенный
АВ
24—36
29
18,8
10,5
3,9
ВС
60—95
12
24,1
8,1
0,7
Камышловский сортоучасток (южная окраина лесостепи Зауралья)
27.
Темно-серая
Апах
0-
-25
36
27,7
6,4
7,1
Ах
25-
-35
28
27,9
3,5
6,8
С
170-
-180
41
18,9
1,6
0,9
99.
Чернозем опод-
Апах
0-
-23
33
30,2
1,9
8,3
золенный
Ах
23-
-33
29
30,7
3,5
8,7
С
170-
-180
38
25,0
0,5
0,8
Совхоз «Кочневский» (южная окраина лесостепи Зауралья)
267.
Темно-серая
А
лпах
0-
-25
24
23,0
2,3
5,6
Ах
25-
-35
39
20,2
3,4
5,8
С
140-
-150
10
22,5
0,7
0,8
1485.
Чернозем опод-
А
лпах
0-
-23
24
35,6
4,5
10,0
золенный
Аг
23-
-33
37
31,8
4,3
6,7
С
130-
-140
39
28,4
1,0
1,0
Туринский сортоучасток (северная окраина лесостепи Зауралья)
58.
Светло-серая
Апах
0-
-21
23
15,6
1,8
2,5
А,
21-
-23
25
19,6
1,8
3,6
С
127-
-150
39
28,1
1,8
1,2
45.
Серая лесная
Апах
0-
-23
25
20,0
4,1
4,7
Ах
23-
-28
24
18,4
3,7
5,2
С
130-
-152
36
19,3
1,6
2,0
5,2
4,9
5.7
5.0
5.1
5.2
5.1
4.3
5.1
4.7
4.2
5.3
4.6
4.5
5.5
5.0
4.7
4.5
4.7
4.1
7,3
4.6
3.»
3.7
4.9
5.9
6.4
5.5
5.9
6.5
5,7
5,1
5.6
5.7
5,4
6,9
6,9
5.7
5.4
5.5
5.8
5.8
72
Таблица 2 (окончание)4
Некоторые показатели пахотных почв сортоучастков и хозяйств
Номер
разреза
Почва
Горизонт
Мощность,
см
Ил
(0,001).
%
Са'Ч-Мв*'
Н
г
мг-экв/Ш г почвы
Гумус,
%
рН.
солевой
Туринский сортоучасток (северная окраина лесостепи Зауралья)
48.
Т емно-серая
Апах
0-
-30
34
27,3
3,2
5,7
Ах
30-
-48
33
27,7
3,0
5,1
С
120-
-150
31
20,9
1,2
1,0
95.
Лугово-черно¬
Апах
0-
-22
30
35,9
1,0
10,2
земная
АВ
31-
-44
47
34,6
0,3
1,6
С
108-
-137
33
Не опр.
0,7
1,1
Колхоз им. Чапаева (северная окраина лесостепи Зауралья)
17.
Темно-серая
Апах
0—24
18
24,9
8,6
6,8
Вх
24—42
41
27,7
3,9
1,3
16.
Лугово-черно¬
А
пах
0-30
29
41,8
4,5
9,8
земная
АВ
30-40
31
31,8
3,8
2,1
близлежащих хозяйств *. Почвенным обследованием было установленог
что даже на сравнительно небольших площадях ГСУ, не превышающих
100 га, обнаружена значительная пестрота почвенного покрова. Эта
позволило нам сопоставить с почвами хозяйств не одну, а несколько
почвенных разностей. На Ачитском сортоучастке преобладают светло¬
серые и серые оподзоленные почвы (74% от площади ГСУ), на Турин¬
ском— темно-серые (53%), на Камышловском — черноземы (88%).
Введенные в 1938 г. 8-польные севообороты прошли четыре полных
ротации.
В течение 1961—1972 гг. в среднем на 1 га пашни сортоучастков вне¬
сено по 73 т органических и 80 ц минеральных удобрений, в то время
как в хозяйствах соответственно по 35 т органических и по 12 ц мине¬
ральных. За этот же период средний урожай зерновых культур на сорто¬
участках составил 27 ц/га, картофеля 170 ц/га, сена многолетних трав
43 ц/га, что в два раза 'превышает среднюю урожайность в близлежа¬
щих колхозах и совхозах.
Серые лесные почвы сортоучастков отличаются от своих аналогов в
хозяйствах более мощным пахотным горизонтом (в среднем на 1—3 см),
несколько меньшим содержанием в нем гумуса и поглощенных основа¬
ний (табл. 2). Уменьшение количества гумуса в пахотном горизонте
почв ГСУ наблюдалось также в соседних районах Курганской обл. {7,8].
По данным Гро [5}, меньшее содержание перегноя свидетельствует о бо¬
лее благоприятных условиях для микробиологической деятельности.
В низлежащих горизонтах почв на сортоучастках, наоборот, отмеча¬
ется большее содержание гумуса по сравнению с аналогичными поч¬
вами хозяйств, что свидетельствует об активной миграции подвижных
гумусовых кислот из пахотного слоя в кислой среде. Последнее хорошо
прослеживается не только на более легких почвах Ачитского, но и на
тяжелых суглинках Туринского сортоучастка. По мнению Пономаревой
[12], это связано с передвижением из верхних горизонтов вниз неполно
усредненных «кислых» гуматов кальция с током воды. Обогащение
органическим веществом всего почвенного профиля связано также с
интенсивностью развития в нем корней растений. Запасы гумуса в пахот-
* Почвенные разрезы заложены и описаны инженерами-почвоведами Уральского
филиала института «Росгипрозем» Т. С. Медведевой, В. М. Волковым, Л. И. Калашни¬
ковой, В. Н. Бозиной.
73
Таблица 3
Групповой состав и формы подвижных фосфатов в лесостепных почвах
различной окультуренности (Р20б мг/к? почвы)
Номер
разреза
Гори¬
зонт
Подвижная Р206 по
Вало-
вой
фосфор
Группы фосфатов по Чиркову
1
II
III
I+II+JII
Кирса¬
нову
Труогу
Арре¬
ниусу
мг
% ОТ
общего
Р
мг
% от
общего
Р
мг
% ОТ
общего
Р
i
мг |
% от
общего
Р
А ч И Т
С К И Й
С О ]
}тоуч
а с т
ок
17.
Апах
80
40
240
1800
21
1,2
241
13
196
И
458
25,2
А1
78
36
281
1700
25
1,5
253
15
118
7
396
23,5
с
204
92
£23
1680
35
2,1
589
35
344
21
967
58,1
24.
АПах
102
48
300
2210
23
1,0
265
12
368
16
656
29,0
Ах
87
44
280
2160
16
0,7
188
9
192
9
396
18,7
С
66
36
170
850
13
1,5
33
4
256
30
302
35,5
30.
Апах
120
50
330
2350
55
2,3
159
7
309
13
523
22,3
Ах
38
34
150
2490
50
2,0
Не
оп ре,
ц.
С
150
66
300
1180
31
2,6
16
1
335
28
382
31,6
43.
Апах
23
32
90
2600
19
0,7
74
3
116
4
209
7,7
АВ
17
33
70
1070
И
1,0
73
7
65
6
149
14,0
С
38
38
80
890
21
2,4
50
6
172
19
243
27,4
С о
В X О 3
«А р
тине:
к и й»
1231.
Апах 1
41
28
160
2190
8
0,3
155
7
175
8
338
15,3
в,
115
50
230
1270
8
0,6
164
13
180
14
352
27,6
ВС
164
91
321
1260
2
0,2
181
14
290
22
473
37,2
1223.
Апах
41
12
140
2390
7
0,3
79
3
132
6
218
9,3
Вх
29
9
111
1390
5
0,4
45
3
106
8
156
11,4
С
285
315
690
1480
2
0,1
144
10
240
17
386
27,1
259.
Апах
8
7
69
2650
4
0,2
28
1
75
3
108
4,2
Ах
6
7
30
2800
3
0,1
25
1
50
2
78
*3,1
С
33
44
110
1640
2
0,1
112
7
192
12
306
19,1
1141.
Апах
6
6
70
3790
2
0,1
15
1
57
2
75
3,1
АВ
8
6
120
2220
4
0,2
22
1
40
2
66
3,2
ВС
69
36
160
1500
2
0,1
48
3
92
6
142
9,1
Кг
1МЫШ
Л О в с к и й
сорт
о у ч
аст ок
27.
Апах
78
58
89
2160
20
0,9
92
4
163
8
275
12,9
Ах
61
54
91
1910
21
1,1
83
4
202
И
306
16,1
С
17
24
19
1690
10
0,6
53
3
50
3
ИЗ
6,6
99.
Апах
53
46
63
2300
14
0,6
74
3
148
6
236
9,6
Ах
41
42
50
1830
14
0,8
78
4
207
11
301
15,8
С
16
23
17
1740
13
0,8
50
3
45
3
108
6,8
Совхоз
«Ко
ч н е в с
: к и й»
267.
Апах
37
32
40
2120
8
0,4
42
2
122
6
172
8,4
Ах
33
32
20
1940
7
0,4
19
1
145
8
171
9,4
С
32
16
17
1860
4
0,2
17
1
33
2
54
3,2
1485.
Апах
30
23
60
2950
7
0,2
23
1
108
4
138
5,2
Ах
24
12
19
1680
2
0,1
38
2
36
2
76
4,1
С
27
1
44
60
1050
И
1,0
30
3
18
2
59
6,0
Тури
некий с с
1 рт о у
час
ток
58.
Апах
78
38
200
1280
18
1,4
71
6
276
21
365
28,4
Ах
81
34
200
1350
24
1,8
67
5
279
21
270
27,8
С
18
24
40
300
10
3,3
23
8
93
31
126
42,3
45.
д
пах
72
20
230
1370
22
1,6
51
4
268
20
341
25,6
Ах
58
60
160
1490
17
1,1
55
4
195
13
267
18,1
С
18
28
50
240
8
3,3
17
7
101
42
126
52,3
74
Таблица 3 (окончание)
Номер
разреза
Гори¬
зонт
Подвижная Р*Об по
Вало¬
вой
фосфор
Группы фосфатов по Чиркову
I
II
III
H-II+III
Кирса¬
нову
Труогу
Арре¬
ниусу
мг
% от
общего
Р
МГ
% ОТ
общего
Р
мг
% ОТ
общего
Р
мг
% от
общего
Р
Туринский сортоучасток
48.
Апах
84
47
200
1560
42
2,7
88
6
345
22
475
А,
81
: 7
240
1730
17
1.0
122
7
182
И
321
С
25
28
70
450
8
1.8
19
4
141
31
168
95.
Апах
20
30
70
1520
18
1,2
35
2
ИЗ
7
166
А,
18
20
50
1570
12
0,7
47
3
79
5
138
С
36
34
70
330
9
2,7
25
8
118
36
152
30.7
19,0
36.8
10,2
Колхоз им. Чапаева
17.
^пах
44
39
85
1800
19
1,1
75
4
204
11
298
В,
18
14
30
860
9
1.0
14
2
270
31
293
16.
■^пах
33
26
80
1950
20
1,0
30
2
307
16
357
АВ
20
14
35
110
16
1,5
20
2
267
24
303
ном и подпахотных горизонтах серых лесных почв сортоучастков значи¬
тельно больше, чем в почвах хозяйств.
Физико-химические свойства оподзоленных черноземов на сорто¬
участках и в хозяйствах были близкими.
Количество валового фосфора и его распределение по профилю
находится в соответствии с условиями формирования почв (табл. 3).
Подобно гумусу содержание валового фосфора в пахотных горизонтах
почв на сортоучастках было заметно меньше по сравнению с почвами
хозяйств. Светло-серые лесные почвы, как более легкие по механиче¬
скому составу и содержащие меньше гумуса, характеризуются наимень¬
шими запасами валового фосфора по сравнению с серыми и темно¬
серыми оподзоленными почвами.
Значительно меньше валового фосфора содержится в почвах север¬
ной окраины лесостепи Зауралья. Причиной этого явилась обедненность
фосфором почвообразующих пород, развивающихся под воздействием
близкого залегания грунтовых вод.
В распределении валового фосфора по профилю почв отмечается
характерная тенденция уменьшения количества фосфора от верхних
горизонтов к нижним. Встречаются, однако, разрезы со вторым макси¬
мумом в содержании валового фосфора, приходящемся на почво¬
образующую породу. Такой характер распределения общего фосфора в
профиле изученных почв связан с аккумуляцией фосфора в гумусовом
горизонте и со значительным содержанием этого элемента в глинистой
фракции почвообразующих пород.
Для характеристики способности почв обеспечивать растения фосфо¬
ром наряду с его общими запасами существенным признаком является
подвижность почвенных фосфатов. Систематическое применение более
высоких доз удобрений способствует накоплению в почвах сортоучастков
подвижного фосфора, извлекаемого 0,2 п НС1 (по Кирсанову), 0,002 п
H2S04 (по Труогу) и 1%-ной лимонной кислотой (по Аррениусу). Все
три метода хорошо отображают разницу в содержании подвижных фос¬
фатов по профилю почв. При этом подвижность фосфатов по всему про¬
филю оподзоленного чернозема была значительно ниже, чем в трех под¬
типах серых лесных почв.
75
По количеству фосфора, определяемого методами Кирсанова к
Аррениуса, все три подтипа серых лесных почв сортоучастков следует
отнести к почвам со средними запасами подвижной Р205. Метод Труога
указывает на низкую обеспеченность почв подвижным фосфатом.
Повышенная культура земледелия и применение удобрений нивели¬
ровали различия запасов подвижного фосфора в гумусовом горизонте
разных типов серых лесных почв. Значительно слабее процесс накопле¬
ния Р205 проявляется в оподзоленных черноземах. Количество подвиж¬
ного фосфора в почвах хозяйств было меньшим и все почвы здесь отно¬
сятся к очень бедным и бедным по запасам этого элемента.
Более четкую картину при выявлении влияния окультуривания почв
на содержание Р205 дало изучение группового состава фосфатов по*
Чирикову. Наиболее доступные растениям формы фосфора (I + II
групп — фосфаты щелочей и щелочноземельных металлов) в гумусовом
горизонте серых лесных почв сортоучастков составляли 3,5—14,6%
валового фосфора. При этом обогащение этими формами фосфора
наблюдается также и в подпахотных горизонтах. В пахотных горизонтах
аналогичных почв в хозяйствах усвояемых фосфатов содержится 0,4—
4,5% от валового фосфора, причем количество их сла'бо изменяется по*
профилю. Наименьшее содержание этих групп характерно для черно¬
земов. Полученные данные свидетельствуют о наличии принципиальных
различий между данными почвами Среднерусской лесостепи [1, 2, 9].
Серые лесные почвы региона содержат значительные количества
фосфатов полуторных окислов (III группа)—7—21% от валового запаса
в пахотных горизонтах на сортоучастках и 2—12% в менее окультурен¬
ных почвах хозяйств. Отмечено, что большее накопление фосфатов
III группы приурочено к почвам и горизонтам с большим количеством
илистой фракции. Черноземные почвы сортоучастков и хозяйств почти
не отличаются друг от друга по содержанию фосфатов полуторных
окислов.
В почвообразующих породах всех почв, за исключением южной
окраины лесостепи Зауралья, количество фосфатов полуторных окислов
самое высокое и, как правило, преобладает над 'более усвояемыми фор¬
мами фосфатов I + II групп. Отношение фосфатов I + II групп к III труп*
пе в почвах различной окультуренности, как правило, меньше 1: в гуму¬
совом горизонте сортоучастков в среднем равно 0,75, а почвах хо¬
зяйств— 0,50. Поскольку фосфаты III группы представляют собой один
из ближайших резервов в обеспечении растений фосфором, необходимо
сосредоточить поиск агротехнических методов с целью мобилизации
этой части почвенного фосфора.
Выводы
1. Лесостепные почвы Среднего Урала (Предуралье и Зауралье)
существенно различаются по физико-химическим свойствам. Эти раз¬
личия носят региональный характер, о чем свидетельствует наличие
принципиальных различий между отдельными агрохимическими показа¬
телями данных почв и их аналогов Среднерусской лесостепи.
2. Систематическое применение более высоких доз удобрений способ¬
ствует улучшению отдельных агрохимических свойств, в особенности
степени подвижности фосфора серых лесных почв на сортоучастках по
сравнению с их аналогами в хозяйствах. Фактор удобренности для черно¬
земных почв оказывал менее существенное влияние на изменение их
агрохимических показателей.
3. Окультуренность почв способствует улучшению их фосфатного
режима, что наиболее четко прослеживается в увеличении запасов
кислотно-растворимых фракций фосфатов.
76
Литература
1. Войкин Л. М., Романов В. А. Формы фосфатов в почвах Горьковской области, Поч¬
воведение, 1973, № 40.
2. Войкин Л. М., Андреев Ю. Б., Михайлов Ф. ЯВальников И. У. Формы фосфатов
в почвах Среднего Поволжья. Агрохимия, 1973, №11.
3. Воскресенский В. Л. Первичная обработка экспериментальных данных. «Наука»,
1969.
4. Гинзбург К. ЕЩеглова Г. М., Вильфиус Е. А. Ускоренный метод сжигания почв и
растений. Почвоведение, 1963, № 5.
5. Гро Андрэ. Практическое руководство по применению удобрений. Перевод с франц.
под ред. А. В. Петербургской. М., 1966.
6. Дубиковский Г. П. Фракции распределения агрохимических показателей в дерново-
подзолистых почвах БССР. Почвоведение, 1969, № 11.
7. Егоров В. П., Дюрягина Н. И. Сравнительная агрохимическая характеристика це¬
линных и пахотных черноземов Зауралья. Агрохимия, 1972, № 4.
8. Егоров В. П., Кривонос Л. А. Изменение агрохимических свойств черноземов За¬
уральской лесостепи под влиянием высокой культуры земледелия. Агрохимия, 1969,
№ 11.
'9. Еремкин А. С., Баринова К. Е. Формы фосфатов в серых лесных почвах Владимир¬
ского Ополья. Агрохимия, 1972, № 1.
10. Кочеткова В. Л. Варьирование агрохимических свойств перегнойноторфяных почв
Коми АССР. Почвоведение, 1971, № 8.
11. Лебедев Б. А. Агрохимическая характеристика почв. Районы Урала. Свердловская
область. «Наука», М., 1964.
12. Пономарева В. В. О сущности и географических закономерностях подзолообразова¬
ния. Почвоведение, 1956, № 3.
13. Смирнов А. П. Агрохимическая характеристика пахотных серых лесных почв и опод-
золенных черноземов Среднего Урала. Почвоведение, 1970, № 4.
14. Хейфец Д. м. Методы определения фосфора в почве. В кн.: Агрохимические методы
исследования почв. «Наука», 1965.
.15. Чамеев К. В., Иванов Н. А. О провинциальных особенностях в содержании гумуса
и валовых форм азота и фосфора в почвах Свердловской области. Тр. Свердловск.
СХИ, т. 14, 1965.
'Свердловская областная Дата поступления
агрохимическая лаборатория 6.Х1.1974 г.
МСК РСФСР
A. F. SMIRNOV?) V. V. ZHERNAKOVA
AGROCHEMICAL PROPERTIES AND DISTRIBUTION OF PHOSPHATE FORMS
IN PROFILES OF PLOUGHED GREY FOREST SOILS
OF THE MIDDLE URALS
Data are presemted on the variability of properties of ploughed forest steppe soils
from 311 profiles in two zones of the Middle Urals (Cis — and Transurals). The content
of mobile phosphate forms and their group composition in soil profiles have been studied
at crop testing stations and on farms.
Considerable differences among soils of the area in their total phosphur reserves,
the content of mobile phosphate forms and their group composition have been found.
Cultivation promotes the impeovement of grey forest soil phosphate regime.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
УДК 631.417.24
Е. В. ПРОСЯННИКОВ
СОДЕРЖАНИЕ ГУМУСА И АЗОТА В ПОЧВАХ ДЛИТЕЛЬНЫХ
ОПЫТОВ С ПЛОДОВЫМИ КУЛЬТУРАМИ
Показано, что 42-летнее выращивание в саду многолетних трав в со¬
четании с пропашными, однолетних полевых и овощных культур в сево¬
оборотах на фоне как органической, так и органо-минеральной систем удоб¬
рения, приводит к уменьшению запасов гумуса и азота в этих почвах по
сравнению с залежными. Содержание междурядий сада под бессменным чер¬
ным паром при обеих системах удобрения резко снижает содержание и за¬
пасы органического вещества в почве. Запашка в почву сидератов не ис¬
правляет этого положения.
Изменения содержания гумуса в почвах при их сельскохозяйствен¬
ном использовании давно привлекают внимание исследователей. В дли¬
тельных опытах с полевыми культурами получен обширный материал
по этому важному вопросу в различных почвенно-климатических зонах
страны.
В плодовых садах при выращивании в междурядьях различных куль¬
тур и применении на этом фоне удобрений изменения в содержании гу¬
муса и азота изучены недостаточно. Во многих работах, посвященных
названному вопросу, нет статистических критериев существенности экс¬
периментальных данных, что в определенной мере искажает объективное
представление об изучаемых процессах.
Для характеристики количественных изменений гумуса и азота в
серых лесных почвах длительных опытов с плодовыми культурами мы
использовали метод дисперсионного анализа [4], что позволило уста¬
новить границы возможных случайных отклонений, варьирование их за
счет повторений и оценить существенность различий между вариантами.
Исследования проводили в центральном агропочвенном районе лесо¬
степи УССР на базе 42-летних стационарных опытов Уманского СХИ,
заложенных в 1931 г. с яблоней сорта Пепинка литовская.
Один опыт двухфакторный проводится по методу расщепленных де¬
лянок на темно-серой лесной тяжелосуглинистой почве. На делянках
первого порядка (площадью 1500 м2) изучают способы содержания поч¬
вы в междурядьях сада (фактор А): 1) восьмипольный полевой сево¬
оборот свеклично-зернового направления; 2) овощной севооборот с низ¬
костебельными овощными культурами; 3) бессменный черный пар;
4) задернение люцерной в течение трех лет в сочетании с двухгодичной
культурой пропашных растений. Частота скашивания многолетних
трав — 2—3 раза в год. На делянках второго порядка площадью
(750 м2) изучают применение двух систем удобрения (фактор В): орга¬
нической и органо-минеральной. Первая заключается в том, что с мо¬
мента закладки опыта до 1941 г. в почву сада вносили по 40 т/га навоза
1 раз в 8 лет, а начиная с 1945 г.,— через каждые 4 года. На делянках
с органо-минеральной системой удобрения 1М, Р205, К20 вносили по
90 кг/га ежегодно до 1934 г., а после этого — по 120 кг/га 1 раз в 2 года.
Навоз вносили как и на делянках с органической системой удобрения..
Все удобрения вносят только под зябь.
78
Второй опыт идентичен первому, но делянки расположены на серой
лесной тяжелосуглинистой почве. Он отличается от предыдущего лишь
тем, что в нем отсутствует вариант «задернение в сочетании с пропаш¬
ными», который заменен сидеральным паром с летним посевом сидераль-
ных культур, таких как горох или гречиха.
Оба опыта проводятся на делянках, составляющих один массив сада
и занимающих площадь 6 га, что позволяет проводить обработку почвы
в междурядьях орудиями тракторной тяги. Агрохимические исследова¬
ния почв проводили в 4-кратной повторности.
За контроль приняты залежные участки в дубовых лесополосах, поч¬
вы под которыми сходны с почвами опытных участков, но задернены
естественным разнотравьем с преобладанием злаковых трав.
Почвенные образцы для анализов брали буром из каждого 25-санти¬
метрового слоя до глубины 75 см на всех четырех параллельных делян¬
ках опытов. Для каждой из них составляли индивидуальный смешанный
образец из 10 почвенных проб. Такой метод отбора почвенных образцов,
по данным Доспехова, Мазуриной [ЗД, обеспечивает эффективность, рав¬
ную 98,2%. На залежных участках образцы брали буром из тех же слоев
почвы, но смешанный образец составляли из 15 почвенных проб.
Для определения содержания гумуса и общего азота почву подготав¬
ливали согласно существующим методикам [1]. Общий углерод опре¬
деляли по Тюрину с фенилантраниловой кислотой в качестве индикатора
по Симакову. Для вычисления количества гумуса использовали коэффи¬
циент 0,005173. Общий азот определяли по Кьельдалю.
Для вычисления запасов гумуса и азота на каждом варианте опытов
и на залежных участках определяли послойно до глубины 75 см объем¬
ный вес почвы.
За 42 года проведения опытов запасы гумуса и азота в почвах по
всем обследованным слоям уменьшились по сравнению с почвами за¬
лежных участков.
В первом опыте применяемые системы обработки почвы по интенсив¬
ности располагаются в убывающий ряд: бессменный черный пар>овощ-
ной севооборот>задернение в сочетании с пропашными>полевой сево¬
оборот. В возрастающий ряд они располагаются по количеству фито¬
массы, ежегодно возвращающейся в почву, и по запасам гумуса и обще¬
го азота на 42 году опыта (табл. 1).
Наибольшее уменьшение запасов гумуса и азота произошло в вари¬
анте бессменного черного пара при органо-минеральной системе удобре¬
ния. В слое 0—25 см запасы гумуса составляют 37,1 т/га, или 35,5% от
залежи, а азота— 1,88 т/га, или 29,5%. В слое 0—75 см соответственно —
80,5 т/га, или 38,9%, и 4,33 т/га, или 31,8%.
Наименьшие потери гумуса и общего азота отмечены в полевом се¬
вообороте при органо-минеральной системе удобрения. В слое 0—25 см
они составили: гумуса 10,4 т/га, или 10,0% от залежи, азота — 0,56 т/га,
или 8,8%. В слое 0—75 см соответственно—14,8 т/га, или 7,1%, и
1,19 т/га, или 8,7%.
Во втором опыте изучаемые системы содержания почвы по интенсив¬
ности обработки почвы располагаются в убывающий ряд: бессменный
черный пар>сидеральный пар>овощной севооборот>полевой севообо¬
рот. В возрастающий ряд они располагаются по количеству фитомассы,
ежегодно возвращающейся в почву, и по запасам гумуса и общего азота
на 42-м году существования опыта (табл. 2).
Наибольшие потери гумуса и азота произошли в варианте бессмен¬
ного черного пара. В слое 0—25 см при органической системе удобрения
они составили: гумуса 31,8 т/га, или 38,4% от залежи, азота — 2,24 т/га,
или 36,5%. В слое 0—75 см соответственно — 57,0 т/га, или 38,9% и
3,63 т/га или 30,8%.
79
Таблица 1
Запасы гумуса и азота в темно-серой лесной почве длительного опыта
с различными системами содержания почвы в междурядьях сада и удобрениями
Вариант
Глубина, см
Объемный вес
почвы, г/см8
Гумус
| Азот
Гумус |
| Азот
т/га
в слое 0—75 см, т/га
Полевой севооборот
навоз
0-25
1,34
82,4
5,16
155,3
11,21
25-50
1,29
48,0
3,45
50—75
1,24
24,8
2,60
навоз + ЫРК
0-25
1,30
93,9
5,82
192,1
12,44
25—50
1,18
61,1
3,92
50-75
1,27
37,1
2,70
Овощной севооборот
навоз
0-25
1,36
85,0
5,24
178,3
11,46
25-50
1,22
58,3
3,63
50-75
1,31
35,0
2,59
навоз + ЫРК
0-25
1,38
72,8
5,07
142,5
10,73
25—50
1,34
42,6
3,11
50-75
1,36
26,2
2,55
Бессменный черный пар
навоз
0-25
1,44
85,3
5,04
160,1
10,43
25—50
1,12
43,7
3,00
50-75
1,33
31,3
2,39
навоз + №К
0-25
1,43
67,2
4,50
126,4
9,30
25—50
1,27
36,2
2,67
50-75
1,33
22,9
2,13
Задериение в сочета¬
нии с пропашными
навоз
0—25
1,37
77,8
5,45
148,6
11,39
25—50
1,24
49,0
3,63
50-75
1,23
21,8
2,31
навоз -\г ЫРК
0-25
1,31
91,0
5,96
175,5
12,57
25-50
1,28
53,4
3,94
50-75
1,35
31,0
2,67
Залежь
0-25
1,35
104,3
6,38
206,9
13,63
25—50
1,23
65,5
4,09
50-75
1,29
37,1
3,16
В полевом севообороте на фоне органо-минеральной системы удобре¬
ния эти потери по сравнению с почвой залежного участка составили в
слое 0—25 см для гумуса 8,3 т/га, или 10,0%, а длд общего азота
I, 00 т/га, или 16,3%. В слое 0—75 см соответственно—16,5 т/га, или
II, 0% и 1,2 т/га, или 10,2%.
В почве 42-летнего сидерального пара, отличающегося от черного
значительно большим количеством фитомассы, поступающей в почву
после запашки зеленого удобрения, существенного увеличения запасов
гумуса и азота не обнаружено (табл. 2). Кроме того, при органо-мине¬
ральной системе удобрения заметна некоторая тенденция к их умень¬
шению. По мнению Лехнис [ЬбЬтэ, 9], Ваксмана [2], Рассела [6],
Турчина [8], Рубина [7], Захарченко, Леончик [5], это объясняется тем,
что запашка зеленой массы сидерата активизирует жизнедеятельность
почвенной микрофлоры, а это влечет за собой усиление минерализации
азота гумуса.
Как видно из приведенных выше данных (табл. 1, 2), содержание гу¬
муса и общего азота в вариантах опытов сильно варьирует во всех слоях
почв. Дисперсионный анализ экспериментальных данных позволяет
определить долю каждого из изучаемых факторов и их взаимодействия
в этих изменениях. Анализ таблиц с математической обработкой дан-
80
Таблица 2
Запасы гумуса и азота в серой лесной почве длительного опыта с системами
содержания почвы в междурядьях сада и удобрениями
Вариант
Глубина, см
Объемный вес
Гумус
| Азот
Гумус
Азот
почвы, г/см*
т/га
в слое 0—75 см, т/га
Полевой севооборот
навоз
0-25
25—50
50—75
1,28
1,28
1,34
67,5
38,1
21,8
4,61
2,69
2,18
127,4
9,48
навоз-)-ЫРК
0—25
25—50
50—75
1.35
1.36
1,32
74.6
37.7
20,5
5,13
3.23
2.24
132,8
10,60
Овощной севооборот
навоз
0—25
25—50
50-75
1,45
1.30
1.30
68,8
35.1
21.1
4,54
2,67
2,24
125,0
9,45
навоз+ЫРК
0—25
25—50
50-75
1,61
1,30
1,32
78,1
32,5
19,8
5,59
2,67
2,34
130,4
10,60
Бессменный черный пар
навоз
0—25
25-50
50-75
1,48
1.36
1.36
51,1
23,5
17,7
3.89
2,38
1.90
92,3
8,17
навоз+ЫРК
сл
0 ело
1 I I
•<1 сл ю
сл о ел
1,53
1,35
1,39
55,5
26,0
17,7
4,21
2,60
2,19
99,2
9,00
Сидеральный пар
навоз
0—25
25-50
50-75
1,51
1,31
1,33
58.9
25.9
17,3
4,23
2,46
1,83
102,1
8,52
навоз+ЫРК
0-25
25—50
50-75
1,44
1,28
1,35
55,1
26.9
18.9
3,67
2,34
2,19
100,9
8,20
Залежь
0—25
25-50
50—75
1,46
1,33
1,38
82,9
40.2
26.2
6,13
3,26
2,41
149,3
11,80
ных многофакторного опыта проводили с помощью убывающих рядов,
построенных на заданном уровне значимости.
Темно-серая лесная почва, слой 0—25 см. По содержа¬
нию гумуса в почве изучаемые факторы и их взаимодействие на 5%-ном
уровне значимости располагаются в следующие убывающие ряды
(табл. 3).
Фактор А. Полевой севооборот=задернение в сочетании с пропаш-
ными>овощной севооборот>бессменный черный пар.
Фактор В. Системы удобрения за 42 года существования опыта
оказали одинаковое влияние на содержание гумуса в почве — РФ<Р05.
Взаимодействие А В. Эффективность систем содержания почвы
при разных системах удобрения (столбцы): 1) при органической систе¬
ме удобрения — овощной севооборот=полевой севооборот=бессменный
черный пар=задернение в сочетании с пропашными; 2) при органо-ми¬
неральной системе удобрения — полевой севооборот = задернение в со¬
четании с пропашными>► овощной севооборот=бессменный черный пар.
Эффективность систем удобрения при разных системах содержания
почвы (строки): 1) в полевом севообороте — органо-минеральная>
>органическая; 2) в овощном севообороте — органическая>органо-ми-
неральная; 3) при паровании — органическая>органо-минеральная;
6 Почвоведение, № 10
81
Таблица 3
Содержание гумуса (%) в темно-серой лесной почве длительного опыта с системами
содержания и удобрения почвы в междурядьях сада
Сиотема удобрения—фактор В
Система содержания почвы — фактор А
органическая
органо-мине¬
ральная
Среднее содержание
гумуса по фактору^А
Слой 0—25 см
Полевой севооборот
Овощной севооборот
Бессменный черный пар
2,46
2,89
2,50
2,11
2,37
1,88
пропашными
2,27
2,78
Для взаимодействия АВ:
столбцы— 5-, % = 3,4; НСР0Б =
строки — 5-, % = 4,7; НСР0Б =
Среднее содержание гумуса по факто¬
ру В | 2,40
Слой 25—50 см
Полевой севооборот
Овощной севооборот
Бессменный черный пар
Задернение в сочетании с пропашными
Для взаимодействия АВ:
столбцы — 5-, % =4,5; НСР06 =
строки — 5-, % = 2,8; НСР05 =
= 0,26%
0,34%
2,42
Среднее содержание гумуса по факто-
РУ В
Полевой севооборот
Овощной севооборот
Бессменный черный пар
1,63
Слой 50—75 см
Для взаимодействия АВ:
столбцы — 5-, % = 4,8; НСР05 =
строки — 5-, % = 4,0; НСР0Б =
Среднее содержание гумуса по факто-
РУ В
2,68
2,31 5—, % = 3,4
2,12 НСР0, = 0,19%
2,50
1,49
2,07
1,91
1,27
1,56
1,14
1,58
1,67
= 0,23%
0,14%
1,54
0,80
1,17
1,07
0,77
0,94
0,69
с пропашными
0,71
0,92
РФ<Р„
1 78
1,59 5-,’% = 4,5
1,35НСРо,= 0,16%
1,62
Я-, % = 2,8;
НСР0* — 0,07%
0,98
0,92 £_, % = 4,8
0,82 НСР06= 0,10%
0,81
0,88
= 0,13%
0,11%
0,89
Рф<Р**
4) при сочетании выращивания многолетних трав с культурой пропаш¬
ных растений — органо-минеральная > органическая.
По содержанию общего азота в почве в результате действия факто¬
ра А системы содержания на 5%-ном уровне значимости располагаются
в убывающий ряд (табл. 4): задернение в сочетании с пропашными =
=полевой севооборот^овощной севооборот>бессменный черный пар.
Фактор В и взаимодействие АВ оказали одинаковое влияние на ко¬
личественные изменения общего азота в слое почвы 0—25 см— РФ<Р05.
Слой 25—50 см. По содержанию гумуса в почве изучаемые факторы
и их взаимодействие на 5%-ном уровне значимости располагаются в
следующие убывающие ряды (табл. 3).
Фактор А. Полевой севооборот=задернение в сочетании с про¬
пашными ^овощной севооборот> бессменный черный пар.
Фактор В. Органическая система удобрения>органо-минеральная
система удобрения.
82
Таблиц'а 4
Содержание общего азота(%)в темно-серой лесной почве длительного опыта
с системами содерокания и удобрения почвы в междурядьях сада
Система удобрения—фактор В
Система содержания почвы — фактор А
органическая
органо-мине¬
ральная
Среднее содержание азота
по фактору А
Слой 0—25
см
Полевой севооборот
0,154
0,179
0,166
Овощной севооборот
0,154
0,147
0,1515-, % = 4,5
Бессменный черный пар
0,140
0,126
0,133 НСР08= 0,016%
Задернение в сочетании с пропаш-
ными
0,159
0,182
0,171
Для взаимодействия АВ:
рф<р0Б
Среднее содержание общего азота 1 1 1
по фактору В
| 0,152
| 0,158
| Рф<Ро.
Слой 25—50
см
Полевой севооборот
0,107
0,133
0,120
Овощной севооборот
0,119
0,093
0,106 5-, % =4,5
Бессменный черный пар
0,107
0,084
0,095 НСР08=
Задернение в сочетании с пропаш¬
ными
0,117
0,123
0,120=0,011%
Для взаимодействия АВ:
рф<р,6
Среднее содержание общего азота
|
1
по фактору В
1 0,113
0,108
| РФ<Р«
Слой 50—75
см
Полевой севооборот
0,084
0,085
0,084
Овощной севооборот
0,079
0,075
0,077 Рф<Р.»
0,067
Бессменный черный пар
0,072
0,063
Задернение в сочетании с пропаш¬
ными
0,075
0,079
0,077
Для
взаимодейств*
Рф<Ро5
1Я АВ:
Среднее содержание общего азота 1 1 1
по фактору В |
| 0.078
| 0,075
| Рф<Ро*
Взаимодействие А В. Эффективность систем содержания почвы
при разных системах удобрения (столбцы): 1) при органической систе¬
ме удобрения — овощной севооборот>задернение в сочетании с пропаш¬
ными^ бессменный черный пар = полевой севооборот; 2) при органо¬
минеральной системе удобрения — полевой севооборот>задернение в
сочетании с пропашными>овощной севооборот=бессменный черный
пар. Эффективность систем удобрения при разных системах содержания
почвы (строки): 1) в полевом севообороте — органо-минеральная>
> органическая; 2) в овощном севообороте — органическая ^органо-ми¬
неральная; 3) при бессменном паровании — органическая>органо-ми¬
неральная; 4) при сочетании выращивания многолетних трав с культурой
пропашных растений — органо-минеральная >органическая.
По содержанию в почве общего азота (табл. 4) в результате действия
фактора А системы содержания на 5%-ном уровне значимости распо¬
лагаются в убывающий ряд: полевой севооборот=задернение в сочета¬
нии с пропашными>овощной севооборот>бессменный черный пар.
6*
83
Таблица 5
Содержание гумуса (%) в серой лесной почве длительного опыта с системами
содержания и удобрения почвы в междурядьях сада
Система удобрения—фактор В
Система содержания почвы—фактор А
органическая
органо-мине¬
ральная
Среднее содержание гумуса
по фактору А
Слой 0—25 см
Полевой севооборот
Овощной севооборот
2,11
1,91
2,21
1,94
2,16
1,93 Б-, % = 3,6
Бессменный черный пар
Сидеральный пар
1,38
1,56
1,45
1,53
1,41 НСР** = 0,14%
1,54
Для взаимодействия АВ:
Рф<Ро8
Среднее содержание гумуса по фак¬
тору В
1,74
1 1.?8
| РФ<Р.»
Слой 25—50
см
Полевой севооборот
Овощной севооборот
1,19
1,08
1,11
1,00
1 15
1,04 5-, % = 5,3
Бессменный черный пар
Сидеральный пар
0,69
0,79
0,77
0,84
0,73 НСР„= 0,11%
0,81 '
Для взаимодействия АВ:
Рф<Р,6
Среднее содержание гумуса по фак¬
тору В
| 0,94
| 0,93
Рф<Ро*
Слой 50—75
см
Полевой севооборот
Овощной севооборот
0,65
0,65
0,62
0,60
0,64
0,62 5-, % = 2,8
Бессменный черный пар
Сидеральный пар
0,52
0,52
0,51
0,56
0,51 НСРо*— 0,04%
0,54
Для взаимодействия АВ:
РФ<Р06
Среднее содержание гумуса по фак¬
тору В
0,58
| 0,57
Рф<Ро»
Фактор В и взаимодействие АВ оказали в этом слое почвы, как и в
слое 0—25 см, одинаковое влияние на количественные изменения общего
азота —РФ<Р05.
Слой 50—75 см. По содержанию гумуса в почве изучаемые факто¬
ры и их взаимодействие на 5%-ном уровне значимости располагаются
в следующие убывающие ряды (табл. 3).
Фактор А. Полевой севооборот=овощной севооборот>бессменный
черный пар=задернение в сочетании с пропашными.
Фактор В. В этом случае почвы, как и в слое 0—25 см, системы
удобрения за 42 года существования опыта оказали одинаковое влияние
на содержание гумуса — РФ<Р05.
Взаимодействие А В. Эффективность систем содержания почвы
при разных системах удобрения (столбцы): 1) при органической систе¬
ме удобрения — овощной севооборот=бессменный черный пар >полевой
севооборот=задернение в сочетании с пропашными; 2) при органо-мине¬
ральной системе удобрения — полевой севооборот>задернение в соче¬
тании с пропашными>овощной севооборот=бессменный черный пар.
Эффективность систем удобрения при разных системах содержания
почвы (строки): 1) в полевом севообороте — органо-минеральная>ор-
ганическая; 2) в овощном севообороте — органическая>-органо-мине-
84
Таблица 6
Содержание общего азота (%) в серой лесной почве длительного опыта с системами
содержания почвы в междурядьях сада и удобрениями
Система удобрения—фактор В
Система содержания почвы—фактор А
органическая
органо-мине¬
ральная
Среднее содержание общего
азота по фактору А
Слой 0—25
СМ
Полевой севооборот
Овощной севооборот
0,144
0,126
0,152
0,139
0,148
0,132 5-, % = 4,0
Бессменный черный пар
Сидеральный пар
0,105
0,112
0,110
0,102
0,108 НСР05 = 0,011%
0,107
Среднее содержание общего
по фактору В
Полевой севооборот
Овощной севооборот
Бессменный черный пар
Сидеральный пар
Среднее содержание общего
по фактору В
Полевой севооборот
Овощной севооборот
Бессменный черный пар
Сидеральный пар
Среднее содержание общего
по фактору В
Для взаимодействия АВ:
рф<р06
азота I
0,122 | 0,126
Слой 25—50 см
0,084
0,082
0,070
0,075
0,095
0,082
0,077
0,073
Для взаимодействия АВ:
РФ<Р05
азота I I
I 0,078 | 0,082
Слой 50—75 см
Для взаимодействия АВ:
F<|,<Fo6
азота
0,061 I 0,067
0,065
0,068
0,069
0,071
0,056
0,063
0,055
0,065
Рф<Гоб
0,089
0,082 F^Fos
0,073
0,074
Рф<Роб
0,067
0,070
0,060 Рф<Р0Б
0,060
РФ<Р05
ральная; 3) при бессменном паровании — органическая>органо-мине-
ральная; 4) при сочетании выращивания многолетних трав с культурой
пропашных растений — органо-минеральная>органическая.
Изучаемые факторы и их взаимодействие в этом слое почвы оказали
одинаковое влияние на количественные изменения общего азота —
РФ<Р05 (табл. 4).
Серая лесная почва, слой 0—25 см. По содержанию гумуса
и общего азота в почве (табл. 5, 6) в результате действия фактора А
системы содержания на 5%-ном уровне значимости располагаются в
такой убывающий ряд: полевой севооборот> овощной севооборот>си¬
деральный пар = бессменный черный пар.
Фактор В и взаимодействие АВ оказали одинаковое влияние на коли¬
чественные изменения гумуса и общего азота в этом слое почвы — Рф<
<Р05 (табл. 5, 6).
Слой 25—50 и 50—75 см. По содержанию гумуса в этих слоях
почвы в результате действия фактора А системы содержания на 5%-ном
уровне значимости располагаются в убывающий ряд: полевой севообо-
рот = овощной севооборот>сидеральный пар = бессменный черный пар.
85
Фактор В и взаимодействие АВ оказали одинаковое влияние на ко¬
личественные изменения гумуса и общего азота — РФ<Р05 (табл. 5, 6).
Такое же явление отмечается при влиянии фактора А на содержание
в этих слоях почвы общего азота.
Определенный интерес представляет взаимосвязь между содержани¬
ем в почве опытного сада гумуса и общего азота и урожайностью пло¬
довых деревьев и качеством плодов.
Первый заметный урожай плодов был (получен в 1936 г. [7]. В 1941—
1945 гг. учет урожая не 'проводили. В среднем за все время существова¬
ния опыта суммарный урожай с дерева по бессменному черному и сиде-
ральному пару был одинаковым. Значительно меньше он был по овощ¬
ному севообороту и наиболее низкий — по задернению в сочетании с
пропашными и полевому севообороту. Однако, как указывает Рубин [7],
влияние отдельных систем содержания почвы на урожайность деревьев
резко менялось во времени. Понижение урожайности под влиянием за-
дернения в сочетании с пропашными было особенно сильным в первые
10 лет, впоследствии оно значительно ослабилось, а в 1973 г. урожай¬
ность в этом варианте была такой, как в бессменном черному пару и
овощном севообороте (табл. 7). Следовательно, в почве вариантов, где
Таблица 7
Влияние систем содержания почвы в междурядьях сада на урожайность яблони
Пепинка литовская (по данным кафедры земледелия Уманского СХИ)
Система содержания междурядий
Суммарный урожай с одного
дерева за 1936—1940
и 1945—1973 гг.
Средний урожай с одного
дерева в 1973 г.
кг
%
кг
%
Бессменный черный пар
4140,3
100,0
155,3
100,0
Сидеральный пар
4068,0
98,4
102,0
66,1
Овощной севооборот
Задернение в сочетании с пропаш¬
3348,0
80,9
169,0
109,0
ными
2672.0
2558.0
64,5
169,0
109,0
Полевой севооборот
54,5
123,0
79,0
постоянно создавались условия для интенсивной минерализации гуму¬
са, в первые десятилетия урожай был выше по сравнению с вариантами,
где запасы гумуса в почве уменьшались менее интенсивно. В последнее
время наблюдается тенденция к сглаживанию этих различий.
Значительный интерес представляют данные, полученные на кафедре
земледелия Уманского СХИ, о влиянии различных систем содержания
почвы в садах на качество плодов и их лежкость.
Во все годы наблюдений процент сухих веществ в плодах с деревьев
при бессменной паровой обработке почвы был ниже, чем при задернении
в сочетании с пропашными. Наиболее высокая кислотность плодов от¬
мечалась при паровой обработке почвы и наименьшая — при задернении
в сочетании с пропашными. Понижение кислотности наблюдалось в ва¬
риантах с полевым и овощным севооборотами. Меньше всего сахаров
содержалось в плодах при бессменной паровой обработке почвы в меж¬
дурядьях сада и в варианте сидерального пара. В этих же вариантах
ухудшалась лежкость плодов.
Выводы
1. Количественные изменения гумуса и общего азота в серых лесных
почвах плодовых садов Центрального агропочвенного района лесостепи
УССР определяются комплексом агрономических приемов: системой со¬
держания почвы в междурядьях и системой удобрения.
86
2. 42-летнее выращивание в междурядьях сада многолетних трав в
сочетании с пропашными, однолетних полевых и низкостебельных овощ¬
ных культур в севооборотах на фоне как органической, так и органо-ми¬
неральной систем удобрения, уменьшает запасы гумуса и общего азота
в серых лесных почвах по сравнению с залежью.
3. Чрезмерно интенсивная обработка почвы в садах (бессменный
черный пар) как при органической, так и при органо-минеральной си¬
стеме удобрения, создает условия для резкого уменьшения содержания
и запасов органического вещества в серых лесных почвах.
4. Запашка в серую лесную почву 42-летнего сидерального пара зе¬
леного удобрения не увеличила запасов и содержания гумуса и общего
азота по сравнению с черным паром.
5. Длительное применение в садах навоза в дозе 40 г/га 1 раз в 4 го¬
да и этой дозы навоза в сочетании с полным минеральным удобрением
в дозе 120 кг!га 1 раз в 2 года на фоне всех изучаемых систем содержа¬
ния почвы в междурядьях не привело к увеличению запасов и общего
азота, более того, они уменьшились по сравнению с залежными почвами.
6. Потери гумуса и общего азота из слоя 0—25 см серой лесной поч¬
вы несколько выше, чем из темно-серой лесной.
7. Содержание гумуса в почве оказывает влияние на урожайность
плодовых деревьев и качество плодов.
Литература
1. Бельчикова Н. П. Определение гумуса почвы по методу И. В. Тюрина. В кн.: Агрохи¬
мические методы исследования почв. «Наука», 1965.
2. Ваксман С. Гумус, происхождение, химический состав и значение его в природе. Сель-
хозгиз, М., 1937.
3. Доспехов Б. А., Мазурина В. А. Отбор почвенных проб в полевом опыте и статисти¬
ческая обработка данных. Вести, с.-х. науки, № 10, 1970.
4. Доспехов Б. А. Планирование полевого опыта и статистическая обработка его дан¬
ных. «Колос», 1972.
5. Захарченко И. Г., Леончик О. А. Баланс азота в почве при внесении зеленой массы
люпина. Агрохимия, № 7, 1971.
6. Рассел Э. Д. Почвенные условия и роста растений. Изд-во иностр. лит., 1955.
7. Рубин С. С. Содержание почвы в садах. «Колос», 1967.
8. Турчин Ф. В. Превращение азотных удобрений в почве и усвоение их растениями.
Агрохимия, № 3, 1964.
9. Löhnis F. Nitrogen availability of green manure. Soil Sei., v. 22, 1926.
Уманский СХИ Дата поступления
19.V.1975 г.
S. V. PROSYANNIKOV
CONTENT OF HUMUS AND NITROGEN IN SOILS UNDER PROLONGED
EXPERIMENTS WITH FRUIT CROPS
It has been shown that 42 year cultivation of perennial grasses in the inter-row spa-
cings of the orchards in combination with tilled crops, annual field crops and vegetables
decreases humus and total nitrogen contents in these soils as compared with layland
soils. Keeping the inter-row spacings of orchards under continuous bare fallow sharply
decreases the organic matter content in the soil. The ploughing in of green manure crops
does not improve the position.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
№ 10
1970
УДК 631.16.633.16
Т. Т. ТАЗАБЕКОВ, Ж. ШАРАХИМБАЕВ
ДИНАМИКА ПОДВИЖНЫХ ФОРМ АЗОТА В ПРЕДГОРНОЙ
ТЕМНО-КАШТАНОВОЙ ПОЧВЕ
Изложены результаты полевого опыта по изучению динамики подвиж¬
ных форм азота в разных горизонтах предгорной темно-каштановой поч¬
вы. Установлено, что динамика их зависит как от гидротермических ус¬
ловий, так и от испытуемых горизонтов. Внесение удобрений стабилизирует
содержание подвижных форм азота и повышает продуктивность нижних
горизонтов при их обнажении.
В связи с расширением планировочных работ в предгорных районах
поливного земледелия повышение плодородия почвы приобретает исклю¬
чительную практическую и теоретическую значимость.
Изучение динамики подвижных форм азота в разных горизонтах
спланированных и эродированных почв дает представление об относи¬
тельном плодородии отдельных горизонтов и позволяет выявить размеры
отрицательного влияния планировки и эрозии на эффективное плодо¬
родие почвы. Мощным средством повышения плодородия почв служат
минеральные удобрения.
Нами проведены исследования о влиянии удобрений .на плодородие
генетических горизонтов почв, оказавшихся на дневной поверхности при
мелиоративной обработке. С этой целью был заложен опыт по методике
С. А. Захарова, сущность которого заключается в том, что культуры
возделываются в отдельных траншеях (у нас — бетонированных), за¬
полненных почвой из различных горизонтов.
Вегетационные (1967—1971 гг.) и полевые (1971—1973 гг.) опыты
с ячменем сорта Нутанс 187 проведены на территории Талгарского
отделения учхоза (800—900 м над ур. м.) Казахского СХИ, некоторые
результаты которых опубликованы ранее [6, 7]. Там же дано подробное
описание объекта и методики исследований.
В районе проведения опыта среднегодовая температура воздуха
варьировалась в пределах 7,5—8,7°, среднегодовое количество осадков
составляло 600—680 мм. В годы исследований за вегетационный период
ячменя (май — август) вьгпало 210—351 мм осадков. В 1971 г. темпера¬
тура почвы в слое 0—40 см в среднем за сезон составила 19,7—20,5°,
а осадков выпало за май — август лишь 212 мм (засушливый год).
А в 1972 г. эти показатели были соответственно равны 18,9—19,2°
и 351 мм (оптимальный год). В 1973 г. была дождливая весна и сухое
лето (температура почвы равнялась 21,0—21,5°, осадков выпало 320 мм).
Опыт проводили на предгорной темно-каштановой среднесуглинистой
почве, мощность гумусового горизонта в которой равна 25—27 см.
Содержание общего гумуса в гор. А, В, С соответственно равно 3,42,
2,47 и 1,25%; валового азота —0,186, 0,132 и 0,088%, валового фосфора —
0,Г50, 0,136, и 0,120%.
В каждую делянку — траншею были внесены (15—16.У) соответ¬
ствующие дозы удобрения с предварительной корректировкой вносимых
доз с учетом содержания ЫРК в опытных почвах.
Известно, что при срезках глубже 20 см каштановая почва обедня¬
ется усвояемыми формами фосфора и азота [1—4]. Поэтому в гор. В и С
88
исследованных почв внесены повышенные дозы азота и фосфора. Опыт
проведен .в шести вариантах с 3-кратной -повторностью. Посев семян
ячменя на делянках проведен 18—20 мая из расчета 4,5 млн. всхожих
семян на 1 га. Параллельно полевому проведен вегетационный опыт
с образцами почв из тех же горизонтов и с теми же вариантами.
В период вегетации проводили режимные анализы по общепринятой
методике. Отбор образцов производили поделяночно почвенным буром
из одной скважины по глубинам: 0—20, 20—40, 40—60, 60—80, 80—
100 см 5 раз за вегетационный период. Сроки взятия проб почв приуро¬
чивали к фазам роста и развития ячменя (перед посевом, всходы, коло¬
шение, созревание, после уборки).
Изучение динамики усвояемых форм питательных веществ в течение
вегетационного периода показало, что оптимальный пищевой режим для
опытного растения создавался в вариантах с ЫвоР9оК4о (на гор. А)
и Г^РтК^ (на гор. В и С). При таких соотношениях удобрений 'было
создано сбалансированное питание ячменя, обеспечившее высокие уро¬
жаи с наибольшей прибавкой на каждый килограмм действующего ве¬
щества удобрений.
Сумма минерального азота (аммонийного и нитратного) и часть
органического представляет собой гидролизуемый азот, который
при соответствующих условиях переходит в усвояемые формы и обес¬
печивает продуктивный рост и развитие сельскохозяйственных
культур.
В слое 0—60 см среднесезонное содержание гидролизуемого азота,,
определяемое в 3 срока, по годам колебалось так: 1971 г.— в гор. А—
156—176, в гор. В—145—163; 1972 г. в гор. А— 175—200, в гор. В —
133—173, и в гор. С — 127—130 мг/кг; в 1973 г. соответственно 187—223,
171—177 и 106—111 мг/кг (табл. 1). При внесении удобрений содержа¬
ние гидролизуемого азота в гор. А и В несколько увеличивается, а в гор.
С в первый год, наоборот, уменьшается. По-видимому, удобрения в гор.
С в год его перемещения на поверхность способствовали бурному разви¬
тию опытных растений, вследствие чего происходило интенсивное ис¬
пользование подвижных форм азота растениями ячменя.
По данным анализов растений, вынос азота ячменем на 10 ц зерна
с соответствующим количеством соломы составил в контрольной почве
гор. С 34,4 кг, в удобренной—41,7 кг. Так же установлено увеличение
выноса питательных элементов ячменем, выращенным на нижних гори¬
зонтах почв.
При рассмотрении полученных данных можно отметить явное уве¬
личение количества гидролизуемого азота в почвах гор. А и В по годам.
Нельзя объяснить слабое уменьшение его содержания во влажном
1972 г. в гор. В контроля только за счет потребления, так как вынос
азота на единицу продукции в этом году -несколько занижен. Все же на
третий год и здесь увеличилось содержание гидролизуемого азота. На
наш взгляд это происходит как за счет искусственно созданного сложе¬
ния почв на делянках, постепенное уплотнение которых способствовало
уменьшению потери подвижных форм азота (главым образом нитрат¬
ного) путем вымывания, так и за -счет гидротермических условий.
В год перемещения лёсса на дневную поверхность содержание гид¬
ролизуемого азота в нем было выше по сравнению со вторым годом
использования. Уменьшение его на второй год культуры, особенно
в верхнем (0—20 см) слое, можно объяснить преобладанием процесса
нитрификации иод влиянием атмосферных факторов и передвижением
нитратного азота, образовавшегося из аммонийной и органической части
гидролизуемого азота, в нижележащие слои.
По градации И. В. Тюрина и М. М. Кононовой, опытная почва вы¬
соко обеспечена гидролизуемым азотом, мобилизуемым при благоприят¬
ных условиях в аммонийные и нитратные формы.
89
Таблица 1
Динамика гидролизуемого азота (мг/кг) в разных горизонтах темно-каштановой почвы под ячменем
Глубина, см
1971 г.
1972 г.
1973 г.
Вариант
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
Контроль
0-20
58,0
46,6
20-40
56,0
43,0
0-60
171,0
148,4
N$0^90^40
0-20
65,0
60,6
20—40
61,4
56,1
0-60
187,0
167,1
Контроль
0—20
56,4
44,8
20-40
53,2
48,6
0-60
158,0
134,0
^120р12оК40
0-20
62,3
48,0
20—40
59,2
50,8
0-60
177,9
151,8
54,2
52,9
Гор. А
59,6
57,4
50,4
49,3
49,4
60,8
58,8
61,2
147,3
155,6
184,9
166,6
175,6
58,2
61,3
66,4
50,4
68,6
57,8
58,4
80,6
56,4
70,6
170,6
174,9
231,0
160,0
210,6
48,1
49,8
Гор. В
48,4
39,6
42,4
51,6
51,1
45,8
40,4
46,2
144,2
145,4
140,3
121,6
137,0
50,0
53,4
70,6
65,1
64,4
54,5
54,8
65,8
48,0
51,6
159,1
162,8
196,9
156,5
164,6
55,8
63,0
56,4
64,4
61,3
60,3
70,1
60,2
58,8
63,0
175,7
195,5
173,6
190,4
186,5
61,8
90,2
75,6
72,8
79,5
69,2
89,6
82,4
67,2
79,7
200,5
260,4
231,8
207,2
232,9
43,5
54,5
50,1
60,0
54,9
44,1
58,3
52,6
70,2
60,4
133,0
168,9
152,1
192,6
171,3
66,7
61,6
58,6
64,4
61,5
55,1
60,6
57,6
53,2
57,1
172,7
178,5
171,0
180,4
176,6
Гор. С
Контроль
0-20
Не опр.
53,2
44,8
48,1
48,7
36,2
33,4
36,4
35,3
20-40
»
44,4
36,6
40,2
40,4
42,1
36,2
37,2
38,5
0-60
»
146,1
120,2
122,7
129,7
111,9
104,2
112,8
109,6
^12<)Р12оК40
0-20
Не опр.
48,5
36,5
33,9
39,5
50,0
38,0
39,2
42,4
20-40
»
44,8
40,4
36,4
40,5
49,2
43,6
42,4
45,1
0-60
»
149,3
118,5
112,0
126,6
145,6
117,0
120,8
128,0
Примечание. Здесь и в табл. 2: 1 — I декада июня (всходы)» 2 — II Декада июля (колошение)» 3 — 1 декада августа (созревание), 4 — среднее за сезон.
Таблица 2
Динамика аммонийной и нитратной форм азота и их доля от гидролизуемого
азота (1973 г.)
Вариант
Глуби¬
на, см
ЫН4, мг/кг
N—N03, мг/кг
Сумма минерального азота,
% от гидролизуемого
1 | 2 3 4
1
2
3 | 4
1
2
3
4
Гор. А
Контроль
0-20
32,6
16,4
18,6
22,5
3,0
2,5
1,4
2,3
57
34
31
41
20-40
48,1
21,6
25,4
31,7
3,8
2,4
Сл.
2,1
74
40
43
54
Нв0Р еоКао
0—20
82,3
28,5
27,2
46,0
4,9
3,9
3,4
4,1
96
43
42
71
20—40
76,0
36,4
36,5
49,6
4,9
4,1
3,6
4,2
90
49
60
68
Гор. В
Контроль
0—20
31,8
14,7
18,6
21,7
2,6
1,8
Сл.
1,5
63
33
31
42
20—40
38,6
14,3
19,3
24,1
2,4
Сл.
1,6
1,6
70
27
30
43
^12оР12оК40
0—20
50,0
23,3
32,4
35,2
10,7
9,1
4,3
8,0
98
55
57
70
20—40
45,9
28,0
36,5
36,8
11,0
9,1
3,6
8,9
94
64
75
80
Гор. С
Контроль
0-20
30,0
29,4
28,1
27,0
28,8
2,0
2,3
1,5
1,9
88
94
78
87
20-40
34,0
32,2
31,4
3,6
2,3
1,3
2,4
89
84
89
87
^12оР12оК40
0—20
42,0
29,5
31,7
34,4
5,8
4,1
3,5
4,5
95
88
«8
91
20-40
39,6
35,6
20,0
31,7
2,4
4,2
3,9
3,5
85
91
Не опр.
88
Содержание аммонийного азота в почвах удобренных и неудобренных
вариантов в засушливый 1971 г. особо не различалось, тогда как на
третий год опыта аммонийный азот в удобренных «вариантах гор. А и В
во все сроки определения преобладал (в 1,5—2,0 раза). А на почве гор.
С в контроле к концу вегетации ячменя оставалось больше аммоний¬
ного азота (в 1,2 раза), чем в удобренной (табл. 2). В течение всей ве¬
гетации ячменя в изучаемых горизонтах преобладал аммонийный азот
над нитратным.
Содержание нитратов в связи с дождливой весной (1973 г.) неболь¬
шое, возможно из-за вымывания их вглубь профиля. Внесение двойной
дозы азота и фосфора значительно повысило содержание нитратного
азота в гор. В и С по сравнению с контролем.
Во все сроки определения отмечено значительное уменьшение нит¬
ратного азота в почвах делянок — от всходов до конца вегетации расте¬
ний в связи с вымыванием и интенсивным потреблением его растениями
ячменя.
Доля минерального азота от гидролизуемого по горизонтам колеб¬
лется в широких пределах и составляет в контрольной почве гор. А 31—
74, в удобренной—42—96%, в контрольной почве гор. В 31—70
и в удобренной—55—98%. Несколько повышена его доля в гор. С (78—
94 в контрольной почве и 88—95 в удобренной). Максимум минераль¬
ного азота (86—96% от гидролизуемого) в почвах делянок наблюдался
весной на удобренных вариантах. Среднесезонное содержание его в слое
О—40 см составляло в почвах гор. А 41—54 (в контрольной) и 68—71%
(в удобренной почве), а в почвах гор. В 42—43 и 70—80%, в почвах
гор. С 87 и 88—91% (соответственно) от гидролизуемого азота (табл. 2).
Данные по урожаю подтверждают относительно повышенную произ¬
водительность подпахотного горизонта (25—52 см) изученной почвы.
Урожай ярового ячменя на этом горизонте составил 80—88% (табл. 3)
от урожая неудобренного гор. А.
Применение минеральных удобрений в эффективных соотношениях
сглаживает различие в плодородии горизонтов почв и в некоторой сте¬
пени даже повышает его. Внесение ^гоРооКм кг!га действующего на-
91
Таблица 3
Урожай ярового ячменя (зерно) на разных горизонтах темно-каштановой почвы
Вариант
1971 г.
1972 г.
1973 г.
1
1 2
1 | 2
1 1
1 2
Гор. А
Контроль 1
1 30,2
1 100
1 25-1
1 100
1 13,0
1 100,0
КвоР 90К40 |
1 37,8
| 125,3
| 34,5
| 138,0
1 21,5 ,
| 165,4
Гор. В
Контроль
1 26,6
1 88,0
1 21,6 1
1 86,0
1 ю,о
1 80,0
N12(^120^40
1 32,4
| 107,2
1 27,7
| 110,5
1 16,5 1
| 127,0
Гор. С
Контроль
Не опр.
9,5
37,8
6,0
40,0
^2оР12оК40
»
26,1
106,1
15,0
115,4
я, %
0,8
| Не опр.
1,6
Не опр.
2,3
Не опр.
Примечание. 1— ц/га, 2 — % к гор. А контроля.
чала полностью выравнивало производительность подпахотного гор. В-
с пахотным гор. А. Увеличение дозы фосфора до 120 кг/га на фоне повы¬
шенных доз азота позволило поднять плодородие подпахотного слоя
в разные годы еще до 7—27%.
Плодородие гор. С (85—110 см) низкое и составляет лишь 38—40%
от гор. А. Применение одинарных доз ЫРК и 20—40 г/га навоза в пер¬
вый год (1972 г.) не привело к выравниванию плодородия горизонтов,
но по сравнению с контролем наблюдалась ощутимая прибавка. Вне¬
сение же двойных доз азота и фосфора обеспечивало повышение произ¬
водительности этого горизонта до уровня гор. А контроля и даже дало
прибавку 6—15%. Это доказывает высокое действие минеральных удоб¬
рений на улучшение почвенного плодородия глубоких горизонтов каш¬
тановых почв и отсутствие в профиле изучаемой почвы «активного не¬
плодородия», характерного для подзолистых и сильнощелочных кашта¬
новых почв, а также выщелоченных черноземов (2, 3].
На гор. А сбалансированное питание создается при соотношении
удобрений ЫвоР90К40 кг/га, где биологический урожай зерна составил
36,2—39,2 ц/га. Увеличение дозы азота до 90 кг дало незначительную
прибавку урожая — в пределах ошибки опыта (0,9—1,32 ц).
Резкое уменьшение урожая в 1973 г. объясняется неблагоприятными
погодными условиями. Период от посева (20.У) до 'колошения (8.УН)
оказался дождливым, тогда как период колошения — созревания харак¬
теризовался засушливостью. Наряду со снижением урожая произошло
также ухудшение структуры урожая — уменьшилось соотношение зерна
к соломе за счет щуплости зерен.
Выводы
1. В годы исследований в изучаемой почве не обнаружен резко вы¬
раженный дефицит азота. Уменьшение содержания гидролизуемого
азота доходило только до 36 мг/кг в слое 20—40 см (на гор. С) в фазе
колошения опытного (растения.
2. Максимальное содержание подвижных форм азота наблюдалось
весной с последующим уменьшением к концу вегетации ячменя. На тре¬
тий год возделывания ячменя на всех горизонтах преобладал аммоний¬
ный азот над нитратным.
3. В почвах опыта доля минерального азота от гидролизуемого коле¬
балась в гор. А от 31 до 74 в контроле и от 42 до 96% по удобрению;
в гор. В от 31 до 70 и 55—98% соответственно. В гор. С эти показатели
составили соответственно 78—94 и 88—95% от гидролизуемого.
92
4. Продуктивность гор. В равна 80—88% от урожая ячменя на кон¬
трольном варианте в гор. А. Применение М^оРэоК™ привело к сглажива¬
нию различий в плодородии подпахотного горизонта как по содержа.нию
питательных веществ, так и по полученному урожаю.
5. Продуктивность гор. С равна 38—40% от гор. А. Внесение двой¬
ной дозы азота и фосфора дало прибавку урожая зерна до 15% •
Литература
1. Антипов-Каратаев И. Н., Филиппова В. Н. Влияние длительного орошения на почвы.
Изд-во АН СССР, М., 1955.
2. Ганжа В. А. Профильное изучение плодородия почв. Каштановые почвы орошаемого
Заволжья. Тр. Почв, ин-та им. В. В. Докучаева, т. 21, 1940.
3. Захаров С. А. Плодородие глубоких горизонтов почв черноземной и каштановой зон.
Тр. геолого-почвенного факультета Ростовского-на-Дону ун-та, вып. 4, т. 2, 1946.
4. Мельник А. В. Влияние планировки на повышение продуктивности орошаемых
почв Волгоградского Заволжья. Почвоведение, № 4, 1971.
5. Почвы Казахской ССР, вып. IV. Алма-Атинская область. Изд-во АН КазССР, Алма-
Ата, 1962.
6. ТаЗабеков Т. Т. Сравнительное плодородие генетических горизонтов почв Алма-Атин¬
ской области. Вести. с.-х. науки, Алма-Ата, № 11, 1968.
7. Шарахимбаев Ж. Плодородие генетических горизонтов темнокаштановой почвы и
урожай ярового ячменя. В сб.: Возделывание с.-х. культур в Казахстане. Тр. КазСХИ,
т. 15, вып. 2, ч. 1, 1972.
Казахский СХИ Дата поступления
Кафедра почвоведения 6.УШ.1973 г.
T. T. TAZABEKOV. ZH. SHARAKHIMBAEV
DYNAMICS OF MOBILE NITROGEN FORMS IN A SUBMONTANE
DARK-CHESTNUT SOIL
Results of a field experimenton the dynamics of mobile nitrogen forms in different
horizons of a submontane dark-chestnut soil are consired. It has been found that their
dynamics depends both on hydro-thermal conditions and on the horizons studied. The
application of fertilizers stabilizes the content of mobile nitrogen forms and increases
the productivity of lower horizons when they are exposed.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
М 10
МЕЛИОРАЦИЯ ПОЧВ
УДК 631.43
Н. П. РУСЬКО, м. п. шкиря
ИЗМЕНЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКИХ И ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ ПОЧВЫ ПРИ ОРОШЕНИИ
МИНЕРАЛИЗОВАННЫМИ ВОДАМИ
Изучено влияние длительного произрастания посевов костра безостого
при орошении и в неорошаемых условиях. Установлено, что длительное про¬
израстание костра безостого, а также применение орошения ведут к загу¬
щению, уплотнению почвы и ее задернению, а следовательно, и к резкому
снижению семенной продуктивности костра безостого. Более быстро эти
процессы проходят на орошаемых участках.
В Донбассе площадь орошаемых земель быстро увеличивается за
последнее время.
Получение высоких и устойчивых урожаев на этих землях во многом
зависит от поддержания их в хорошем агротехническом и мелиоратив¬
ном состоянии. Особенно актуальны эти вопросы при применении для
поливов минерализованных вод, содержащих повышенное количество
водно-растворимых солей на почвах с тяжелым механическим составом
и плохой естественной дренированностыо.
Поэтому изучение влияния таких вод на водно-физические и биохи¬
мические свойства указанных почв при длительном их орошении крайне¬
необходимо.
В 1971 и 1973 гг. нами на Донецкой противоэрозионной станции за¬
ложены полевые опыты, на которых выращиваются беспонровные и под¬
покровные 'посевы костра безостого с шириной междурядий 45 и 15 см,
а поливы проводятся «е только пресными (из пруда пос. Сухая Балка),,
но и минерализованными (из р. Кривой Торец) водами. Контролем слу¬
жат варианты без орошения.
Почвы опытных участков представлены черноземом обыкновенным
тяжелосуглинистым «а лёссовидном суглинке с мощностью гумусового-
горизонта 46—55 см и содержанием гумуса в верхнем горизонте, рав¬
ном 4,40—4,65%. Содержание подвижного фосфора в слое 0—20 см
равно 11,6, калия — 38,5—45,6 лег/100 г почвы.
Подготовка почвы для проведения опытов заключалась в зяблевой
пахоте на глубину 27—30 см, ранневесеннем бороновании, а также двух
культивациях (на глубину 5—6 см). Под предпосевную культивацию на
отдельных вариантах (для выяснения влияния удобрений и кальцийсо¬
держащих веществ на урожай семян костра безостого) вносили по
45 кг/га Ы, Р205 и К20, а также по 4 т/га сыромолотого гипса. Мел и из¬
вестковый шлам вносили в эквивалентном (по Са) .гипсу количестве.
Покровную культуру — ячмень Донецкий-650 сеяли сплошным спосо¬
бом при .норме 160 кг!га с глубиной заделки семян 5—6 см. Костер бе-
94
зостый Днепровский высевали на глубину 2—3 см при норме 10 кг!га
на широкорядных (междурядья 45 см) и 25 кг/га на сплошных (между¬
рядья 15 см) посевах. Общая площадь делянки 225 м2, учетной части
100 м2. Повторность в опытах 3-кратная.
В первый год жизни трав на подпокровных посевах собирали урожай
покровной культуры — зерно ячменя. На второй, третий и четвертой —
сено и семена костра безостого.
Поливы проводили дождевальной установкой УДС-25 в начале цве¬
тения ячменя и после его уборки (нормами 600 м3/га). Перед уходом
трав первого года жизни в зиму проводили влагозарядковый полив нор¬
мой 1000л*3/га.
На второй — четвертый год жизни посевы поливали перед колоше¬
нием и после уборки первого укоса на семена (нормами 600 м3/га).
Как показали наши наблюдения, в опытах с минерализованными
речными водами поступали в большом количестве соли, питательные
и органические вещества (табл. 1). Это обусловлено тем, что в формиро-
Таблица 1
Поступление солей и питательных веществ (кг/га) с поливными водами
на орошаемые почвы в 1971—1973 гг.
Соли
Питательные вещества
Год начала
опытов
Норма по¬
лива, м*/га
общее ко¬
в том чис¬
азот
фосфор
калий
личество
ле натрия
аммонийный нитратный
1971 1
1 4500
1 3903 1
Орошение пресной водой
1 383,9 1 12,80 1 8,45 1
1 8,44 1
1 48,46
1973 |
| 2000
| 1670 |
| 186,5 |
| 20,65 | 3,45 |
1 5,60 |
| 28,80
1971 1
1 4500
Орошение минерализованной водой
1 5386 I 777,3 1 139,85 1 9.35 1
1 10,40 1
1 61,38
1973 |
| 2000 |
| 2705 |
| 367,5
| 28,20 | 7,90 |
I 5,90 |
| 36,60
вании стока р. Кривой Торец основную долю составляют шахтные, про¬
мышленные и хозяйственно-бытовые сточные воды, содержащие повы¬
шенное количество указанных компонентов. Лишь только через террито¬
рию опытной станции по канавам в р. Кривой Торец поступают сточные
воды с 15 шахт городов Горловка, Никитовка и Дзержинск. Их общий
объем составляет более 50 000 м3 за сутки. Эта вода сильно минерали¬
зованная (2,20—6,65 г/л солей). В большинстве случаев отношение-
натрия к сумме всех катионов превышает 66% и, по классификации
А. М. Можейко и Т. К. Воротника, может быть осолонцевание почвы
при орошении этими водами. Попадая в р. Кривой Торец эти воды повы¬
шают минерализацию речной воды, а отношение Ыа-: Са • становится
больше 1, что, по М. Ф. Буданову, говорит о снижении и ухудшении ее
ирригационных качеств (табл. 2).
Таблица 2 ^
Химический состав оросительной воды
Год
начала
Аз
о т
Плот¬
рн
аммо¬
нитрат¬
Фосфор
Са*
Ьа*
Щ-
К*
99
соз
«со;
сг
ЭР
ный ос¬
таток,
опытов
нийный
ный
г/д
П р 1
есна:
а во,
аа
1971 1
17,321
I «,0 1
1 1,53 1
1 I.30 1
15,691
1 4,68
13,83
10,27
10,181
14,231
1 3,98 1
1 5,55 1
0,94
1973 |
17,49|
1 10,4 I
| 1,50 |
1 2,70 1
11,581
1 4,84|
14,34
10,06
| 0,09
13.531
1 4,11 I
1 6,42 |
1 0,82
Минера
лизо
ванн
ая в
ода
1971 1
1 7,72
1 52,9
1 2,03
1 2,96
16,64
1 8,18
15,80
10,26
10,17
15,02
1 6,60
1 8,161
1,40
1973 |
1 7,69
1 15,0
| 3,53
1 2,90
15,45
|Ю,66
| 6,71
10,08
| 0,06
1 4,41
16,66
|10,99|
1,32
Кроме шахтных вод в реку ежесуточно поступает около 110 000 м3
воды из очистных сооружений городов Горловки и Дзержинска. Эти
воды характеризуются невысоким плотным остатком (0,72—1,39 г/л)
и высоким содержанием питательных веществ. Так, содержание аммо¬
нийного азота в них в 1970—1974 гг. колебалось в пределах 10—270мг/л
и больше, азота нитратного—5—10, фосфора—5,9—27,5 и калия 12,8—-
16,4 мг/л. В связи с перегрузкой очистных сооружений не все сточные
воды очищаются в отстойниках. Часть их периодически сбрасывается
в реку без очистки. Это резко увеличивает содержание органических
и взвешенных веществ в воде. Поэтому химический состав воды р. Кри¬
вой Торец претерпевает резкие изменения. При этом изменяется не
только ионный состав воды, но и другие показатели (табл. 2). Из ионов
в речной воде ¡преобладают Ыа и ЭО/'. Вредных соединений, таких как
ртуть, мышьяк, цианиды и роданиды, в водах р. Кривой Торец нами не
обнаружено. В связи с этим следует также отметить, что сброс сточных
вод в реки Донбасса достигает более 4,7 млрд. ж3/год. Из них загряз¬
ненные составляют 870 млн. м3, проходящие очистку—841 млн. м3
и сбрасывается без очистных 29 млн. м3.
Особенно сильно загрязняют водоемы недостаточно очищенные хо¬
зяйственно-бытовые сточные воды. Существующие общегородские соору¬
жения значительно предотвращают загрязнение водоемов, но не могут
полностью исключить загрязнение, так как водоприемники сточных вод
реки имеют незначительные расходы, в большинстве случаев меньшие,
чем поступает в них стоков, содержащих много органического вещества
и азотистых соединений. В период межени реки Донбасса становят¬
ся фактически коллекторами сточных вод. Поэтому в это время особен¬
но много с поливной минерализованной водой на опытные участки посту¬
пало аммонийного азота (5,32—107,8 мг/л) и органических веществ
(16—763 мг/л), которые оказывали благоприятное воздействие на рост
и развитие растений. Так, лишь в 1973 г. дополнительно с минерализо¬
ванной водой на опытные участки поступило 90—115 кг/га органических
веществ и 2,7—3 т/га солей, тогда как с пресными водами (форми¬
руются за счет естественного стока при снеготаянии и осадках) этих
веществ поступило гораздо меньше — 30—70 и 1,67—1,7 т/га соответст¬
венно. При этом дополнительное внесение питательных элементов в ор¬
ганическом веществе на вариантах, поливаемых минерализованной
водой, составило 5—6,25 аммонийного азота и 3 кг/га калия. На вариан¬
тах, орошаемых пресной водой, их было гораздо меньше—0,5 и 1,5—
3 кг/га. Следует также отметить, что основными водоисточниками при
орошении в Донбассе являются речные воды с аналогичным составом.
Поступление питательных и органических веществ с пресными и ми¬
нерализованными водами усиливало жизнедеятельность микроорганиз¬
мов в почве. Ее биологическая активность при этом заметно возрастала.
Особенно много выделялось С02 на вариантах, где для полива исполь¬
зовали минерализованную воду. Такое явление наблюдалось в течение
первых двух лет. Однако по мере накопления солей в почве биологиче¬
ская активность на них постепенно уменьшается. И лишь после повтор¬
ных поливов минерализованными водами (3.1Х.1973 и 18. VIII.1974 г.),
которые временно уменьшали концентрацию почвенного раствора и с ко¬
торыми поступали все новые и новые порции питательных и органических
веществ, отчего жизнедеятельность микроорганизмов усиливалась, био¬
логическая активность почвы снова повышалась. А затем через некото¬
рое время выделение С02 резко уменьшалось.
Орошение опытных участков минерализованными водами в течение
трех лет вызываЛо увеличение в водной вытяжке из почвы содержания
N3, С1', ЭО/' и плотного остатка (табл. 3) на глубину до 150 см. На
вариантах, где полив проводили пресной водой, содержание этих ионов
оказалось гораздо меньшим, чем на вариантах с орошением минерали¬
зованной водой. Внесенный гипс полностью изменил в водной вытяжке
соотношение между отдельными ионами. Так, количество Са- и 30"4
увеличивалось, а СГ уменьшалось, т. е. соотношение Са и Ыа‘ измени¬
лось в пользу Са *.
Под действием орошения произошло изменение и водно-физических
свойств почвы. Ее объемный вес уже на второй год жизни трав повы¬
сился, а по мере увеличения возраста костра, времени орошения и коли-
Таблица 3
Химический состав водной вытяжки на посевах костра безостого третьего
года жизни, мг-экв/{00 г
Плот¬
Вариант
Слой
1, см
PH
НСО^
СГ
Са-
м*~
Ыа*
К*
ный
остаток
%
Полив
пресной
0-
-50
8,13
1,49
0,17
0,31
1,63
0,57
0,36
0,007
0,103
ВОДЫ
50-
-100
8,05
1,06
0,16
0,71
0,95
0,82
0,14
0,007
0,099
100-
-150
8,10
0,96
0,26
0,35
0,46
0,99
0,23
0,006
0,082
Полив
минера-
0-
-50
8,27
2,19
0,23
0,42
0,90
0,86
0,88
0,013
0,144
лизованной
50-
-100
7,97
0,91
0,20
0,85
0,89
0,85
0,32
0,005
0,119
воды
100—
г!50
7,93
0,84
0,33
0,50
0,57
0,94
0,24
0,005
0,089
То же ■
-|- гипс
0-
-50
8,25
1,05
0,24
0,94
1,01
0,72
0,69
0,10
0,138
50-
-100
7,96
0,77
0,25
0,18
1,11
0,98
0,27
0,006
0,126
100-
-150
7,93
0,87
0,46
0,70
0,72
1,19
0,24
0,005
0,111
чества поступившей для поливов воды почва еще в большей степени
уплотнилась. Это произошло вследствие длительного произрастания
на одном месте растений костра безостого, отсутствия обработок,
а также механического воздействия на почву поливной воды. При этом
в почве происходит и накопление солей.
Увеличение содержания в почве илистых частиц (от разрушения
почвенных агрегатов при орошении и механическом воздействии) и по¬
ступление большого количества органических веществ с поливной водой
сопровождалось повышением водоудерживающей способности почвы
(табл. 4).
Таблица 4
Водоудерживающая способность почвы на посевах костра безостого второго
и четвертого года жизни, 1974 г. (1 — неполивной, 9 — поливной)
Предельная полевая влагоемкость, %
Общий запас влтги, мм/га
Слои, см
2-й
год
4-й год
2-й год
4-й
год
1
2
1
2
1
2
1
2
0-50
31,2
32,7
29,3
30,4
199,7
220,7
193,4
218,9
50—100
25,5
24,6
23,5
24,7
152,9
153,8
146,9
154,4
100—150
21,4
20,6
22,4
25,9
151,9
151,9
146,3
159,0
0-150
25,7
26,2
24,5
25,8
504,5
526,6
486,5
532,3
Как видно из данных табл. 4, уже на второй год жизни на орошае¬
мых участках предельная полевая влагоемкость увеличивается до глу¬
бины 50 см, а е увеличением возраста трав эти изменения происходят
до глубины 150 см.
Уплотнение почвы сопровождалось уменьшением водопроницаемости.
Уже через год после начала орошения водопроницаемость почвы
с 7,11 м/сутки (неполивные) уменьшалась до 3,40 м/сутки (поливные),
т. е. в 2 раза, а спустя еще 2 года она уменьшилась еще больше и со¬
ставила 4,90 (неполивные) и 2,62 м/сутки (поливные). Но, как видно из
97
7 Почвоведение, № 10
Таблица 5
Урожай семян костра безостого по годам жизни в 1972—1974 гг., ц/га
Вариант
Ширина
междуря¬
дий. см
Годы жизни костра безостого
2-й
3-й
4-й
всего за 3 года
прибавка от полива
минерализованной
водой
НП
ППВ
ПМВ
НП
ППВ
ПМВ
НП
ППВ
ПМВ
НП
ППВ
ПМВ
Ц/га
%
Беспокровный
45
5,31
7,77
7,92
6,81
2,71
3,55
0,48
0,19
0,37
12,60
10,48
11,84
1,36
12,9
15
2,64
4,33
6,26
4,95
2,46
3,54
0,17
0,16
0,13
7,76
6,95
9,93
2,98
42,9
Подпокровный
45
2,63
2,62
3,43
6,81
2,14
3,17
0,27
0,34
0,23
9,71
5,10
6,83
1,73
33,9
15
2,42
2,28
2,78
5,52
3,18
3,42
0,38
0,36
0,34
8,32
5,82
6,20
0,38
6,5
То же+ЫРК
15
2,47
3,10
3,76
4,56
2,92
2,78
0,74
0,91
1,17
7,03
6,93
7,71
0,78
11,2
гипс
15
2,11
1,64
1,63
5,32
2,90
2,93
0,28
0,25
0,31
7,71
4,79
4,87
0,08
1,7
. +мел
15
2,02
1,37
2,53
3,63
3,15
2,45
0,42
0,43
0,31
6,07
4,95
5,29
0,34
6,9
-^известковый шлам
15
1,85
1,35
1,90
3,98
2,57
2,20
1,12
0,13
0,29
5,95
4,05
4,39
0,34
7,7
Точность опыта, %
13,0
11,2
23,1
17,0
12,7
32,1
11,26
13,0
35,6
Не опред.
НСР0.»6- ч/га
1,16
1,66
0,39
1,68
1,09
0,39
1,38
1,40
0,52
»
Г|римеч§ние- НП — неполивной фонд; ППВ — полив пресной водой; ПМВ — полив минерализованной водой.
приведенных данных, не только орошение оказывает воздействие на
снижение водопроницаемости почвы, но и длительное произрастание
на одном месте растений костра безостого. Это связано с уплотнением
почвы и ее задернением.
Как показали наши наблюдения, уже на третий год жизни семенная
продуктивность «остра безостого на орошаемых участках начала резко
уменьшаться (табл. 5). И особенно сильно снизился урожай семян на
4-й год жизни. Меньшее уменьшение семенной продуктивности наблю¬
далось на богарных посевах и на широкорядных вариантах, где гу¬
стота растений была меньшей. Внесение удобрений, а также поступле¬
ние питательных веществ с минерализованными водами частично повы¬
шало урожай -семян, но не устраняло угнетающего влияния задернения
и уплотнения почвы. Так как на богарных посевах уплотнение почв
и ее задернение происходило более медленно, то и уменьшение семенной
продуктивности костра безостого наступило позже, т. е. на третий год.
Таким образом, при длительном орошении и произрастании костра
безостого на одном месте происходит задернение и уплотнение почвы,
вследствие чего изменяются ее биохимические и водно-физические
свойства. Это ухудшает водно-воздушный и пищевой режимы, что при¬
водит к уменьшению семенной продуктивности костра безостого. Ука¬
занные процессы происходят и на богарных посевах, но в более замед¬
ленном темпе. Орошение минерализованной водой ведет к постепенному
накоплению солей в почве, которое со временем, если эти соли не будут
вымыты за корнеобитаемой слой, может привести к засолению или
осолонцеванию почвы. Во время опытов уменьшение семенной продук¬
тивности костра от осолонцевания не обнаружено.
Для установления отмеченных нежелательных последствий орошения
необходимо проводить комплекс профилактических и агротехнических
мероприятий, таких как посев семенников трав меньшими нормами или
широкорядно, глубокое рыхление почвы путем перепашки семенников
плугом через один корпус, щелевание, дискование и т. д., а также уст¬
ранение соленакопления в почве путем применения мелиоративных прие¬
мов (гипсование, мелование, землевание); чередование культур, в се¬
вообороте с обязательным посевом однолетних и многолетних трав,
кормовых корнеплодов и других солестойких растений, внесение «навоза
под глубокую вспашку, углубление пахотного слоя, промывные поливы,
а также применение термического пара.
Донецкая противоэрозионная
опытная станция
УкрНИИ агрохимии и почвоведения
Дата поступления
24.XII.1974 г.
N. P. RUSKO, M. P. SHK1RYA
CHANGES IN BIOCHEMICAL AND WATER AND PHYSICAL PROPERTIES
OF SOILS WHEN IRRIGATED WITH MINERALIZED WATER
The effect of a long growth of smooth brome grass on one place has been studied
under irrigation and without irrigation.
It has been found that the prolonged growth of smooth brome grass on one place,
as well as the use of irrigation, lead to the overcrowding, compaction and turfness of
crops and, therefore, to a sharp decrease of seed productivity.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
УДК 631.46
Е. А. БУСЫГИНА, Ю. В. ЗВЕРКОВА, Л. Н. КРЫЛОВА
УРОЖАИ ТРАВ И ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОБНЫХ
АССОЦИАЦИИ НА ВЫРАБОТАННЫХ ТОРФЯНИКАХ
Показано, что резкие колебания водного режима торфяников приводят
к изменению микробных ассоциаций, что сказывается на жизни трав. Отме¬
чается сходство реакции водорослей и луговых трав на условия увлажне¬
ния торфяников.
Создание устойчивых биогеоценозов на нарушенных землях (про¬
мышленные отвалы, карьеры, выработки и т. д.) — важное условие их
восстановления и окультуривания.
Подчеркивая значение биологического подхода к решению практи¬
ческих вопросов сельского хозяйства, Тишлер [9] считает, что сформи¬
ровавшимся агроценозам свойственны не только совместная встречае¬
мость организмов, но и образование взаимосвязанных комплексов.
Торфяные выработанные фрезерные поля после прекращения добы¬
чи торфа потенциально благоприятны для создания культурных ланд¬
шафтов и продуктивных угодий. Однако до сих пор большие площади
их заброшены и не используются в связи с недостаточной изученностью
почвенных процессов и условий для образования устойчивых биогеоце¬
нозов.
В настоящем сообщении приведены результаты изучения влияния
условий влажности на высшие растения и на некоторые педобионты
при сельскохозяйственном освоении торфяных выработок.
Комплексные исследования проведены с августа 1972 г. по октябрь
1974 г. на Кировской лугоболотной опытной станции ВНИИ кормов
им. В. Р. Вильямса.
Исследования проведены на низинном выработанном торфянике
(«Гадово болото»). Средняя глубина остаточного торфа составляет
40 см с колебаниями от 0 до 90 см. Подстилающие породы представле¬
ны средними и мелкозернистыми частью оглеенными песками. Осуше¬
ние проведено открытой сетью редких глубоких каналов.
Водный режим выработанного торфяного массива неблагоприятный
и характеризуется крайней неоднородностью залегания грунтовых вод
в связи с неровным рельефом минерального дна и разной глубиной оста¬
точной залежи, а также резкими колебаниями уровней в течение сезона
и по годам. В мае (период интенсивного отрастания многолетних трав
и полевых работ) грунтовые воды находятся на глубине 40—150 см в
сухие годы и 0—50 см (местами под водой) — во влажные. В июле (раз¬
витие травостоя 2-го укоса и завершение формирования зерновых) со¬
ответственно на глубине 100—200 и 40—100 см.
Таким образом, налицо условия как переувлажнения, так и недо¬
статочного увлажнения. Они сохраняются, несмотря на известное кор¬
ректирующее действие атмосферных осадков [8].
Опытные участки размещены на производственных посевах много¬
летних трав посева 1971 г. (торф выработан в 1957 г.) со следующими
вариантами: 1) овсяницы луговой (сорт Дединовская-8), (1, 1а, 16);
100
2) костра безостого (сорт местный) (2, 2а, 26); 3) костра безостого
(сорт Дединовский) (4в, 5а, 5); 4) контроль — неосвоенный торфяник,
выработанный в 1963 г. (6); 5) подсолнечник (П1 и П2).
Учет урожая проведен путем скашивания и взвешивания зеленой
массы с площади 25 мг в 4-кратной повторности на всех вариантах; об¬
суждаемые данные статистически достоверны. Определение влажности
почвы проводили весовым методом 1 раз в 10 дней с одновременным
замером глубины грунтовых вод.
Характеристика водного режима и агрохимических свойств участ¬
ков приведены в табл. 1, 2.
Таблица 1
Агрохимическая характеристика почв участков
Вариант
PH
N
Подвижные, мг/)00 г
соле¬
вой
общий,
%
Р2Ов
КгО
Ре*0$
РеО
СаО
Овсяница луговая (1, 1а,
16)
4,2
1,96
59,6
80,4
0,253
0,267
2,13
Костер безсстый (2, 2а,
26)
5,8
0,70
19,0
28,95
0,116
0,176
1,12
Костер безостый (4в, 5,
5а)
5,5
0,75
18,2
8,56
0,085
0,228
0,83
Неосвоенный торфяник (6)
6,5
1,87
4,5
10,2
0,132
0,452
0,57
1.
Подсолнечник
5,4
1,70
15,7
18,1
Не опр
Таблица 2
Урожай трав и характеристика еодного режима исследуемых участков
Степень
увлажне¬
ния
Полная
Объем¬
Средняя
влажность,
% от
Уровень
грунтовых
Урожай, ц/га сена
Вариант
влаго-
ем-
кость,
%
ный
вес,
г/см3
объема за
1972—
1974 гг. в
слое
0—20—30 см
вод, см
в среднем
1972—
1974 гг.
1972
1973
1974
сред¬
ний
1а. Овсяница
Сильная
366
0,20
58,2
48
8,2
37,0
8,0
17,7
луговая
1. То же
Средняя
412
0,18
53,6
65
32,2
33,6
15,8
27,2
16. То же
Слабая
445
0,18
48,8
106
41,4
23,6
36,5
33,8
2а. Костер без¬
Сильная
366
0,22
52,1
88
16,8
33,1
0,5
16,8
остый мест¬
ный
2. То же
Средняя
91
0,71
42,5
117
47,7
25,1
32,9
35,2
26. То же
Слабая
231
0,24
29,3
156
47,5
0,5
21,5
39,6
36,2
Га. Костер без¬
Сильная
167
0,55
50,2
67
0,5
16,8
5,9
остый Де¬
диновский
4в. То же
Средняя
412
0,22
42,7
117
73,9
50,8
44,2
56,3
5. То же
Слабая
283
0,35
37,5
128
67,1
36,4
34,9
46,1
6. Неосвоен¬
ный торфя¬
ник
Средняя
408
0,18
32,4
111
Единичные растения хво¬
ща полевого, мать-и-ма-
чехи
В 1972 и 1973 гг. вносили удобрения в количестве Ы«<,Рао-ш. Кш-|»
(в равных дозах на всех посевах). В 1974 г. из-за дождливой весны
удобрения не внесены.
Обеспеченность влагой высших растений на тор¬
фяных выработках. По отношению к затоплению овсяницу лу¬
говую относят к среднеустойчивым, а костер безостый к слабоустойчи¬
вым злакам [7].
В наших наблюдениях неблагоприятными для посева костра безосто¬
го оказываются средние за вегетацию уровни грунтовых вод 67—88 см
101
(табл. 2). При этом наблюдается почти полное выпадение растений из
травостоя. Наибольший урожай костра безостого (Дединовский) —
56,3 ц/га (в среднем за 3 года) получен при залегании грунтовых вод
на глубине 117 см. Овсяница луговая уменьшает урожай, если грунто¬
вые воды стоят близко в течение периода вегетации (1974 г.) или уча¬
сток длительное время подтапливается водой (1972 г.). Наиболее вы¬
сокие, но неустойчивые урожаи овсяницы луговой получены при средних
за вегетацию уровнях грунтовых вод, равных 65—106 см.
Минина (5] считает оптимальными для сенокосов на мелкозалежных
торфяниках уровни грунтовых вод от 40 до 80 см. Эти данные во многом
соответствуют цифрам, приведенным в литературе: в справочнике по
сенокосам и пастбищам, в статьях и книгах наших и зарубежных уче¬
ных. Однако, как показывает практика, выработанные торфяники нель¬
зя считать аналогией мелкозалежных торфяников. Если на мелкозалеж¬
ных торфяниках за вегетационный период колебания грунтовых вод со¬
ставляют от 40 до 80 см, то на выработанных фрезерных полях колеба¬
ния гораздо больше. Так, например, колебания уровня грунтовых вод
под овсяницей луговой в течение вегетационного периода 1974 г. пре¬
вышали 100 см. Это отрицательно сказывается на урожае сеяных трав.
В данном случае показатель уровня грунтовых вод, равный 40—80 см,
вряд ли можно рекомендовать для многолетних трав без учета амплиту¬
ды его колебания. По нашему мнению, колебания уровня грунтовых вод
необходимо учитывать при проектировании осушительных систем и си¬
стем двустороннего регулирования.
Развитие почвенных микроорганизмов на выра¬
ботанных торфяниках. Почвенные пробы для анализа альго-
флоры отбирали из слоя 0—5 см. Для каждого участка анализировали
средний образец, составленный из 5 индивидуальных проб. Количество
водорослей учтено прямым счетом на люминесцентном микроскопе. Ви¬
довой состав выявлен культуральными методами. Доминирующие виды
определяли как в почвенных культурах, так и микроскопированием све¬
жей почвы. При учете других групп микроорганизмов использовали ме¬
тод разведений с последующим посевом на плотные питательные среды.
Грибы учитывали на среде Чапека, актиномицеты на КАА и бактерии —
на среде МПА.
Для сравнения водорослевых сообществ использовали коэффициент
связи [4], который в отличие от коэффициента общности (по Жеккеру)
выражается в долях единицы, а не в процентах и определяется по фор¬
муле
_ z — (х -)- у)
г + (х + У) '
где z — количество видов, общих для сравниваемых сообществ, х — то
же, специфичных для альгофлоры первого участка и у — то же для аль¬
гофлоры второго участка.
При анализе альгофлоры выявлено ведущее влияние водного режи¬
ма торфяников на формирование водорослевых группировок. Отрица¬
тельный показатель коэффициента флористической связи возрастает
при сопоставлении сообществ участков, сильнее различающихся по
водному режиму.
Водорослевые группировки на разных посевах, но со сходным вод¬
ным режимом имеют большее сходство, чем под одной культурой, но
при различном увлажнении участков.
Качественные анализы с учетом редких и специфичных видов на
участках различного увлажнения позволили выделить две экологиче¬
ские группировки водорослей. На слабо- и среднеувлажненных участ¬
ках отмечено преобладание эдафофильных (Nostoc caldcóla, Cheoro-
sarcinopsis minor, Characiopsis minutissima, Phormidium valderial,
102
p. corium и др.), на сильноувлажненных гидрофильных видов (Gloco-
•capsa minima, G. minuta, Anabaena variabilis и др.).
Таким образом, водный режим торфяников оказывает формирующее
влияние на развитие водорослевых группировок.
Количественный учет 194 полевых образцов показал, что на слабо-
увлажненном участке максимальное число клеток приходится на весну.
Летом оно зависит от атмосферных осадков, а к осени заметно умень¬
шается. Одной из причин осеннего уменьшения числа клеток считается
вынос подвижных элементов высшим растением [6]. На сильноувлаж-
ненном участке наблюдается летний пик численности водорослей. При
сопоставлении показателей за 1973 и 1974 гг. отчетливо видно влияние
удобрений, внесенных весной 1973 г. На посевах трав весной 1974 г.
удобрения не вносили, что отрицательно сказалось не только на чис¬
ленности водорослей, но и на развитии гетеротрофной микрофлоры
(табл. 3).
Таблица 3
Динамика микроорганизмов в торфяниках различной степени увлажнения
Вариант
Степень
увлажне¬
ния
Глубина,
см
Общая численность микроорга¬
низмов в тыс. на 1 г абсолютно
сухой почвы
осень
1973
весна
1974
осень
1974
4в. Костер безостый
Средняя
0—10
559
746
60
10-20
1285
1098
71
5. Костер безостый
Слабая
0—10
653 ,
3274
50
10—20
2897
800
70
5а, Костер безостый
Сильная
0—10
3946
798
104
10-20
2609
395
115
6. Неосвоенный торфя¬
Средняя
0—10
6662
2077
145
ник (контроль)
10-20
6422
1219
104
Исследуя карьерные участки на второй год после выработки, Кули¬
кова [3] отметила их слабую микробиологическую активность.
В наших опытах торфяники через 10 лет после добычи торфа содер¬
жали большое количество аммонифицирующих бактерий и актиноми-
цетов (участок 6, контроль). На превращение органогенной породы в
почву на участках давней выработки торфа оказывают влияние абиоти¬
ческие и биотические факторы.
В процессе освоения и окультурирования выработанных торфяников
численность микроорганизмов в них возрастает (табл. 4).
В первые годы освоения выработанных торфяников показано поло¬
жительное влияние минеральных удобрений на урожай трав и активи¬
зацию микрофлоры [1].
В 1974 г. без внесения удобрений уменьшается как численность поч¬
венных микроорганизмов на всех участках, так и урожай трав при
среднем и сильном увлажнении (1, 1а, 2а, 5а). Численность микроор¬
ганизмов на костровых участках 2-го и 6-го годов освоения без внесе¬
ния удобрений практически равна контролю. Очевидно, это объясняет¬
ся как изменением пищевого режима, так и метеорологическими усло¬
виями года: длительной высокой переувлажненностью, низкой темпера¬
турой и плохой аэрацией почвы весной и осенью.
Вопросы о нормах и дозах минеральных удобрений на мелиорируе¬
мых выработанных торфяниках в связи с водным режимом требуют
дальнейшего изучения.
Зависимость численности гетеротрофной микрофлоры от степени
увлажнения участков наглядно проявилась в засушливом 1973 г.: на
слабо- и среднеувлажненных участках численность микрофлоры возра¬
ю
стает с глубиной. При повышении уровня грунтовых вод микроорганиз¬
мы находятся преимущественно в верхних горизонтах почвы.
При анализе видового состава микроорганизмов на окультуренных
торфяниках выявлены следующие доминанты: 1) бактерии — Bacillus
megaterium, В. mycoides; 3) актиномицеты — Actinomyces griseus;
3) грибы из родов — Pénicillium, Torula.
При обследовании сильноувлажненных участков, где наблюдалась
гибель высших растений, нами отмечено повышенное содержание гриб¬
ной флоры по всему профилю почвы. Важно заметить, что грибы спо¬
собны выделять в почву токсические для высшего растения метаболи¬
ты [2].
Таблица 4
Количество микроорганизмов (тыс. в 1 г абсолютно сухой почвы) выработанных
торфяников в связи с их освоением (средние данные за вегетационный период)
Степень освоения торфяников
Удобрения
Микроорганизмы
Автор
бактерии
актиномицеты
грибы
1-й год освоения
NPK
0,24
100
20,0
29,0
3,0
25,0
Зверков [1J
3-й год освоения
NPK
7,3
860,0
600,0
5600,0
130.0
730.0
Многолетний костровый
луг на окультуренном
торфянике
6300,0
560,0
540,0
Костровый луг 1-го года
—
1886,0
784,0
56,8
Крылова, 1973
освоения
NPK
3727,0
1839,0
13,5
То же, 2-го года
NPK
1605.0
2175.0
3232,0
645,0
8.5
6.5
Костровый луг 5-го года
освоения
NPK
612,0
229,0
6,0
То же, 6-го года
Неосвоенный торфяник че¬
рез 10 лет после выра¬
—
322,0
2,3
5,2
ботки (контроль)
—
1473,0
2926,0
0,5
о же, через 11 лет
—
193,0
12,0
2,0
Следовательно, водный режим выработанных торфяников оказывает
сходное влияние на развитие луговых трав (их состояние и ботаниче¬
ский состав травостоя) и на характер водорослевых сообществ.
Установлена положительная корреляция между численностью во¬
дорослей и уровнем трав. Так, за вегетационный период 1973 г. на уча¬
стках 2, 2а, 26 для слоя 0—20 см коэффициент корреляции был равен
0,93+0,22, на участках 4в, 5а, 5 — 0,96+0,30.
Выводы
1. Поскольку резкие колебания водного режима торфяников приво¬
дят к изменению ассоциации и отражаются на состоянии высшего рас¬
тения, то для создания устойчивых урожаев трав и агроценозов на тор¬
фяных выработках необходима система двустороннего регулирования
их водного режима.
2. Пространственная смена альгосинузий, изменение соотношений
групп гетеротрофных микроорганизмов и их численности по профилю
почвы отражают условия увлажнения торфяников.
3. Сходные реакции водорослей и луговых трав на условия увлаж¬
нения показывают перспективность выяснения индикационной роли во¬
дорослей, особенно на торфяниках, лишенных высших растений.
104
Литература
1. Зверков Ю. В. Микробиологическая характеристика осваиваемых торфяных карьер¬
ных почв. Почвоведение, 1966, № 8.
2. Красильников Н. А. Микроорганизмы почвы и высшие растения. Изд-во АН СССР,
1958.
3. Куликова Р. М. Сообщества водорослей мелиорированных торфяных низинных почв и
их изменение при окультуривании. Автореф. дис. М., 1965.
4. Малышев Л. И. Флористические спектры Советского Союза. В сб.: История флоры и
растительности Евразии. Л., «Наука», 1972.
5. Минина И. П. Луговые травосмеси. «Колос», 1972.
6. Некрасова К А., Максимов В. Н. Изучение индикационных свойств водорослей с по¬
мощью методов математического планирования. Ботан. ж., т. 56, № 6, 1971.
7. Раменский Л. Г. Введение в комплексное геоботаническое исследование земель. М.,
Сельхозгиз, 1938.
8. Скрынникова И. Н. Некоторые проблемы мелиорации и сельскохозяйственного ис¬
пользования торфяных почв. Тр. X конгр. почвов. М., «Наука», 1974.
9. Тишлер В. Сельскохозяйственная экология. М., «Колос», 1971.
Кировская лугоболотная Дата поступления
опытная станция 25.XII.1975 г.
ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса
E. A. BUSYGINA?) Yu. V. ZVERKOV? L. N. KRYLOVA
YIELDS OF GRASSES AND FORMATION OF MICROBIAL ASSOCIATIONS
ON CUT-OVER PEATLANDS
It has been shown that sharp fluctuations in the water regime of peatlands lead to
changes of microbial assications affecting the yields of grasses. A similar reaction of
algae and meadow grasses to the conditions of peatland moistening has been noted-
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
МИНЕРАЛОГИЯ ПОЧВ
УДК 631.435
Э. И. КОКУРИНА, Е. А. Я РИЛОВ А, Э. Ф. МОЧАЛОВА
ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
И МИКРОМОРФОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ГЛИН
ПОД ВЛИЯНИЕМ ГУМАТА НАТРИЯ
Рассматривается влияние щелочного раствора гумата натрия на из¬
менение прочности агрегатов, а также физико-химических свойств и микро-
морфологического строения глин монтмориллонитового, вермикулитового и
каолинового состава.
Солонцовые и слитые почвы обладают повышенной связанностью, и
причины, вызывающие ее, до сих пор не нашли в литературе однознач¬
ного объяснения. Одним из малоизученных факторов, которые влияют
на связанность, является органическое вещество. По нашим [7] и лите¬
ратурным [8, 10, 17] данным, относительное увеличение прочности при
увеличении содержания обменного натрия по сравнению с исходным
образцом в гумусированных объектах выше, чем в безгумусных глинах.
Разница в механической прочности «кальциевых и натриевых» вариан¬
тов одной и той же почвы наибольшая в гумусных образцах.
В солонцовых почвах, формирующихся в луговом режиме увлажне¬
ния, часто наблюдаются резко щелочные условия среды (pH 9—10)
вследствие образования соды, а также гидролиза гуматов, силикатов и
алюминатов щелочей [5]. Высокая насыщенность поглощающего ком¬
плекса солонцов натрием и щелочная реакция обусловливают подвиж¬
ность органического вещества и глубокое проникновение гумуса в глубь
профиля. Имеются данные [2, 12] о том, что количество щелочераство¬
римого органического вещества, в том числе гуматов натрия, непосред¬
ственно извлекаемых из почв 0,1 п раствором щелочи (ульминовые кис¬
лоты), значительно выше в луговых солонцах по сравнению с лугово¬
степными и степными. Эти гуматы отличаются менее прочной связью с
минеральной частью [11] и, возможно, поэтому более подвижны. Несом¬
ненно, что подвижное щелочерастворимое органическое вещество, в том
числе гуматы натрия, может оказывать большое влияние на свойства
таких почв.
В настоящей статье рассматриваются вопросы влияния растворов
гуматов натрия на связность глин различного минералогического со¬
става. Эти опыты можно рассматривать как модели взаимодействия ще¬
лочных растворов органических веществ с почвообразующими порода¬
ми, содержащими в составе илистой фракции минералы монтморилло-
нитовой и каолинитовой групп, в начальные моменты образования лу¬
говых солонцов.
В наших опытах исследовались бентонит огланлинский, вермикулит
ковдорский, каолин просяновский. Исходная характеристика образцов
106
тлин получена с помощью рентгеногра¬
фического и микроморфологического ме¬
тодов, а также химического анализа
(табл. 1). Дифрактограммы сняты на
приборе УРС-50 ИМ и расшифрованы
сотрудницей Почвенного института
Л. С. Травниковой.
Перед опытом породу размалывали
на шаровой мельнице и пропускали че¬
рез сито 200 меш. Раствор гумата нат¬
рия, который применяли в опыте, был
получен растворением готового препара¬
та гуминовой кислоты Мерка в 0,1 п
ЫаОН и име^ концентрацию 0,1 г/100 мл
и pH 10. Приготовленным раствором гу¬
мата, а также раствором 0,1 п ЫаОН за¬
ливали воздушно-сухие навески глин
(60 г) в фарфоровых чашках (250 мл),
оставляли взаимодействовать на 15 дней
при ежедневном размешивании. Опыт
был поставлен в двух вариантах.
В одном из вариантов непоглощен¬
ный избыток раствора гумата удаляли с
помощью центрифуги (9—11 тыс. об/
¡мин). Остаток глин после центрифугиро¬
вания несколько раз промывали водой в
центрифужных пробирках до осветления
супернатанта. Затем эти образцы, а так-
.же образцы, обработанные 0,1 п ЫаОН,
подвергали диализу в дистиллированной
воде для удаления остаточного электро¬
лита. Диализ продолжали 40 суток.
Концентрация натрия в последних пор¬
циях диализата составляла для каолини¬
та 1,3 мг/л, бентонита —15 мг/л, верми¬
кулита 26 мг/л. Во втором варианте
-смесь глины и гумата натрия высушива¬
ли без центрифугирования.
Образцы обоих вариантов, высушен¬
ные на воздухе, растирали, пропускали
через сито с отверстиями 1 мм. Твер¬
дость определяли на искусственных аг¬
регатах фракции 3—5 мм методом одно¬
осного сжатия. Техника приготовления
агрегатов состояла в следующем. Рас¬
тертые воздушно-сухие образцы увлаж¬
няли до состояния жидкой пасты, высу¬
шивали на воздухе и фракционировали
на ситах. Для приготовления шлифов
использовали наиболее крупные комоч¬
ки глины. Изготовление шлифов прово¬
дили по методике, описанной Мочаловой
'(9] *. Определение прочности агрегатов
на раздавливание изучали на агрегатах
фракции 3—5 мм.
* Микроморфологическое описание почв в
шлифах, приготовленных Э. Ф. Мочаловой, вы-
лолненные Е. А. Яриловой.
я
х
•ч
\о
£
СТ)-*1 <4-
1
05 СО 05
г
>ч
и
оГоГо
05 05 о
я 5 я
юоом
отер
при
ока/
вани
05 ОО СО
С о*
^ с
оо
о
чН о
с
ООО
О ©О
СО 05 <М
о
СО 05 <м
О 0^0
Ои
о о" о"
«к
•9 СО
05 СМ 1^
О Щ
(/) хо
о
СО 1>- г-
о" о" со
о
СО О 05
<М со ю
о" чр о"
о
ЧГ ю со
СО 00 о-
2
<*-©
со 05 о
О
ьо
СОЮ Ю
£
С\ГчГ~ о
<м
СаО
СО СО О
00 чг
^ о
(-4
00 -Г- 00
4)
мом
Си
о" С<Г о"
п
Ю ^ 00
О
Г- СО сю
©*чРсГ
г- ю о
О
«ч- 00 ^
н
сГо сГ
ев
00 05 О
О
05 ХГ 00
<
'г- ^ аэ
^-СЧ1
к
<М ЮчР
•* (О
2 в
^ ю ю
<75'°
со^
* о
с>- со
<э
ио
о 00 00
та
00 о 05
Ч в
СО О.
Г- СО О
Я
эх
= зг
X
о Я х
х 2. о
ч 5 ®
та
я
Й 2 к
к
е К
Ч
и , О
и
О £ §.
н ч с
я X X
о к X
Н 2 Ч
х ао
а) <и са
из са^
107
Для определения прочности пользовались лабораторной установкой
для сжатия [21], а также лабораторным прессом одноосного сжатия
марки П-12М. Результаты выражали в граммах разрушающей нагруз¬
ки на единицу веса агрегата (г/мг) [21]. Повторность 20-кратная. Ха¬
рактеристика обменного комплекса глин получена методом Пфеффера
с многократным промыванием образцов 70%-ным этиловым спиртом
перед вытеснением обменных оснований. Определение углерода в об¬
разцах проводили по методу Тюрина.
Огланлинский бентонит, использованный в опыте, в основном со¬
стоит из монтмориллонита. В составе его обменных оснований содер¬
жится более 50% натрия. В качестве примесей содержится цеолит,
кварц, кристобалит, кальцит, роговая обманка, полевой шпат, биотит.
Высокое содержание Si02, по данным валового анализа (табл. 1), объ¬
ясняется содержанием в бентоните значительных количеств кремнекис-
лоты. По данным Травниковой, аморфной кислоты содержится 19%.
Наличие СаО и S03 обусловливается содержанием в бентоните карбо¬
натов и гипса. Исходный бентонит в шлифе представляет бесцветную*
неоднородную мелкозернистую массу, пронизанную редкими округлы¬
ми порами, обладающую мелкочешуйчатым и вокругскелетным микро-
строением. Местами выражено субпараллельное расположение чешуек
и волоконец. Более рыхлые зоны, представляющие скопления мелких
частичек опала, изотропны.
Таблица 2:
Изменение механической прочности глин под влиянием щелочи и щелочного раствора
гумата натрия, г/мг
До диализа
После диализа
Глина
исходная
глина
0,1 п NaOH
щелочной
раствор
гумата
натрия
исходная
глина
0,1 п NaOH
щелочной.
раствор
гумата
натрия
Бетонит огланлинский
Вермикулит ковдорский
Каолин просяновский
148+13,4
86±7,2
15±0,5*
234+16,0
93d=16,l
15 + 0,7*
245±30,7
86±7,8
19 + 1,0*
97±5,7
104+5,1
Не опр.
74±2,3
126±7,7
12±0,6*
12*±0,8.
13*±0,8.
11*±0,4
* Данные получены на лабораторной установке одноосного сжатия.
В образце вермикулитовой глины преобладает вермикулит. В каче¬
стве примесей содержится биотит, каолинит, возможно, хлорит, карбо-
наты. Вермикулит в шлифе представлен плотной бесцветной со слабым
Зеленоватым оттенком массой, пронизанной редкими тонкими трещин-
ками. Глина имеет чешуйчатое микростроение с отдельными пакетами,
более упорядоченно расположенных листочков вермикулита, что выра¬
жается в их волнисто-агрегационном погасании (рис. 2, а).
В каолине просяновском преобладает каолинит, имеется очень не¬
значительная примесь биотита и сернокислого натрия.
Агрегаты исходного натриевого бентонита характеризуются высокой
прочностью за счет высокой дисперсности (максимальное число контак¬
тов). Прочность агрегатов кальциево-магниевого вермикулита несколь¬
ко меньше. Каолиновая глина характеризуется невысокой прочностью..
Рассмотрим более подробно изменение прочности изучаемых глин
(табл. 2). Обработка 0,1 п ЫаОН с последующим диализом привела к
уменьшению связанности бе.нтонита, увеличению связанности вермику¬
лита и незначительному ослаблению связанности каолинита. В вариан¬
те с обработкой 0,1 п ЫаОН, но без удаления реактива, произошло зна¬
чительное увеличение связанности бентонитовой и вермикулитовой глин,
а связанность каолина осталась без изменения. Обработка щелочным
раствором гумата натрия, включающая последующие промывание а
108
.диализ, в несколько раз уменьшила связанность исследуемых глин (12—
.13 г/мг) по сравнению с контрольными, щелочными вариантами (74—
126 г/мг). Связанность каолина незначительно уменьшилась. Без уда-
-ления избытка реактива связанность всех исследованных глин увели¬
чилась.
Эти изменения связанности, твердости вызваны более или менее
глубокими изменениями микростроения и состава глин. Рассмотрим из¬
менения микростроения глин под влиянием щелочи и щелочного гумата
натрия и последующего диализа.
После обработки 0,1 п КаОН и последующего диализа возрастает
неоднородность микростроения бентонита за счет появления извилисто¬
лентовидных обособлений высокодисперсной глины с высоким двупре-
ломлением и волнистым погасанием. Основная масса материала сохра¬
няет изотропность и слабую анизотропность с тенденцией к струйчатому
микростроению. Поры укрупняются, становятся удлиненными изви¬
листыми (рис. 1, б). Под влиянием обработки щелочным раствором
гумата натрия на бесцветном фоне глины появляются бесформенные вы¬
деления высокодисперсного буроватого органического вещества, места¬
ми включающие мелкие скопления темноокрашенных округлых части¬
чек гумуса размерами 4—6 мк. В этих участках глина более дисперсна
и обладает волнистым погасанием. В остальной части она имеет чешуй¬
чато-струйчатое микростроение, за исключением отдельных участков
прозрачной бесцветной тонкодисперсной глины с высоким двупреломле-
нием. Размер и форма пор близки к таковым для бентонита, обработан¬
ного 0,1 п ЫаОН (рис. 1, в).
В отличие от бентонита обработка вермикулита 0,1 п ЫаОН значи¬
тельно изменяет первоначальную структуру образца и сопровождается
распылением исходного материала, настолько сильным, что он теряет
анизотропию. Аналогичное явление отмечено в опытах Попова [14], ког¬
да обработка монтмориллонитовой кальциевой глины раствором нат¬
риевого электролита (с последующей отмывкой его водой) нацело раз¬
рушала анизотропные зерна. На фоне мелкочешуйчатого микрострое¬
ния и единичных остатков пакетов ориентированных листочков
вермикулита появляются разрозненные, мелкие (0,15—0,20 мк) участ¬
ки высокодисперсного материала, изотропные или с низким двупре-
ломлением. Появляется большое количество тонких, извилистых трещи¬
нок (рис. 2, б).
В массе вермикулита, обработанного щелочным раствором гумата
•натрия, в отличие от варианта с обработкой 0,1 п ЫаОН появляется
большое количество удлиненных, резко очерченных слегка желтоватых
пластин, состоящих из высокодисперсного материала со средним и низ¬
ким двупреломлением и большей частью полным, иногда неполным по¬
гасанием, некоторые из них изотропны. Массу вермикулита расчленя¬
ют многочисленные трещины и поры неправильной формы до 0,7 мм в
диаметре. Трещинками рассечены и многие пластины ориентированной
глины (рис. 2, в).
Микроморфологические исследования каолиновой глины не показа¬
ли каких-либо существенных изменений под влиянием обработки ще¬
лочью и щелочным раствором гумата. Таким образом, под влиянием
обработки глин щелочным раствором гумата натрия усиливается неод¬
нородность микростроения, что выражается в появлении участков с
неодинаковыми оптическими свойствами, что, возможно, приводит к
развитию трещиноватости, как бы «дефектов микроструктуры». В шли¬
фах можно заметить неравномерное распределение органического ве¬
щества, что также усиливает неоднородность структуры.
Обработка глин 0,1 п ЫаОН и щелочным раствором гумата с после¬
дующим диализом привела к изменениям в их обменном комплексе.
В результате обменных реакций увеличилось содержание обменного
109
Рис. 1. Вермикулит исходный (а), обрабо¬
танный 0,1 п раствором ЫаОН (б), гума-
том натрия (0,1 г/100 мл) (в). Ув. 120,
ник. +
110
натрия в вермикулитовой глине за счет вытеснения кальция и магния.
Для натриевого бентонита обменные реакции не сыграли существенной
роли. В отличие от бентонита и вермикулита содержание обменного
натрия в каолине под влиянием обработки 0,1 п №ОН оказалось невы¬
соким. Возможно, это объясняется тем, что обменный натрий каолина
легко удаляется в процессе последующей промывки. Можно отметить
как общую закономерность для изучаемых глин, что под влиянием ще¬
лочного раствора гумата натрия обменный комплекс оказался в боль¬
шей степени насыщенным натрием по сравнению с вариантами с обра¬
боткой 0,1 п МаОН (табл. 3). Более полное насыщение обменного ком¬
плекса натрием под влиянием гумата и уменьшение содержания обмен¬
ного кальция и магния связаны, вероятно, с тем, что двухвалентные
катионы, взаимодействуя с гуматом, выходят из сферы реакции в виде
нерастворимых гуматов кальция и магния. Не исключено также, что
органическое вещество влияет на глинистые частицы и затрудняет де¬
сорбцию обменного натрия при последующей промывке.
Таблица 3
Изменение содержания углерода, pH и состава обменных оснований глин
под влиянием обработки щелочью, щелочным раствором гумата натрия
и последующего диализа
Глина
Вид обработки
С, % от
pH
Обменные основания, %
от суммы
Сумма
обменных
веса
ГЛИНЫ
ГЛИНЫ
Са
ме
Ыа
К
оснований.
м/экв/100 гг
Бентонит оглан-
Исходный
0,03
8,7
21,6
17,5
56,6
4,3
58,4
линский
С 0,1 л ЫаОН
Не опр.
8,7
38,7
12,6
46,2
2,5
51,8
С гуматом натрия
0,26
8,7
11,0
5,3
73,5
4,2
58,4
Вермикулит ков-
Исходный
0,18
8,4
58,6
27,8
4,9
8,9
57,8
дорский
С 0,1 л ЫаОН
0,07
9,3
34,2
15,0
46,4
3,3
48,7
С гуматом натрия
0,21
9,3
23,7
11,0
61,4
4,2
49,9
Каолин прося-
новский
Исходный
С 0,1 п ЫаОН
0,06
0,07
8,8
8.4
8.4
57,8
]
34,31
Не оп
I 4,9
Р-*
3,0
3,7
С гуматом натрия
0,22
49,1
31,2
16,8
3,0
8,7
* В связи с высоким содержанием ЫагЭО«.
После взаимодействия со щелочью и гуматом натрия с последующим
промыванием реакция вермикулитовой глины стала более щелочной
(pH 9,6) по сравнению с исходной (8,4). Реакция среды бентонита и
каолинита мало изменилась.
Количество относительно прочносвязанного органического вещества
оказалось невелико и составило в бентоните 0,26, вермикулите 0,21,
каолине 0,25 г/100 г глины. Несмотря на то что в бентоните и вермику¬
лите содержание прочносвязанного органического вещества оказалось
близким, способ его закрепления и распределения в минеральной массе
согласно микроморфологическому описанию был неодинаков.
Уменьшение связанности высоконатриевого бентонита под влияни¬
ем диализа объясняется, вероятно, сильным гидролизом с выделением
в раствор значительных количеств БЮ2 и полуторных окислов [6, 13,
15]. Обработка щелочью усиливает эти процессы. Известно, что присут¬
ствие поливалентных катионов железа и алюминия способствует обра¬
зованию рыхлых нетиксотропных коагуляционных структур глин и вы¬
зывает коагуляцию [18]. Выделение в раствор поливалентных ионов в
процессе диализа способствовало, вероятно, коагуляции суспензии бен¬
тонита и вызывало значительное уменьшение прочности исходного бен¬
тонита, а также бентонита, обработанного щелочью.
Содержание большого количества аморфной кремнекислоты в бен¬
тоните определяет значительное увеличение связанности в присутствии
т
щелочи (234 г/мг) и уменьшение связанности после ее удаления
(74 г/мг), так как в присутствии электролитов увеличивается связую¬
щее действие коллоидных пленок кремнекислоты за счет образования
коагелей [4]. Повышение прочности вермикулита в результате диализа
объясняется, вероятно, распадом агрегатов, сцементированных карбо¬
натами кальция и магния. Увеличение прочности в варианте с обработ¬
кой 0,1 п ШОН и последующим диализом объясняется увеличением со¬
держания обменного натрия в обменном комплексе вермикулита, что
приводит к увеличению дисперсности и соответственно числа контактов.
Без удаления продуктов реакции и остаточного электролита механиче¬
ская прочность вермикулита уменьшается либо за счет сжатия диффуз¬
ного слоя глинистых частиц, либо за счет содержащихся в дисперсной
фазе продуктов реакции обмена в виде гидратов и гидросиликатов
кальция и магния, усиливающих необратимую коагуляцию.
Известно, что при взаимодействии гуматов натрия с глинами проис¬
ходит адсорбция гуматов на поверхности глинистых частиц [1, 19]. Не¬
высокие количества сорбированного органического вещества в опыте
объясняются низкой концентрацией насыщающего раствора и узким
соотношением твердая фаза — раствор. Под влиянием щелочного рас¬
твора гумата натрия связанность бентонита и вермикулита уменьши¬
лась.
Уменьшение прочности структуры бентонита в области невысокой
относительной концентрации гумата натрия (0,01—1%) по отношению
к твердой фазе отмечалось и другими авторами [20]. Это объясняется,
по-видимому, тем, что при малых концентрациях гуматов натрия, когда
их количество недостаточно для насыщения адсорбционного слоя,
они играют роль флоккулятора, снижающего прочность структуры.
В вариантах без промывания связанность бентонита и вермикулита под
действием щелочного раствора гумата натрия незначительно отличает¬
ся от связанности в вариантах со щелочью. Возможно, избыток щелоч¬
ного электролита играет главную роль и затушевывает в этом случае
влияние гумата. Аналогичное явление отмечено и в опытах Вершинина
[3]. Относительно большее увеличение прочности агрегатов в чернозе¬
ме при замене поглощенных кальция и магния обменным натрием по
сравнению с увеличением прочности безгумусного суглинка при той же
операции Мамаева [8] объясняется склеивающей ролью органического
вещества, которое переходит в растворимую форму в виде гумата
натрия.
В нашем опыте действие гумата натрия оказалось как бы противо¬
положным ожидаемому и скорее согласуется с данными Д. И. Сидери
[16], в опытах которого происходило понижение растворимости натрие¬
вых глин, то есть усиление их гидрофобности, под влиянием гумата нат¬
рия. Возможно, незначительные концентрации адсорбированного орга¬
нического вещества, неполная насыщенность адсорбционного слоя при¬
вели к мозаичности склеивающей поверхности, появлению гидрофиль¬
ных и гидрофобных участков, к ослаблению связей минеральных частиц
между собой, что в свою очередь способствовало развитию «дефектов»
в монолитной структуре и в целом привело к уменьшению прочности.
Не исключено, что уменьшение прочности является суммарным эффек¬
том, а в то же время в некоторых участках этой системы происходит
упрочнение структурной сетки силами водородной связи, межмолеку¬
лярными силами сцепления и, возможно, химическими связями. Что
касается повышенной твердости луговых солонцов, то ее, по-видимому,
нельзя объяснить действием гумата натрия.
Литература
1. Александрова Л. Н. Процессы взаимодействия гуминовых веществ с минеральной
частью почвы. Почвоведение, 1954, № 9.
2. Базилевич Н. Я. Геохимия почв содового засоления. «Наука», 1965.
112
3. Вершинин П. В. Влияние органического вещества на некоторые физические констан¬
ты почвы. Почвоведение, 1938, Ns 10.
4. Гребенщиков И. В. Химические реакции на поверхности силикатов и их значение для
техники. Изв. АН СССР. Отд. техн. наук, 1937, Jns 1.
5 Ковда В А. Влияние поглощенного натрия на выщелачивание карбонатов почвы
Тр. Почв, ин-та им. В. В Докучаева, вып. 6, 1932.
6 Ковда В. А. Солончаки и солонцы. Изд. АН СССР, 1937.
7. Кокурина Э. И. О факторах связанности солонцовых почв. Бюл. Почв, ин-та им.
В. В. Докучаева, вып. 6, М., 1973.
8 Мамаева Л.-Я* Роль поглощенного магния в солонцеватости почв. В кн.: Земледель¬
ческое освоение полупустынных земель. «Наука», 1966.
9 Мочалова Э. Ф. Изготовление шлифов с ненарушенным сложением. Почвоведение,
1956, Ns 10.
10. Охотин В. ВСмирнова О. Ф. Физико-механические свойства солонцов и их измене¬
ние при действии солей. Почвоведение, 1934, Ns 2.
11. Панов Н. П., Болдырев А. И. и Кокурина Э. И. Исследование качественного состава
гуминовых соединений почв черноземно-солонцового комплекса методом инфракрас¬
ной спектроскопии Докл. ТСХА, вып. 115, 1965
12. Панов Н. ПКокурина Э. И. Условия гумусообразования и качественный состав гу¬
муса почв черноземно-солонцового комплекса Прииртышья. Докл. ТСХА, вып. 115,
1965.
13. Попов И. В., Кудрявцева М. М. Изменение физико-механических свойств некоторых
карбонатных пород в связи с изменением поглощенных оснований. В сб.: Гидроло¬
гия и инженерная геология, Ns 4, 1937.
14. Попов И. В. Микроскопические исследования структуры глинистых пород. В кн.:
Проблемы советского почвоведения, сб. 15 Изд. АН СССР, 1949
15. Розов Л. П. Солонцовые процессы в мелиорации Почвоведение, 1932, Ns 3
16 Сидери Д. И. О механизме структурообразования в почве. В ж. Химизация социа¬
листического земледелия. Огиз-Сельхозгиз, 1936, № 7—8.
17. Соколовский А. Н., Лукашевич Е. С. К познанию физических свойств почв. Вест.
ТСХА, 1925, Ns 1.
18 Федотова М. С., Поспелова /С. А. Коагуляция бентонитовых суспензий, применяемых
для уменьшения водопроницаемости песка. ДАН СССР, т. 94, Ns 6, 1954.
19. Хан Д. В. Органо-минеральные соединения и структура почвы. «Наука», М, 1969
20 Цзян Лун, Серб-Сербина Н. Н., Ребиндер П. А. Исследование структурообразования
и реологических свойств водных дисперсий бентонитовых глин при их взаимодейст¬
вии с гуматами Коллоидн. ж., № 3, т. 23, 1961.
21. Antipov-Karataev J N. A kiesezilheto magnezium szerepe a talajok szolony Ices tula-
jdonsagaiban. Agrokemia es talajtan, t. 7, № 1. Budapest, 1958.
Почвенный институт Дата поступления
им. В. В. Докучаева 2.IX.1975 г.
E. I. KOKURINAr E. A. YARILOVA? E. F. MOCHALOVA
CHANGES IN STRUCTURE-MECHANICAL PROPERTIES AND FABRIC
OF CLAYS UNDER THE EFFECT OF SODIUM HUMATE SOLUTIONS
The paper deals with the effect of sodium salts and sodium and ammonium humates
on fabric and coherence of montmorillonite and kaolimte clays. By means of the micro-
morphological method the effect of structure-textural nature of clays on their strength
properties has been shown
8- Почвоведение, № 10
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
УДК 631.4:631.6
К. н. ФЕДОРОВ, И. к. АНТИПОВ
МИКРОМОРФОЛОГИЯ ЧЕРНОЗЕМНЫХ МАЛОНАТРИЕВЫХ
СОЛОНЦОВ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА
Показано, что для луговой стадии развития солонцового процесса ха¬
рактерен локальный (вдоль крупных пор) отмыв глинисто-карбонатной
плазмы в гор. А и локальное ее накопление в гор. В| (глинистого вещест¬
ва) и В2 (карбонатов). В центральных участках крупных агрегатов сохра¬
няются текстурно-структурные признаки предшествующей (солончаковой)
стадии развития почв. На лугово-степной стадии завершается микромор-
фологическая дифференциация профиля почв по солонцовому типу. Степ¬
ные солонцы имеют признаки деградации солонцового процесса.
Микроморфологическое изучение солонцов началось сравнительно
недавно [4—7]. Многие закономерности формирования их микроскопи¬
ческого строения до настоящего времени остаются неизученными. Осо¬
бенно мало сведений о микроскопическом строении малонатриевых со¬
лонцов.
В настоящей статье рассматриваются результаты изучения законо¬
мерностей формирования микроскопического строения малонатриевых
солонцов Северного Казахстана. В Железинском р-не Павлодар¬
ской обл. был подробно изучен почвенно-геоморфологический профиль,
заложенный через солончаково-солонцовые комплексы, контуры мелких
лугово-степных солонцов и область широкого распространения степных
солонцов и в различной степени солонцеватых южных черноземов.
Протяженность профиля, пересекающего основные формы рельефа
типичных ландшафтов колочной степи, составляет 4,5 км, превышение
верхней точки над нижней составляет 6 м.
Почвенный покров рассматриваемого участка представляет единую
эволюционно-генетическую систему, наиболее молодые компоненты ко¬
торой расположены в депрессиях, наиболее древние (генетически зре¬
лые) занимают повышенные, хорошо дренированные формы рельефа.
На первых стадиях развития почвенного покрова в прошлом и настоя¬
щем преобладают гидроморфные условия почвообразования. Об этом
свидетельствуют водно-аккумулятивный характер литолого-геоморфо-
логического строения территории, наличие обширных заболоченных по¬
нижений, близкое к поверхности залегание сильноминерализованных
грунтовых вод, четко устанавливаемая эволюция фитоценозов от гид-
рофильно-галафитных к ксерофитно-степным. Это подтверждают широ¬
ко распространенные карбонатность, засоленность, гипсоносность поч¬
вогрунтовой толщи, наличие в ней остатков водной фауны и фитолита-
рий влаголюбивых растений (тростника, вейника).
Общие свойства почв исследованной территории описаны в ранее
опубликованных работах [1, 3]. Часть аналитических материалов приве¬
дена в табл. 1, 2. Обращает на себя внимание увеличение иллювииро-
ванности почвенного профиля от луговых к степным солонцам и резкое
уменьшение по мере увеличения возраста почв содержания поглощен¬
ного натрия в солонцовых горизонтах (от 20,03 до 10,35%), что указы¬
вает на постепенное затухание солонцового процесса по мере эволюции
114
Таблица 1
Показатели механического состава малонатриевых солонцов
Горизонт и глуби¬
на, см
Содержание фракций, %;
размер частиц, мм
<0,001
0,01
0,01
Показатель
иллювиирован-
ности профиля
Солонец луговый, разр. 5
Аг
Вх
В2
0-3
3-9
12-22
В/С 30-40
Сх 55—65
С2 100-110
Со 190—200
Ах 0-1
Вх 12—2
В2 24-3
^1
С2
Ах
Вх
В2
23,35
40,42
29,44
22,53
26,68
27,15
44,48
44,04
55,90
38,68
31,58
40,33
39,65
65,09
53,01
39,95
28,74
23,42
47,08
53,28
23,36
Солонец лугово-степной, разр, 7
59.87
39,73
32,69
34.88
37,09
60,14
48,68
44,06
33,23
27,44
Состав поглощенных катионов
0—10
15,71
39,02
12-22
36,60
58,70
24-34
29,80
44,53
47—57
30,11
50,60
140—150
32,24
55,68
Солонец
степной, ]
0-10
14,84
38,45
13-21
37,00
49,71
24-33
29,37
41,31
47-57
27,24
40,33
150-160
40,66
66,05
26,5
39,9
42,7
Таблица 2
Горизонт и
глубина, см
Поглощенные катионы, мг»экв/100 г почвы
Содержание, % от суммы
Са
М£
N3
сумма
Са
М*
Ыа
Разрез 5
А 0—3
В, 3—9
1 8,И
| 10,03
1 6,02
| 12,00
1 1,00
I 5,39 1
1 15,13
| 27,42
1 53,60
1 36,21 |
1 39,80 1
I 43,76 |
1 6,60
| 20,03
Разрез 7
А 0—10
В, 12—22 |
1 8,00
| 16,10
1 5,10
1 12,31 |
1 0,95 1
1 5,16 |
1 14,05
| 33,57 |
1 56,93 1
1 47,95 |
1 36,30 1
| 32,88 |
1 6,77
I 17,17
Разрез 4
А 0—Ю 1
В! 13—21 |
10,00 1
9,00 |
1 7,00 1
1 17,00 |
1 0,80 1
1 3,00 |
1 17,80 1
| 29,08 |
1 56,17 1
1 31,03 |
1 39,32 1
| 58,62 |
4,51
10,35
лугово-степных ландшафтов данной территории.
Закономерности развития указанных процессов хорошо прослежи¬
ваются при микроморфологическом изучении отмеченного эволюционно¬
генетического ряда солонцов.
В качестве эталона сравнения для начальных стадий развития со¬
лонцовых процессов было взято микроскопическое строение луговых
солончаков, не имеющих химических и морфологических признаков со-
лонцеватости, расположенных на самых нижних отметках почвенно¬
геоморфологического профиля.
Микроскопическое строение их профиля гидрогенно-аккумулятив-
ного типа с очень слабой генетической дифференциацией, весьма сходно
со строением аналогичных почв дельтовых равнин [2]. Горизонты в
8*
115
основном выделяются по количеству и формам гумуса, в меньшей сте¬
пени по агрегированности почвенной массы и степени сегрегированно-
сти гидроокисных соединений железа.
В аккумулятивных горизонтах преобладает гумус типа модер и
грубый с четкой локализацией в околопоровых участках. Высокодис¬
персный гумус концентрируется в участках скопления разлагающихся
остатков корней. В переходных горизонтах резко преобладает гумус
типа модер, имеющий преимущественно аллохтонный характер распре¬
деления в почвенной массе. Доминирующее сложение гор. А, губчато¬
фрагментарное, гор. В — фрагментарное, гор. С — массивное. Агрега¬
ция почвенной массы хорошо заметна лишь в гор. А1, во всех других вы¬
ражена слабо. Агрегаты крупные (>1 см), плотные, изометричные, 1-го
порядка. Основным цементирующим веществом являются карбонаты и
гидроокисные соединения железа. Карбонаты повсеместно представле¬
ны микрозернистым кальцитом, распределение его равномерное, ново¬
образований нет. Гидроокисные соединения железа в верхней части
профиля образуют плотные сгустки, пятна* и хлопья, в средней и ниж¬
ней— пятна и хлопья. Глинистое вещество изотропно. Оптически ори¬
ентированные глины представлены единичными, разрозненными чешуй¬
ками и волоконцами. В верхней части профиля содержатся крупные,
удлиненные, зазубренные фитолитарии тростника опалового состава.
Материнские породы имеют карбонатные остатки водной фауны. При¬
знаки передвижения плазмы во всех частях профиля не наблюдаются.
Существенная перестройка микроскопического строения луговых со¬
лончаков наблюдается на начальных стадиях образования луговых
корковых солонцов. Для них характерно следующее микроскопическое
строение профиля (разр. 5).
■ Горизонт А, (0—3 см). Окраска светло-серая со слабым зелено¬
ватым оттенком и бурыми пятнами гидроокислов железа. Сложение
рыхлое, губчатое. Агрегаты 1-го порядка (преобладают) и 2-го поряд¬
ка, рыхлые, удлиненные. Преобладают межагрегатные поры биологи¬
ческого происхождения. Внутриагрегатных пор мало. Стенки всех пор
рыхлые, пленок плазмы не имеют. Много обрывков растительных тка¬
ней различной степени гумификации. Продукты гумификации бурого
цвета. В значительных количествах содержатся хлопьевидные и сгуст-
ковые образования бурого (преобладает) и темного мулля. Гидроокис¬
ные соединения железа образуют многочисленные фитоморфозы, пятна,
хлопья и овальные, недифференцированные, мелкие (0,01—0,3 мм)
сгустки. Единично в центральных участках агрегатов встречаются че¬
шуйки и волоконца ориентированных глин. Поверхность минеральных
зерен анизотропных глинистых пленок не имеет. Зерна минерального
скелета слабо окатаны, сильно корродированы. Преобладает кварц (до
65%) и полевые шпаты (до 25%). встречаются полиминеральные облом¬
ки сланцев и гранитов. Есть слюды, амфиболы, пироксены, рудные ми¬
нералы. В незначительных количествах имеются сфен, ставролит, цир¬
кон, рутил. Много опаловых фитолитарий. В центральных участках аг¬
регатов отмечаются единичные зерна микрозернистого кальцита.
Горизонт В, (3—9 см). Окраска неоднородная, пятнистая. На
светло-буром с зеленоватым оттенком фоне темно-серые пятна. Сложе¬
ние плотное, фрагментарное. Агрегаты крупные (>1 см), 1-го порядка,
изометричные. Преобладают межагрегатные поры усыхания, внутриаг¬
регатных пор мало (2—4 поры на 1 агрегат). Стенки пор плотные, по¬
крыты анизотропными глинистыми пленками. Преобладают хлопьевид¬
ные образования бурого мулля, в значительных количествах имеются
мелкие (0,005—0,01 мм) углистые органические частицы, иногда обра¬
зующие рыхлые скопления в околопоровых участках. Темного мулля
мало, сосредоточен в виде точечных сгустков у разлагающихся корне¬
вых остатков.
,1
116
Во всех участках горизонта наблюдается чешуйчатая, волокнистая,
спутанно-волокнистая ориентированная глина, у крупных пор сосредо¬
точены натечные, струйчатые и околопоровые ее формы, бесцветные с
очень слабым зеленоватым оттенком. Крупные образования ориентиро¬
ванной глины натечной формы в качестве примеси имеют зерна первич¬
ных минералов и органические углистые частицы. Есть фитоморфозы
анизотропного глинистого вещества. Сегрегация гидроокисных соедине¬
ний железа выражена слабо, единично встречаются светло-бурые их
хлопья и пятна. В небольшом количестве содержатся опаловые фитоли-
тарии. Минеральный скелет данного и всех последующих горизонтов
аналогичен предыдущему.
Горизонт В2 (9—24 см). Окраска светло-зеленая с желтым оттен¬
ком. Сложение губчато-фрагментарное. Агрегаты 1-го порядка, круп¬
ные (>0,5 см), изометричные, уплотненные. Форма пор чрезвычайно
разнообразна: ветвистая, щелевидная, гроздевидная,’овальная и т. д.
Стенки пор уплотнены, покрыты тонкими пленками ориентированной
глины. Площадь меж- и внутриагрегатных пор примерно одинакова.
Резко преобладает бурый мулль. Много углистых органических частиц
овальной и удлиненной формы. Темный мулль образует единичные мел¬
кие сгустки. Ориентированная глина представлена чешуйчатой, волок¬
нистой, спутанно-волокнистой и неясно выраженной струйчатой фор¬
мами. Общее количество ее значительно меньше, чем в вышележащем
горизонте, бесцветна. В крупных скоплениях ориентированных глин
имеются единичные кристаллы кальцита. В них в качестве примесей
содержится темный мулль и гидроокисные соединения железа. Сегре¬
гации последних в основе единичны. Имеются рассеянные зерна и пят¬
нистые скопления микрозернистого кальцита, приуроченные к централь¬
ным участкам агрегатов.
Горизонт Вг (24—46 см). Гипсовый. Массовые выделения гипса
разрушили первичное микроскопическое строение горизонта. Форма зе¬
рен гипса очень разнообразна — чешуйчатая, линзовидная, ромбовидная
и таблитчатая. Грани крупных зерен искривлены и протравлены. Пре¬
обладает мелко- и среднезернистый гипс. Часты псевдоморфозы каль¬
цита по гипсу.
Горизонт В„ (46—65 см). Окраска светло-зеленая с желтоватым
оттенком. Карбонатный, иллювиальный. Сложение фрагментарное и
фрагментарно-губчатое плотное и рыхлое. Агрегаты 1-го порядка, угло-
вато-удлиненные, преобладающий размер от 0,8 до 16 мм. В участках
фрагментарно-губчатого сложения преобладает внутриагрегатная по-
розность, в остальных — межагрегатные поры усыхания. Форма внутри¬
агрегатных пор овальная, щелевидная и гроздевидная. Стенки пор
плотные, повсеместно покрыты микрозернистым кальцитом. Гумус пред¬
ставлен хлопьевидными выделениями бурого мулля и мелкими углисты¬
ми частицами. Глинистая масса изотропна, имеются единичные чешуй¬
ки и волоконца ориентированной глины, рассеянные в основе, а также
очень тонкие пленки на поверхности полевых шпатов и слюд. Гидро¬
окисные соединения железа диффузно пропитывают всю почвенную мас¬
су и хорошо обособленных сегрегаций не имеют. В больших количест¬
вах содержится микрозернистый кальцит, образующий у пор пятна и
ооиды. Имеются выделения этого минерала по полевым шпатам, амфи¬
болам и пироксенам, а также фитоморфозы.
Горизонт С (65—210 см). Микрослоистые, карбонатные с орга¬
но-железистыми новообразованиями отложения. Отмечается перекри¬
сталлизация микрозернистого кальцита в более крупные его генерации.
Наблюдаются чешуйчатые, волокнистые и вокругскелетные ориентиро¬
ванные глины. Оптическая ориентация ее сильно нарушена.
В приведенной микроморфологической характеристике луговых со¬
лонцов обращает на себя внимание содержание значительных количеств
117
ориентированной глины не только в гор. В,, но и в гор. В2, а также хо¬
рошая выраженность признаков гидроморфизма.
На лугово-степной стадии развития солонцов наблюдается усиление
микроморфологической дифференциации профиля по солонцовому типу,
т. е. обособление элювиального, иллювиальных глинистого и карбонат¬
ного горизонтов; существенная перестройка микроскопического строе¬
ния присущего предшествующим (гидроморфным) стадиям их разви¬
тия. В то же время на этой стадии развития намечаются первые призна¬
ки деградации солонцов, микроморфологическая характеристика кото¬
рых (разр. 7) приведена ниже.
Горизонт А1 (0—10 см). Окраска желтовато-светло-серая. Сло¬
жение губчатое, рыхлое. Текстура слоеватая. Агрегаты 1-го (преобла¬
дают) и 2-го порядков, рыхлые, крупные (>1,5 см), удлиненные. Гори¬
зонт очень порист, преобладает слабоветвистые межагрегатные поры с
рыхлыми отмытыми от плазмы стенками. Резко доминирует темный
мулль, часто образующий мелкие овальные сгустки. Много обугленных
и ожелезненных корневых остатков. Тонкодисперсная масса изотропна.
Имеются единичные чешуйки и волоконца ориентированных глин, со¬
средоточенные в центральных частях агрегатов. Гидроокисные соедине¬
ния железа образуют многочисленные хлопьевидные светло-бурые
скопления, имеются единичные, плотные, мелкие органо-железистые
конкреции. Минеральный скелет представлен обломочными зернами
кварца, полевых шпатов, халцедона, амфиболов, пироксенов, рудных и
акцессорных минералов, а также пластинками слюд. Зерна кварца и
акцессорных минералов свежие, полевых шпатов, амфиболов и пироксе¬
нов выветрелые, пластинки слюд сильно деформированы и частично
ожелезнены. Встречаются обесцвеченные зерна глауконита, нацело
серицитизированные и пелитизированные полевые шпаты. Есть опало¬
вые фитолитарии. Горизонт полностью отмыт от карбонатов.
Горизонт В2 (10—22 см). Окраска светло-бурая с многочислен¬
ными темными пятнами. Сложение плотное, фрагментарное. Агрегаты
1-го порядка, плотные, резкоугловатые, крупные (>1,5 см). 5—6%
площади шлифов занимают округлые микроагрегаты. Резко преоблада¬
ет межагрегатная порозность; внутриагрегатных пор мало (4—5 пор на
1 агрегат). Форма межагрегатных пор трещиновидная, внутриагрегат¬
ных — овальная и щелевидная. Стенки всех пор плотные, покрыты плен¬
ками ориентированной глины и аморфными соединениями железа.
Преобладает бурый мулль. Много сажистых* и углистых органиче¬
ских частиц. Во всех участках горизонта в очень больших количествах
есть струйчатые, хлопьевидные** (преобладают), натечные, околопоро-
вые, вокругскелетные, чешуйчатые и волокнистые ориентированные гли¬
ны светло-желтой с зеленоватым оттенком окраски. Горизонт равно¬
мерно пропитан гидроокисными соединениями железа, сегрегации их
единичны. Минеральный скелет аналогичен предыдущему горизонту.
В центральных участках агрегатов единично встречаются зерна микро-
зернистого кальцита.
Горизонт В„ (22—35 см). Иллювиальный карбонатный. Окраска
светло-желтая с четким зеленоватым оттенком. Сложение плотное, не¬
ясно выраженное фрагментированное. Агрегаты 1-го порядка, плотные,
изометричные. 10—15% площади шлифов занимают микроагрегаты.
Суммарная площадь меж- и внутриагрегатных пор примерно одинако¬
ва. Форма межагрегатных пор ветвистая; внутриагрегатных — овальная
и удлиненно-угловатая. Стенки всех пор плотные, обильно инкрустиро¬
ваны мелкозернистым кальцитом (0,01—0,1 мм), имеют очень тонкие
* Сажистые органические частицы по форме и цвету напоминают частицы сажи
под микроскопом.
** Хлопьевидные ориентированные глины по форме сходны с хлопьевидными вы¬
делениями мулля и гидроокислов железа.
И8
пленки гидроокислов железа. Преобладают гумус типа модер, в значи¬
тельных количествах имеются углистые органические частицы. Тонко¬
дисперсная масса горизонта изотропна. У пор единично встречаются
сильно разрушенные струйчатые ориентированные глины. Почвенная
масса сцементирована мелко- (0,01—0,1 мм) и микрозернистым каль¬
цитом (<0,01 мм).
Горизонт ВР (35—50 см). Гипсовый. Накопление гипса сопро¬
вождается разрушением первичных сложения, текстуры и агрегирован-
ности. Гипс представлен двумя генерациями: мелко- (0,01—0,1 мм) и
крупнозернистой (>-0,1 мм). Первая не имеет признаков разрушения,
вторая сильно разрушена. В больших количествах содержится мелко- и
микрозернистый кальцит.
Горизонт В2/С (50—60 см). Окраска желтая со слабым зелено¬
ватым оттенком и точечными черными включениями аллохтонного гу¬
муса. Сложение плотное, фрагментарное. Агрегация выражена слабо.
Агрегаты крупные (>1,5 см), плотные, угловатые, 1-го порядка. До¬
минируют слабоизвилистые межагрегатные поры. Форма внутриагре-
гатных пор щелевидная. Стенки пор плотные, инкрустированы мелко-
и микрозернистым кальцитом. В составе гумуса резко преобладают угли¬
стые и сажистые частицы аллохтонного происхождения. Гидроокисные
соединения железа равномерно распределены в основе, скоплений не
образуют. Такое же распределение и микрозернистого кальцита, мелко¬
зернистый кальцит приурочен к порам. По сравнению с вышележащими
горизонтами несколько больше рудных минералов, слабее выражено
выветривание всех остальных.
Горизонт С (60—200 см). Тонкослоистые, карбонатные с остат¬
ками водной фауны и мелкими органо-железистыми конкрециями отло¬
жения. Есть сильноразрушенные образования натечной ориентирован¬
ной глины с выделениями кальцита. Встречаются мелкие, округлые,
плотные карбонатные новообразования, имеются свежие и выветрелые
зерна глауконита, обломки известняка.
При дальнейшей эволюции под воздействием степного почвообразо¬
вания происходит существенная перестройка микроскопического строе¬
ния лугово-степных солонцов. Микроморфологическое описание их при¬
водится ниже (разр. 4).
Горизонт А, (0—10 см). Окраска серая с буроватым'оттенком.
Сложение уплотненное губчатое. Агрегация выражена хорошо. Агрега¬
ты 2-го порядка, изометричные, плотные, размер колеблется от 0,3 до
1,5 мм и более. 15—20% площади шлифов составляют плотные, оваль¬
ные микроагрегаты. Преобладают межагрегатные поры сложной вет¬
вистой формы; внутриагрегатных пор значительно меньше, доминирую¬
щая форма их овальная. Стенки пор плотные, местами покрыты органо¬
минеральными изотропными пленками. В составе гумуса преобладают
хлопьевидные выделения бурого и сгустковые скопления темного мулля,
а также мелкие углистые и сажистые частицы. Глинистая масса изо¬
тропна, единично встречаются чешуйки и волоконца ориентированных
глин. Гидроокисные соединения железа сегрегированы в хлопья, сгустки
и мелкие, округлые конкреции с недифференцированным .внутренним
строением. Минеральный скелет горизонта и всего профиля аналогичен
ранее рассмотренным почвам. Много опаловых фитолитов злаков.
Горизонт В, (13—21 см). Окраска неравномерная. Преоблада¬
ют светло-бурые участки, приуроченные к порам. Центральные участки
агрегатов имеют серовато-бурую окраску. Сложение уплотненное, фраг¬
ментарное. Агрегаты плотные, изометричные, 1-го порядка. Доминиру¬
ют межагрегатные поры усыхания прямолинейных очертаний. Внутри-
агрегатная порозность выражена слабо. Стенки пор плотные, покрыты
глинистыми анизотропными пленками. Бурый мулль (преобладает) об¬
разует хлопьевидные, темный мулль точечные скопления, встречаются
119
сажистые и углистые частицы. Глинистая масса' анизотропна. В пери¬
ферийных участках агрегатов преобладает струйчатая и натечная ори¬
ентированная глина, в центральных — чешуйчатая, спутанно-волокни¬
стая, вокругскелетная. Обособление ориентированных глин четкое,
окраска бурая. Большинство крупных образований натечных и струй¬
чатых ориентированных глин разрушено с потерей оптической ориен¬
тации. Они имеют черные точечные включения гумуса, бурые выделения
гидроокислов железа, мелкие (0,01—0,007 мм) зерна опала и первич¬
ных минералов. Сегрегаций гидроокисных соединений железа мало,
представлены хлопьями и крупными размытыми сгустками ржаво-бу¬
рого цвета, имеются их фитоморфозы..
Горизонт Вк (21—33 см). Иллювиальный карбонатный. Окраска
равномерная желтая с зеленым оттенком. Сложение уплотненное фраг¬
ментарное (резко преобладает) и плохо выраженное губчатое. Агрега¬
ты плохо выраженные, слабоуплотненные, изометричные, 1-го порядка,
единично 2-го порядка. Преобладают внутриагрегатные поры (щеле¬
видные, овальные, угловатые, гроздевидные). Стенки пор частично по¬
крыты тонкими анизотропными глинистыми пленками. Гумуса мало,
преобладает модер. Ориентированных глин мало, доминируют чешуй¬
чатые и волокнистые их формы. Обособлены они очень нечетко, оптиче¬
ская ориентация выражена плохо; окраска бледно-желтая (почти бес¬
цветны) с зеленоватым оттенком. Имеются сильно разрушенные натеч¬
ные ориентированные глины. Около пор и в порах обильные выделения
мелкозернистого кальцита, вся остальная часть горизонта равномерно
сцементирована микрозернистым кальцитом, имеются выделения его по
полевым шпатам. Единично встречаются органо-железистые новообра¬
зования.
- Горизонт ВР (33—51 см). Гипсовый. Аналогичен гор. ВР рассмот¬
ренных выше почв с тем отличием, что все генерации гипса имеют при¬
знаки интенсивного травления и разрушения.
Горизонт С (51—200 см). Тонкослоистые, карбонатные с включе¬
ниями остатков водной фауны отложения. В небольших количествах,
имеются карбонатно-глинистые конкреции, а также органо-железисто-
глинистые стяжения с хорошо выраженной оптической ориентацией-
глинистого вещества.
Проведенные исследования свидетельствуют о закономерных изме¬
нениях микроскопического строения профиля почв в изученном эволю¬
ционном ряду при эволюции степного солончаково-солонцового почво¬
образования.
Для солончаковой стадии развития почв характерно интенсивное,
диффузное накопление карбонатов в виде микрозернистого кальцита, а
также гипса, гидроокислов железа и локальная аккумуляция гидро-
морфных (углефицированных и ожелезненных) форм гумуса при не¬
значительной перестройке сложения и текстуры материнских пород.
Главной микроморфологической особенностью лугово-солонцовой
стадии является локальный вдоль крупных пор отмыв глинисто-карбо¬
натной плазмы в гор. А и такое же локальное ее накопление в иллюви¬
альных гор. (В,, В2) наряду с сохранением в центральных участках
крупных структурных отдельностей микроскопического строения пред¬
шествующей (солончаковой) стадии развития почв. В целом это созда¬
ет резкую генетическую гетерогенность микроскопического строения
луговых солонцов. На этой стадии происходит обособление элювиаль¬
ного и иллювиального (глинистого и карбонатного) горизонтов. Глини¬
стое вещество отлагается в ранее отмытых от карбонатов микроучаст¬
ках. Это приводит к обильному образованию оптически ориентирован¬
ных глин в гор. В(.
На лугово-степной стадии завершается микроморфологическая диф¬
ференциация почвенного профиля по солонцовому типу, происходит
420
полное выщелачивание карбонатов из элювиального горизонта и зна¬
чительное обеднение его глинистым веществом. Микрозернистый каль¬
цит в гор. В4 в виде единичных зерен сохраняется только в центральных
участках крупных агрегатов, отмечается накопление иллювиированного
глинистого вещества с совершенной оптической ориентацией во всех
участках этого горизонта. В иллювиальном карбонатном горизонте на¬
блюдается перекристаллизация микрозернистого кальцита в мелкозер¬
нистый.
На автоморфной стадии развития почв происходит деградация мик¬
роскопического строения солонцов, выражающаяся в формировании в
элювиальном горизонте агрегатов черноземного типа, разрушении круп¬
ных скоплений оптически ориентированных глин в гор. Вг, травлении
гипса в гипсовом горизонте, в формировании в нижней части профиля
карбонатных новообразований, характерных для южных черноземов.
Литература
1. Антипов И. К. К характеристике малонатриевых южных черноземов Павлодарской
области. Научн. докл. Высшей школы. Биол. науки, 1971, № И.
2. Добровольский Г. ВФедоров К НСтасюк Н. В. Геохимия, мелиорация и генезис
почв дельты Терека. Изд. МГУ, 1975.
3. Соловьев П. Е., Антипов И. К. К характеристике солончаков и солонцов подзоны юж¬
ных черноземов Павлодарской области. Научн. докл. Высшей школы. Биол. науки,
1973, № 2.
4. Турсина Т. В. Микростроение осолоделых почв Алтайского края. Почвоведение, 1966,
№5.
5. Ярилова Е. А. Минералогическая характеристика солонцов в черноземной зоне Тр.
Почв, ин-та им. В. В. Докучаева, т. 56, 1958.
6. Ярилова Е. А. Микроморфология почв Ергенинской возвышенности. Почвоведение,
1963, № 2.
7. Ярилова Е. А. Особенности микроморфологии солонцов черноземной и каштановой
зон. В кн.: Микроморфологический метод в исследовании генезиса почв. «Наука»,
1966.
Факультет почвоведения Дата поступления
МГУ 26.IX.1975 г.
K. N. FEDOROV^ I. K. ANTIPOV
MICROMORPHOLOGY OF CHERNOZEMIC SOLONETZES
OF NORTHERN KAZAKHSTAN
It has been shown that the meadow stage of the solonetz process is characterized
by a local (along coarse pores) washing of clay-calcareous plasma in the A horizon and
its accumulation in the Bi horizon (of clay material) and in the B2 horizon (of carbona¬
tes). In central parts of coarse aggregates texture-structural signs of the previous (so-
lonchak) stage have been preserved.
Micromorphological differentiation of the soil profile on the basis of the solonetzis
type was completed at the meadow steppe stage.
Steppe solonetzes have signs of solonetz process degradation
1976
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
М 10
МЕТОДИЧЕСКИЕ РАБОТЫ И КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 631.416.8
В. Н. ШУТОВ, В. Ф. ДРИЧКО, д, к. ПОПОВ
ЗАВИСИМОСТЬ КОНСТАНТ ОБМЕНА ЭЛЕМЕНТОВ
ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНОЙ группы в почве
ОТ ИХ АТОМНОГО НОМЕРА
Динамическим методом определены константы реакций обмена ра¬
дия-226 на Са, Бг и Ва в системе раствор — ионит. В качестве ионита
использовали кварцевый песок и дерново-подзолистую почву. Дискримина¬
ция радия-226 элементами-аналогами при переходе из раствора в песок
меньше, чем при переходе из раствора в почву. Показано, что константы об¬
мена изменяются по экспоненциальному закону в зависимости от атомного
номера элемента.
Прочность фиксации элементов в почве в значительной степени опре¬
деляется ее ионообменными свойствами. Можно полагать, что в почвах
одного типа поведение элементов-аналогов (константы обмена, поступ¬
ление в растения, коэффициенты диффузии и т. п.) есть функции их
атомных номеров и связанных с ними параметров, таких как ионные
радиусы, прочность связи и т. д. Для оценки относительной прочности
связи двух элементов с почвенным поглощающим комплексом (ППК)
могут быть использованы константы обмена соответствующих реакций.
Константа обмена двух противоионов в ионите изменяется по экспонен¬
циальному закону в зависимости от изменения свободной энергии про¬
цесса [3], которая определяется при прочих равных условиях радиуса¬
ми противоионов и, следовательно, их атомными номерами.
Можно ожидать, что в почве константы обмена будут также экспо¬
ненциально зависеть от атомных номеров обменивающихся элементов.
Для проверки этого предположения мы изучали реакции обмена радия
с катионами других щелочноземельных элементов на кварцевом песке и
среднеподзолистой среднесуглинистой почве неидентифицированного ми¬
нералогического состава.
На основании имеющихся сведений [2] можно предполагать, что
реакция обмена радия в системе «почвенный раствор — ППК» быстро
достигает состояния равновесия, что дает возможность исследовать ее
динамическим методом.
Для определения констант обмена в динамических условиях исполь¬
зовали цилиндрические хроматографические колонки двух размеров, в
которые загружали навески ионита (почвы или песка), содержащего
определенные количества радия-226 весом 20—150 г.
В качестве элюентов применяли 0,05—1,2 п растворы хлоридов ба¬
рия, стронция, кальция и магния, которые пропускали через колонку
со скоростью ~ 1 мл/мин. В процессе работы колонки экспериментально
определяли объемы каждой фракции элюата (V) и концентрации в них
радия-226 (А).
-122
Строили дифференциальные кривые элюирования, по которым рас¬
считывали коэффициент распределения радия-226 (К*) и константу об¬
мена (Км.1и). На рис. 1 приведены кривые элюирования радия-226 из
100 г навесок почвы 0,3 п растворами хлоридов бария, стронция и
кальция.
Обменные емкости (С) песка и почвы, используемых в эксперименте,
были равны соответственно 2 и 18 мг-экв/100 г.
А (шип/мин)
Константу изучаемой реакции обмена
(ППЮ—Ra+M" =Ra >(ППК)—М
рассчитывали по формуле
У^Км.Иа
1ЙГ] = JM4
[Ra ) [Ml ’
0)
■являющейся следствием закона действующих масс. [Ка‘ ], [М“1—кон¬
центрации обменивающихся катионов в фазе ионита, [Ка"], [М‘‘] —кон¬
центрации обменивающихся катионов в жидкой фазе.
Отношение концентраций радия в фазах ионита и раствора равно
коэффициенту распределения радия
КХ
ПН
[Ra 1
(2)
Принимая, что при обмене микрокатиона Иа-' на микрокатион М .кон¬
центрация макрокатиона в фазе ионита равна обменной емкости иони¬
та, из формулы (1) получаем
/К
M,Ra =
Q
[М-] • К
(3)
В работе Томкинса и Майера [Tomkins, Mayer, 4] на основании таре¬
лочной теории хроматографической колонки показано, что коэффициент
распределения численно равен отношению объема раствора (F), про¬
123
шедшего через колонку от проскока радия-226 до его максимальной кон¬
центрации в элюате (мл) к весу ионита в колонке (г)
(4)
Вычисленные по формулам (3) и (4) константы обмена в пределах
точности их определения удовлетворительно следуют экспоненциальной
зависимости от атомного номера элемента с положительным показате¬
лем степени. Поступление элемента в растение тем выше, чем меньше
прочность фиксации данного элемента почвой. По аналогии с константой
обмена (рис. 2) можно полагать, что в почвах одного типа коэффициент
перехода элемента из почвы в растение (отношение концентраций эле¬
мента в растении и в почве) зависит только от атомного номера эле¬
мента.
Рис. 2. Зависимость констант реакции обмена радия-226 и щелочноземельных
элементов от их атомного номера в почве (1) и песке (2)
Рис. 3. Зависимость коэффициентов перехода щелочноземельных элементов из
дерново-подзолистой почвы в солому (овес, ячмень) от их атомного веса (А)
Обработка результатов, полученных Андерсоном [1], приводит к вы¬
воду о наличии экспоненциальной зависимости коэффициента перехода
элемента от его атомного номера, однако, как и следовало ожидать, знак
показателя степени отрицательный (рис. 3).
124
Полученные результаты позволяют сделать вывод о широком прояв¬
лении экспоненциальной зависимости параметров миграции щелочно¬
земельных элементов от их атомного номера в системе «ППК — почвен¬
ный раствор — растение».
Литература
1. Андерсон И. А. Содержание стронция в растениях в зависимости от типа почв. Авто-
реф. дис. 1970, Елгава.
2. Поляков Ю. А. Радиоэкология и дезактивация почв. М., Атомиздат, 1970.
3. Райхенберг Д. В кн.: Ионный обмен, под ред Я. Маринского, М., «Мир», 1968.
4. Tomkins, Mayer. J. Amer. Chem. Soc., v. 69, N 11, 1947.
Ленинградский НИИ Дата поступления
радиационной гигиены 3 III. 1976 г.
V. N. SHUTOV? V. F. DRICHKO, D. K. POPOV
RELATIONSHIP BETWEEN EXCHANGE CONSTANTS OF ALKALI-EARTH
ELEMENTS IN SOILS AND THEIR ATOMIC NUMBERS
The constants of exchange reactions of radium-226 for magnesium, calcium, stron¬
tium and barium in the system solution — ionite have been determined Quartz sand and
a soddy-podzolic soil have been used as ionites. Discrimination of radium-226 by the
dements — analogues is less during the transition from solution to sand than during the
transition from solution to soil. It has been shown that the exchange constants change
according to exponential law depending on atomic number of the elements
'ПОЧВОВЕДЕНИЕ
№ 10
1976
УДК 631.46
Т. Н. КЕЛЕБЕРДА
ФИТОМЕЛИОРАЦИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ГРУНТОВ
И ИНВЕРТАЗНАЯ АКТИВНОСТЬ
Изложены результаты стационарных опытных работ в различных кли¬
матических зонах УССР — Центральная степь, Правобережная лесостепь,
Центральное Полесье по выявлению влияния фитомелиорации на свойства
грунтосмесей отвалов различных промышленных выработок. Показано, что
активность фермента инвертазы может являться показателем окультури¬
вающего воздействия растительности на грунты промышленных разработок.
Аспекты биологической рекультивации нарушенных земель включают
вопросы, связанные с подбором и культивированием таких растений,,
поселение которых на землях промышленных разработок привело бы к.
восстановлению их биологической продуктивности.
Использование преобразовательной функции растительности и явля¬
ется основой фитомелиорации или биологического восстановления после-
промышленных (техногенных) территорий. При изучении биологических
факторов почвенного плодородия, в частности воздействия высших рас¬
тений на процессы трансформации органических и минеральных веществ,
в грунтах, возникает необходимость детального выяснения фермента¬
тивной активности последних, так как в основе биохимические процессы
осуществляются как ферментативные реакции.
Наиболее многочисленные данные в области почвенной энзимологии.
касаются фермента инвертазы (В-фруктофуранозидазы). Объясняется)
это тем, что активность инвертазы более четко, чем активность других
ферментов, отражает уровень естественного плодородия различных ти¬
пов почв. По данным активности инвертазы, многие авторы смогли пока¬
зать окультуривающее влияние на почву ряда агроприемов. Поскольку
этот фермент наиболее отзывчив на самые незначительные изменения'
плодородия почв, тэ ряд исследователей предложил использовать актив¬
ность его в качестве основного показателя биологического состояния'
почв [2, 3, и др.]
Нами проведены исследования изменения активности инвертазы в.
техногенных грунтах при фитомелиорации и возможности с помощью
древесной и травянистой растительности в сравнительно .короткие сро¬
ки повысить плодородие земель, нарушенных промышленностью.
Исследования проводили в различных зонах УССР: Центральной
степи (отвал «Днепровский» Часов-Ярского месторождения огнеупор¬
ных глин в Донецкой обл., опыты с донником волжским), Правобереж¬
ной лесостепи (отвал бывшего Юрковского углеразреза, опыты с люпи¬
ном многолетним, ольхой черной и серой, сосной обыкновенной, акацией
белой); Центральном Полесье (отвалы Стрижевского углеразреза,
опыты с люпином многолетним).
Грунтосмеси отвала «Днепровский» представлены супесями с преоб¬
ладанием песчаной фракции: отвалы бывшего Юрковского углеразре-
126
за — харьковскими глауконитовыми легкими суглинками; отвалы С три-
жевского углеразреза — красно-бурыми моренными суглинками, подмо¬
ренными супесями с примесью полтавских песков и пестроцветных глин
неогена.
Приведенный ниже многолетний (1971—1974 гг.) фактический мате¬
риал, полученный в различных климатических зонах УССР на отвалах
различных выработок, свидетельствует о том, что под влиянием травя¬
нистой (сидератов) и древесной растительности изменяются свойства
грунтосмесей, повышается их эффективное плодородие и прежде всего
это относится к грунтам под покровом люпина многолетнего. В свое
время Прянишников [4] указывал на возможность использования люпи¬
на при освоении бедных грунтов и даже бесплодных песков. Как изве¬
стно, люпин обладает способностью развивать мощную надземную био-
маосу и корневую систему, фиксировать атмосферный азот, обогащать
им грунт. Эта способность сочетается с возможностью перекачивать
мощной корневой системой элементы питания из глубоких слоев грунта.
Таблица 1
Накопление биомассы и содержание в ней азота
А з о
т, %
Объект исследования, вариант
Биомасса, т/га
листья
клубеньки
(хвоя)
стебли
корни
Юрковский углеразрез:
24,6 (надземная)
3,97
люпин многолетний
ольха черная (5 лет)
3,28
1,79
1,95
18,9 (подземная)
2,80
Не опр.
3,75
—
1,73
сосна обыкновенная (9 лет)
Стрижевский углеразрез:
8,82 (хвоя)
2,52
—
—
люпин многолетний
(произрастает 3 года)
41,6 (надземная)
22,1 (подземная)
3,25
1,34
3,70
1,62
люпин многолетний
(произрастает 2 года)
51,2 (надземная)
19,4 (подземная)
3,25
1,12
3,86
1,18
Отвал «Днепровский»
донник волжский
6,0 (надземная)
3,51
1,54
1,70
(произрастает 1 год)
7,4 (подземная)
Как показали исследования (табл. 1), люпин на отвальных грунто-
смесях может накапливать надземной биомассы в пределах 25—50, под¬
земной— 18—22 т\га. Надземная биомасса довольно обогашена азо¬
том. Так, содержание азота (по средним данным за периоды вегетации)
в листьях люпина составило 3,25—3,28%, в стеблях— 1,12—1,79%. Кор¬
ни содержат азота примерно в. 2 раза меньше— 1,18—1,95% и наиболее
обогащены азотом клубеньки — 3,70—3,97%.
Наши предварительные расчеты показали, что только с надземной
биомассой в грунты ежегодно может поступать в пределах 150—
200 кг/га азота. Эта величина может быть приравнена к внесению 25—
30 т/га такого важного органического удобрения, как навоз. Что каса¬
ется донника, то по содержанию азота он не уступает люпину: в листьях
азота содержится 3,51%, в стеблях— 1,54%, корнях— 1,70%.
Перспективным способом освоения территорий, нарушенных горны¬
ми разработками, признана лесная рекультивация. Облесение эффек¬
тивно не только как улучшающее ландшафт мероприятие, но дает фи¬
томелиоративный эффект и в первую очередь это относится к породам-
азотонакопителям [1].
Как видно из данных табл. 1, в листьях ольхи содержится азота
3,75%, это даже несколько больше, чем в листьях люпина.
127
Таблица I
Изменение содержания гумуса и азота в грунтах Юрковского
углеразреза под люпином и древесной растительностью
(данные за 1972—1973 гг.)
Вариант
Глубина,
см
Гумус,
т/га
Общий азот,
кг/га
Люпин многолетний на 5-м
0-2
3,1
473,6
году произрастания
2—10
9,1
908,8
10-20
5,6
496,0
Культура ольхи черной, 5 лет
0—2
2,5
179,2
2-10
7,2
501,6
10-20
2,4
350,2
Культура сосны обыкновен¬
0-2
3,7
354,2
ной, 9 лет
2-10
10,7
762,4
10-20
8,3
602,5
Культура акации белой,
0—2
2,1
186,2
4 года
2-10
6,9
432,5
10—20
2,3
289,6
Контроль (открытый участок)
0-2
0,93
98,8
2—10
3,4
272,1
10—20
1,9
198,0
Довольно обогащены азотом корни и клубеньки.
Следовательно, лесной опад и корнепад, биологическая масса сиде-
ратов, вступая в биологический круговорот, обогатит грунт элементами
почвенного питания, что мы и наблюдаем прежде всего по изменению
содержания в грунтах гумуса и общего азота.
Как видно из данных табл. 2, в грунтах Юрковского углеразреза со¬
держание гумуса в слое 0—20 см по отношению к контролю увеличи¬
лось под люпином многолетним в 2,9 раза; культурой ольхи — в 2 раза;
культурой сосны обыкновенной — в 3,7 раза; культурой акации белой —
в 1,8 раза.
В грунтах Стрижевского углеразреза под влиянием люпина много¬
летнего содержания гумуса после 2-летнего произрастания люпина уве¬
личилось более чем в 2 раза (табл. 3).
Положительные изменения в гумусонакоплении произошли и в грун-
тосмесях отвала «Днепровский» под донником волжским (табл. 4).
Очень важным фактом во влиянии фитомелиорации на свойства
грунтов является накопление в них азота. Так как горные породы азота
практически не содержат, то расти¬
тельность на отвальных грунтосмесях
прежде всего ощущает недостаток в
азоте. Поэтому из фитомелиорантов на
отвальных грунтах прежде всего сле¬
дует использовать бобовую культуру,
как древесную, так и травянистую. Об
этом свидетельствуют полученные нами
данные (табл. 2—4). Так, содержание
азота под культурой люпина многолет¬
него на отвале Юрковского углеразре¬
за в верхнем (0—20 см) слое грунта
увеличилось в 3,3 раза, а в грунтах
Стрижевского углеразреза в 2,9 раза
(в слое 0—10 см). Под древесной рас¬
тительностью содержание азота также увеличилось: под 9-летними куль¬
турами сосны в 3 раза, 5-летними ольхи черной — в 1,8 раза и 4-летней
культурой акации белой — в 1,4 раза.
Таблица 3
Изменение содержания гумуса и общего
азота в грунтах Стрижевского
углеразреза под покровом люпина
многолетнего
(средние данные из трех опытов)
Глуби¬
на, см
Гумус, т/га
Азот, кг/га
люпин
конт¬
роль
люпин
конт¬
роль
0—2
3,54
0,75
183,6
27,2
2—10
2,04
1,49
136,0
81,6
10-20
0,68
0,26
Не
опр.
128
Таблица 4
Изменение содержания^гумуса и азота в грунтах отвала «Днепровский» под донником
Время отбора образца
Вариант
Глубина, см
Гумус, т/га
Общий азот,
кг/га
Перед весенней запашкой
Посев донника
0—5
8,77
250,0
донника (однолетнего)
10—20
14,81
510,2
Контроль
0-5
10-20
6,52
10,30
190.1
450.2
Перед осенней перепашкой
Посев донника
0—5
10-20
9,93
18,67
480,1
740,4
Контроль
0-5
10—20
7,56
11,91
300,1
800,0
Таблица 5
Активность фермента инвертазы (мг инвертного сахара на 1 г грунта)
в грунтах Юрковского углеразреза (данные 1972—1973 гг.)
Вариант
Глубина,
см
Срок наблюдений
Среднее
май
июль
сентябрь
Люпин многолетний, 5 лет
0—2
35,54
54,24
28,68
39,48
2—10
18,91
20,58
13,23
17,57
10-20
7,25
8,44
3,66
6,45
Культуры ольхи черной,
0-2
29,32
38,54
24,62
30,82
5 лет
2-10
15,82
20,62
13,84
1о,76
10—20
3,25
5,84
1,95
3,68
Культуры сосны обыкно¬
0—2
38,62
49,54
30,56
39,57
венной, 9 лет
2—10
16,54
18,46
14,52
16,51
10-20
5,31
7,42
2,44
5,06
Культуры акации белой,
0-2
26,51
30,42
18,54
25,15
4 года
2—10
12,42
15,48
10,64
12,88
10-20
3,52
5,41
2,38
3,73
Контроль (открытый учас¬
0-2
5,84
10,21
3,63
6,56
ток)
2—10
2,42
3,64
1,91
2,65
10-20
1,5
1,5
1,7
1,56
Наиболее ярко изменения в плодородии грунтов отражает актив¬
ность фермента инвертазы. В грунтах отвалов различных выработок
сахарозная активность неодинакова. Это обусловлено различным меха¬
ническим составом, pH среды, климатическими и другими факторами.
В пределах опытов активность тесно коррелирует с содержанием
общего гумуса, азота, общей биогенностью грунтов, насыщенностью их
корнями, т. е. со степенью окультуренности грунта.
На отвалах Юрковского углеразреза под влиянием люпина много¬
летнего и древесной растительности активность фермента инвертазы
возросла в 4—6 раз (табл. 5). Действие инвертазы изменяется в тече¬
ние вегетационного периода в связи с изменением общей биологической
активности грунта и зависит от фазы развития растений.
В грунтах Стрижевского углеразреза инвертазная активность под
покровом люпина многолетнего возросла на 56% (табл. 6), а в грунтах
отвала «Днепровский» более чем в 3 раза (табл. 7).
Важным, если не основным, показателем окультуренности почв
(грунтов) является урожайность сельскохозяйственных культур или про¬
дуктивность лесных насаждений.
Нами заложены опыты по выявлению влияния сидератов и пород-
азотонакопителей на продуктивность древесной растительности. Как
пример приводим данные о влиянии люпина многолетнего на рост куль-
9 Почвоведение, №> 10
129
Таблица О
Активность фермента инвертазы (мг инвертного сахара на 1 2 грунта)
в грунтах Стрижевского углеразреза
Глубина,
см
Вариант, повторность
Среднее
люпин
контроль
I
II
III
I
II
III
люпин
контроль
0-2
32,70
26,00
30,10
7,70
1,83
2,00
29,60
3,84
2—10
14,70
10,00
10,06
7,25
2,20
0,72
11,58
3,39
10-20
5,90
7,71
3,42
5,90
1,20
1,20
5,68
2,76
Таблица 7
Активность фермента инвертазы (мг инвертного сахара на 1 г грунта)
в грунтах отвала «Днепровский»
Время отбора образцов
Глубина,
см
Вариант
Время отбора образцов
Глубина,
см
Вариант
посев
донни¬
ка
конт¬
роль
посев
донни¬
ка
конт¬
роль
Перед весенней за¬
0—5
14,4
6,5
Перед осенней пе¬
0-5
27,8
8,5
пашкой донника
10-20
6,2
2,3
репашкой
10—20
15,4
4,4
(однолетнего)
20-30
2,3
1,4
20-30
5,8
1,8
Таблица 8
Показатели роста культур, содержание азота и хлорофилла в ассимиляционном аппарате
по вариантам опыта на грунтах Стрижевского углеразреза
Культура
Вариант
Высота, см
Прирост по высоте,
см, 1974 г.
Содержание
в ассимиляционном
аппарате
М+т
достовер¬
ность
разницы
М-\-т
достовер¬
ность
разницы
азот,
%
хлорофилл,
мг/г
Сосна Банкса,
4 года
С люпином
Контроль
93,4±3,0
67,1±2,5
6,8
47,0±1,4
26,1+1,9
8,7
1,62
1,40
3,75
2,17
Сосна обыкновен¬
ная, 3 года
С люпином
Контроль
37,3±1,1
33,0±0,9
3,1
23,6+0,6
17,6±0,6
7,1
1,74
7,21
Береза бородавча¬
тая, 2 года
С люпином
контроль
32,4±2,2
24,4±1,6
2,9
13,3±0,1
6,2+0.3
23,3
2,85
1,90
14,2
7,0
Дуб черешчатын,
3 года
С люпином
контроль
15,2±0,6
8,6±0,3
8,4
4,6±0,3
0,9±0,1
12,3
2,46
1,85
18,2
5,5
тур в условиях Стрижевского углеразреза (табл. 8). При достоверной
разнице культуры на удобренных люпином участках гораздо лучше рас¬
тут, имеют большую площадь ассимиляционного аппарата, который бо¬
лее обогащен азотом и процессы фотосинтеза протекают намного интен¬
сивнее.
Таким образом, приведенные экспериментальные данные свидетель¬
ствуют о значительном влиянии фитомелиорации на биохимические про¬
цессы, происходящие в грунтах, повышение (плодородия отвальных грун-
тосмесей.
Литература
1. Вербин А. ЕКелеберда Т. Я. Опыт рекультивации пород разведением лесных куль¬
тур. Почвоведение, 1974, № 2.
2. Галстян А. Ш. Ферментативная активность почв Армении, вып. 8. «Айастан», Ере¬
ван, 1974.
130
3. Купревич В. Ф., Щербакова Т. А. Почвенная энзимология «Наука», Минск, 1966
4. Прянишников Д. Н. Азот в жизни растений и в земледелии СССР. Изд-во АН
СССР, 1945.
Агролесомелиоративная Дата поступления
опытная станция 4.111.1975 г.
T. N. KELEBERDA
PHYTOMELIORATION OF «TECHNOGENIC» SOILS
AND INVERTASE ACTIVITY
Results of stationär experiments on the cultivation action of arboreal and herbace¬
ous vegetation on the properties of soil mixtures of dumps are considered. The investi¬
gations have been carried out in different climatic zones of the Ukraine: Central Steppe,
Right Bandk forest steppe and Central wooded district.
It has been shown that by means of green crop manures (perennial lupine and
sweetclover) and arboreal vegetation (especially nitrogen accumulative species) it is
possible to increase the fertility of «technogenic» soils.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
УДК 631.434
В. С. СНЕГОВОЙ
ПОКАЗАТЕЛИ СТРУКТУРЫ КАРБОНАТНОГО
ЧЕРНОЗЕМА ПРИ ОРОШЕНИИ
Установлено, что содержание водопрочных агрегатов в посевном слое
почвы меньше, чем в пахотном. Коэффициенты структурности почвы по
всем предшественникам, за исключение.м люцерны, несколько выше по
вспашке, чем по поверхностной обработке. За время вегетации растений
структура почвы улучшается.
При характеристике влияния орошения на почву обращают внима¬
ние прежде всего на изменение структуры почвы. Структура почвы, осо¬
бенно водопрочная, в значительной мере определяет водопроницае¬
мость, сложение пахотного слоя и влияет на формирование почвенных
режимов.
Известно, что чем выше степень иссушения почвенного комка, тем
ниже его водопрочность [5—7, 12, 13].
Физическая сущность этого явления заключается в том, что
погружение иссушенных агрегатов в воду вызывает сжатие воздуха
внутри комка и разрыв агрегата на микроагрегаты и 'первичные час¬
тицы.
Это подтверждено рядом агротехнических исследований. Так, Бу¬
ров [3], отмечает уменьшение количества водопрочных отдельностей и
увеличение коэффициента дисперсности почвы под влиянием поливов.
Следствием этого явилось уменьшение скважности и аэрации, уплотне¬
ние, ухудшение водопроницаемости и более высокая потеря воды на
испарение.
Огиенко [9] указывает, что в выщелоченных черноземах Кубани при
орошении происходит разрушение агрегатов размером >1 мм и увели¬
чение содержания мелких фракций (1—0,25 мм).
Как показано в более ранних работах советских исследователей
[2, 11, и др.], одной из главных причин, ухудшающих физические свой¬
ства почв при поливах, является поглощенный воздух, который вытес¬
няется при соприкосновении воды с почвой, разрушает ее частицы, по¬
вышает дисперсность, ухудшает водопроницаемость.
Периодическое увлажнение и высушивание почвы является и фак¬
тором образования структуры.
Так, Адерихин и Тихова [1] в черноземах Воронежской обл. наблю¬
дали укрупнение агрегатов под влиянием орошения, увеличение коли¬
чества структурных комков >5 мм и уменьшение частиц размером 1—
0,25 мм. Ревут [10] отмечает существование интервала влажности опти¬
мального структурообразования, которая совпадает с влажностью фи¬
зической спелости почвы.
Из сказанного выше видно, что при орошении можно регулировать
процесс структурообразования почвы. Частое чередование увлажнения
132
и высушивания способствует повышению агрономической ценности
структуры [4].
Процесс изменения структуры почвы тесно связан с ее механической
обработкой.
Нами проведено изучение структурного состояния почвы при подго¬
товке ее под озимую пшеницу после различных предшественников. Опы¬
ты проводятся на орошаемом поле кафедры общего и орошаемого зем¬
леделия Кишиневского сельскохозяйственного института в учхозе «Кри-
уляны». Почвенный покров представлен карбонатным черноземом с
содержанием гумуса в пахотном слое около 3%. Основную обработку
почвы под озимую пшеницу проводили после уборки предшественника,
причем почва находилась в состоянии физической спелости.
Полученные данные свидетельствуют о том, что карбонатные чер¬
ноземы при орошении обладают довольно высокой водопрочностью аг¬
регатов. Условная водопрочность агрегатов, определенная по Саввинову
с предварительным капиллярным насыщением почвенных образцов, в
пахотном слое почвы составляет 70—80% (табл. 1).
Из полученных данных (табл. 1) также видно, что приемы подго¬
товки почвы и предшественники незначительно изменяют сумму водо¬
прочных агрегатов как в посевном (0—10 см), так и во всем пахотном
слое почвы. В то же время нельзя не отметить меньшее количество во¬
допрочных агрегатов во всех случаях в посевном слое почвы. По-види¬
мому, это связано с предпосевными обработками почвы.
Безусловно, обработка сухой почвы орудиями с активными роторны¬
ми рабочими органами (фреза), дисками, культиваторами в опреде¬
ленной мере является фактором разрушения структуры. Даже обычная
обработка высохшей почвы отвальными плугами в силу трения частиц
друг о друга и движения почвы по рабочим органам орудий приводит
к заметному уменьшению агрономически ценных агрегатов [81. На оро¬
шаемых почвах при их обработке во влажном состоянии отрицательные
последействия обработки сведены к минимуму.
Поскольку сумма водопрочных агрегатов >0,25 мм не полностью
характеризует агрономическую ценность структуры, нами определено
содержание в почве наиболее ценной части агрегатов размером 1—3 мм
(табл. 2).
Данные подтверждают несколько большее содержание водопрочных
агрегатов размером 1—3 мм в слое 0—30 см по сравнению с верхним
(0—10 см) слоем. Их содержание в пахотном слое отличается большей
стабильностью по годам.
Важной характеристикой структуры почвы является отношение сум¬
мы комков от 0,25 до 7 мм к сумме фракций <0,25 мм и <7 мм (коэф¬
фициент структурности). Чем выше коэффициент структурности, тем
лучше структура почвы. Ниже (табл. 3) приведены результаты оценки
структуры почвы по коэффициенту структурности в зависимости от изу¬
чавшихся условий. Расчеты сделаны для условно водопрочных агре¬
гатов.
После всех предшественников, за исключением люцерны, коэффици¬
ент структурности почвы несколько выше в варианте вспашки, чем в ва¬
риантах с поверхностной обработкой. Коэффициенты существенно из¬
меняются по годам, что, очевидно, объясняется неодинаковыми услови¬
ями влажности почвы при обработке и другими причинами.
Определение водопрочных агрегатов перед уборкой озимой пшеницы
показывает, что за период вегетации структура почвы улучшается
(табл.4).
Перед уборкой озимой пшеницы коэффициенты структурности на
всех вариантах значительно выше, чем перед посевом, особенно сильно
увеличились коэффициенты структурности почвы для слоя 0—10 см, в
большей степени подверженного периодическому увлажнению при поли-
133
Таблица 1
Сумма водопрочных агрегатов почвы >0,25 мм (%) перед посевом озимой пшеницы после
разных предшественников
Прием обработки
Год
Горох
Кукуруза
Люцерна
■ на силос |
на
зерно
в слое почвы, см
0-10
0—30
0—10
0-30
0—10
0—30
0—10
0-30
Дискование на
1971
68,6
72,4
73,1
78,7
77,8
82,1
Не Опр.
10—12 см
1972
61,8
71,1
70,2
75,8
69,5
78,9
Фрезерование на
1971
71,7
73,0
72,3
73,8
78,0
78,6
72,8
80,6
10—12 см
1972
77,5
80,5
70,1
75,1
79,6
78,2
78,5
77,5
Вспашка на
1971
66,1
70,8
79,2
77,3
69,7
73,2
75,6
78,1
20—22 см
1972
71,2
74,3
81,8
82,3
75,3
73,7
84,2
83,9
Вспашка на
1971
69,3
74,1
67,1
70,5
68,4
74,7
69,0
78,7
30—32 см
1972
82,5
81,7
78,3
80,2
66,6
69,7
84,4
78,5
Таблица 2
Содержание водопрочных агрегатов размером 1—3 мм (%) перед посевом озимой пшеницы
Прием обработки
Год
Горох
Кукуруза
Люцерна
на силос
на зерно
0—10
0-30
0—10
0-30
0—10
0—30
0—10
0—30
Дискование на
1970
7,6
13,2
13,6
11,6
10,5
16,4
Не опр.
10—12 см
1971
9,6
14,0
17,0
16,3
23,9
26,3
1972
6,7
11,7
10,2
17,2
10,7
13,4
Фрезерование на
1971
15,5
15,8
21,5
23,2
17,7
16,2
31,1 1
1 26,6
10—12 см
1972
12,3
13,1
13,2
18,7
9,9
13,2
10,0
18,6
Вспашка на
1970
17,5
15,8
14,7
15,7
26,3
19,4
Не опр.
20—22 см
1971
4,0
14,6
16,7
17,5
21,7
21,5
22,1 1
20,2
1972
11,7
15,5
13,5
16,2
14,5
15,7
И,1
13,6
Вспашка на
1970
19,7
18,5
15,8
17,3
19,1
20,3
Не опр.
30—32 см
1971
8,3
18,3
17,5
21,4
16,0
14,4
14,7
18,1
1972
21,3
19,7
13,0
15,5
6,1
11,6
17,9 |
15,2
Таблица 3
Коэффициент структурности почвы перед посевом озимой пшеницы
Прием обработки
Год
Горох
Кукуруза
Люцерна
на силос
| на
1 зерно
в сл
о е почвы, см
0—10
0—30
0-10
0-30
0-10
0-30
0—10
0-30
Дискование на
1970
0,3
0,6
0,6
0,8
0,4
0,6
Не опр.
10—12 см
1971
0,9
1,0
1,0
1,1
1,1
1,4
»
1972
0,8
0,8
0,7
1,0
0,7
0,7
»
Фрезерование на
1971
1,1
1,1
1,2
1,0
1,0
1,3
1,9 1
1,8
10—12 см
1972
0,7
0,8
0,7
0,9
0,7
0,7
1,4
1,0
Вспашка на
1970
1,2
1,1
1,2
1,1
1,1
0,7
Не опр.
20—22 см
1971
1,2
1,2
1,0
0,9
1,4
1,3
1,4
1,4
1972
0,7
1,0
0,5
0,3
0,6
0,8
1,0
0,9
Вспашка на
1970
1,2
1,1
1,0
1,1
0,6
0,7
Не опр.
30—32 см
1971
0,7
1,1
1,1
1,3
1,1
1,0
1,1 |
1,3
1972
0,1
1,2
0,5
0,8
0,4
0,7
1,3 1
1,3
вах и осадках. Увеличилась также сумма водопрочных агрегатов во
всем пахотном слое и в том числе количество агрегатов размером 1—
3 мм. Прослеживается зависимость структурного состава почвы от пред¬
шественников и приемов обработки почвы. Оптимальными были показа-
134
тели структурности по глубокрй вспашке. По люцерне они выше, чем
по другим предшественникам. Коэффициент структурности, сумма водо¬
прочных агрегатов, в том числе размером 1—3 мм, по гороху превышают
таковые по кукурузе. В этом очевидно проявилось количество и каче¬
ство растительных остатков после уборки предшественников озимой
Таблица 4
Показатели структурного состава почвы перед уборкой озимой пшеницы, 1975 г.
П редшественники
Прием обработки
Коэффициент
структурности
% агрегатов
размером
1—3 мм
Сумма агрегатов
>0.25 мм, %
в слое почвы
, см
0—10
0
1
со
о
0—10
0—30
0—10 1
| 0-30
Горох
Дискование на 10—12 см
2,3
1,2
15,4
10,7
80,2
79,4
Фрезерование на
10—12 см
2,5
1,7
28,9
24,3
80,7
82,5
Вспашка на 20—22 см
2,0
1,3
19,0
20,0
71,3
76,9
Вспашка на 30—32 см
3,4
2,0
28,2
24,5
84,0
83,3
Кукуруза на си¬
Дискование на 10—12 см
1,6
1,4
6,0
15,9
74,0
78,8
лос
Фрезерование на
10—12 см
1,9
1,4
11,0
16,6
21,7
81,1
85,4
Вспашка на 20—22 см
1,8
1,3
25,0
77,7
74,0
79,1
Вспашка на 30—32 см
2,5
2,2
20,4
17,7
81,3
Кукуруза на
Дискование на 10—12 см
0,9
1,0
9,7
13,8
73,4
79,2
зерно
Фрезерование на
10—12 см
1,2
1,0
10,2
11,0
74,2
76,2
Вспашка на 20—22 см
1,7
1,1
14,6
11,4
65,5
71,0
Вспашка на 30—32 см
2,3
1,4
33,6
27,6
81,8
85,2
Люцерна
Фрезерование на
10—12 см
2,3
2,1
25,6
24,4
86,7
86,9
Вспашка на 20—22 см
2,5
2,3
37,2
27,3
86,1
87,6
Вспашка на 30—32 см
2,6
2,1
24,3
24,3
81,6
85,0
пшеницы. Вспашка на глубину 30—32 см выделяется более высокими
показателями структурности почвы и после кукурузы.
Таким образом, орошение смягчает отрицательное влияние механи¬
ческой обработки на структуру почвы и способствует улучшению пока¬
зателей структурного состава карбонатного чернозема.
Литература
1. Адерихин П. Г., Тихова Е. П. Изменение некоторых свойств черноземных почв
Воронежской области при орошении. Бюл. Воронежск. о-ва естествоиспыт. т. И,
1959.
2. Агаджанян Г, X. Роль поглощенного воздуха в изменении структуры почвы при по¬
ливах. Сб. тр. АрмНИИЗ, 1944.
3. Буров Д. И. Влияние орошения на динамику структурного состава карбонатных чер¬
ноземов. Изв. Куйбышевск. СХИ, т. 9, 1947.
4. Вейцман И. X. Изменение структуры почв при орошении дождеванием. Вест. с.-х.
науки. Алма-Ата, 1963, № 3.
5. Вершинин П. В. Почвенная структура и условия ее формирования. Изд-во АН СССР,
1958.
6. Вершинин П. В., Поясов Н. П. Структура и воздушный режим почв при орошении.
Сб. тр. АФИ по агроном, физике, вып. 7, 1954.
7. Вершинин П. В., Ревут И. Б. Структура и физические условия в почвах Каменной
Степи. Сб. тр. АФИ по агроном, физике, вып. 6, 1953.
8. Доспехов Б. А., Васильев И. П., Алексеева А. Е. Фрезерная обработка почвы под
озимую пшеницу и ячмень. Изв. ТСХА, 1973, № 3.
9. Огиенко В. Д. Влияние орошения на структуру выщелоченного чернозема. Вопросы
биол. культурных растений и с.-х. животных. Краснодар, 1968.
10. Ревут И. Б. Физика почв. «Колос», Л., 1972.
11. Соболев Ф. С., Чапек И. Б. Роль поглощенного воздуха в явлениях почвенной
структурности и новый метод его определения. Научно-агроном. ж., 1973, № 1.
135
12. Тюлин А. Ф. Результаты работ агрохимического отделения Пермской сельскохозяй¬
ственной опытной станции, вып 1—2, 1927, 1928.
13 Францессон В А. Сохранение и повышение плодородия почвы при освоении целин¬
ных земель. Сельхозгиз, 1957.
Кишиневский СХИ Дата поступления
18 1У.1975 г.
B. S. SNEG0V01
THE NATURE OF STRUCTURE OF AN IRRIGATED
CALCAREOUS CHERNOZEM
It has been found that the content of water-stable aggregates in the seed layer of
the soil is less than in the ploughed layer. Structure coefficients of the soil are slightly
higher in ploughed soil than in surface tilled soil, after all forecrops except lucerne. Du¬
ring the growing season soil structure becomes improved.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
УДК 631.432
В. П. САМСОНОВА
ВАРЬИРОВАНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ ГИГРОСКОПИЧЕСКОЙ
ВЛАЖНОСТИ В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ
Показана высокая вариабельность значений МГ в дерново-подзолистой
почве как по глубинам (до 45 см), так и внутри горизонтов. Установлено,
что распределения МГ по глубинам (до 25 см) и в пределах горизонтов
значимо отличны от нормального. Приведены рекомендации по числу пов¬
торностей при определении МГ в одном образце и числу повторностей для
получения средних значений МГ с заданной погрешностью при исследова¬
нии некоторого участка почвы.
Максимальная гигроскопическая влажность (МГ) представляет гид¬
рологическую константу почвы и применяется для выделения качест¬
венных категорий влажности. Пользуясь пересчетными коэффициента¬
ми, по величине МГ часто рассчитывается другая гидрологическая кон¬
станта — влажность завядания [4, 5].
Хорошо известно, что величина МГ зависит от состава и свойств того
почвенного горизонта, в котором она определяется. Однако в литерату¬
ре практически не имеется данных ни о том, как варьирует величина
МГ в пределах одного почвенного горизонта, ни о том, как меняется
МГ в пределах одной, заранее выбранной глубины. Этот вопрос нема¬
ловажен с практической точки зрения, так как при режимных наблю¬
дениях за влажностью, проводимых методом бурения на площадках,
каждый раз исследуются новые объемы почвы, и в случае большого
пространственного варьирования МГ неизбежны ошибки в выделении
категорий влажности.
Примером того, насколько варьируют значения МГ в пределах за¬
ранее выбранных глубин и в пределах почвенного горизонта, могут
служить результаты исследований, выполненных на среднедерново-сред-
неподзолистой среднесуглинистой почве.
В ельнике разнотравном (Малинское лесничество Краснопахорского
р-на Московской обл.) была заложена траншея длиной 20 м, описание
которой приводится ниже:
А0 0—3(5) см. Подстилка из плохо разложившейся хвои,
мелких веточек, листьев березы.
А! 3(5)—8(15) см. Влажный, серый с буроватым оттенком,
комковато-порошистый, среднесуглинистый;
много корней, рыхлый. Переход ясный по
цвету и наличию корней.
А{А2 8(15) — 14(27) см. Влажный, светло-серый с желтоватым от¬
тенком, пластинчатый, плотноватый, сред¬
несуглинистый; корни, ортштейны до 0,5 мм
в диаметре. Переход постепенный, граница
неровная.
137
А2В4 14(27)—30(57) см. Влажный, пестроокрашенный, встречаются
пятна белесого цвета, плотный, среднесуг¬
линистый, призмовидно-комковатый; мел¬
кие ортштейны. Переход постепенный.
В4 30(57) —47(70) см. Влажный, бурый, очень плотный, тяжело¬
суглинистый, призмовидный, редкие опод-
золенные трещины. Переход постепенный.
В2 47(70) — 100 см Влажный, красно-бурый, очень плотный, тя-
и глубже. желосуглинистый, призмовидно-глыбистый.
Образцы почвы для определения МГ отбирали буриком диаметром
25 мм объемом 10 см3 через каждые 10 см вдоль линий опробования на
глубинах 5, 15, 25, 35 и 45 см. Местоположение точек отбора образцов
отмечалось на зарисовке траншеи, выполненной с помощью специаль¬
ного рисовального устройства, что позволяло привязать точки отбора к
определенным почвенным горизонтам.
Л38
Определение МГ проводили в однократной повторности насыщени¬
ем образцов почвы над раствором К2504 в вакуумных шкафах. Для
оценки аналитической погрешности при определении МГ из 3 образцов
(гор. А4> АДг, В!) было поставлено на насыщение по 9 проб. Результа¬
ты статистической обработки показали, что для разных горизонтов ана¬
литические погрешности могут считаться одинаковыми с усредненной
оценкой стандартного отклонения зан=0,045% при числе степеней сво¬
боды г=24.
При рассмотрении рисунка линий опробования и данных таблиц
можно прежде всего отметить очень высокую вариабельность МГ. В пре¬
делах «пяти изученных глубин оценки стандартных отклонений
колеблются от 0,43 до 1,39%, а коэффициенты вариации —от 11,2 до
25,6%.
Варьирование МГ внутри юризонтов оказалось даже большим, чем
по исследованным глубинам (V от 16,1 до 35,0%), однако, при рассмот¬
рении образцов из средних частей юризонтов коэффициенты вариации
оказываются меньшими (V от 13,7 до 23,4%) и практически равными
тем, которые получены для значений МГ, соответствующим одинако¬
вым глубинам.
Статистические характеристики совокупностей значений МГ
Глубина, см.
п
X
5
в-
X
V
V
X2
Горизонт
Совокупности МГ в пределах одинаковых глубин
5
191
4,82
0,73
0,051
15,1
14
35,2**
15
194
3,83
0,43
0,030
11,2
8
36,0***
25
194
3,19
0,82
0,058
25,6
6
16,1
35
197
5,84
1,39
0.098
23,8
12
12,7
45
196
7,81
1,10
0,078
14,0
10
13,5
Совокупности
МГ в пределах одинаковых горизонтов
А,
101
5,00
0,81
0,080
16,1
12
21,2*
А1А2
267
4,01
0,72
0,044
18,0
12
28,0**
А2Вх
232
3,85
1,35
0,088
35,0
И
92,3***
В1
273
6,98
1,16
0,070
16,6
И
138,1***
Совок} пности МГ в пределах середин горизонтов
Горизонты
Ах
76
5,02
0,86
0,099
17,2
12
20,1
А1А2
92
3,78
0,52
0,054
13,7
9
13,5
А2В!
91
3,12
0,73
0,077
23,4
И
13,7
Вх
88
7,08
1,22
0,130
17,2
10
3,8
Примечание. Знач
— с О=0,001.
[имо отлично от нормального распреде.
пения. • — (
с а=0,05; <
** — о а=0,01;
Высокая вариабельность МГ как по глубинам, так и внутри гори¬
зонтов, очевидно, объясняется 'неоднородностью состава и свойств верх¬
них горизонтов дерново-подзолистой почвы, причем неоднородность,
обусловливающая варьирование МГ между горизонтами, оказывается
сравнимой с таковой для почвенной массы внутри горизонтов. Так как
одним из условий применимости большинства статистических методов
является возможность аппроксимации распределения случайной величи¬
ны нормальным законом распределения, а сам факт отличия от нор¬
мального распределения может служить предметом специального ис¬
следования, нами была осуществлена проверка соответствия распреде¬
ления МГ в пределах постоянных глубин и в пределах горизонтов нор¬
мальному закону распределения.
139
Проверка, проведенная с применением критерия х2> показала, что
лишь на глубинах 35 и 45 см нет оснований считать распределения от¬
личными от нормального, а на глубинах 5, 15, 25 см и внутри гор. А„
АДг, А2В,, В4 распределения оказались значимо отличны от него. Для
образцов из средних частей горизонтов распределения оказались не¬
значимо отличными от нормального (таблица). Если считать, что рас¬
пределения МГ в одинаковых частях горизонтов подчиняются нормаль¬
ному закону (а это подтверждается данными о нормальности распре¬
делений в средних частях горизонтов), то механизм образования
распределений МГ, несоответствующих нормальному закону по выше¬
указанным глубинам и внутри горизонтов, можно объяснить тем, что
при сложении нескольких нормальных распределений с резко отличны¬
ми параметрами (средними, дисперсиями и пр.) получаются распреде¬
ления, отличные от нормального. Как величина, так и характер варьи¬
рования МГ в дерново-подзолистой почве должны найти отражение при
проведении режимных наблюдений за влажностью.
Полученный материал позволяет обсудить некоторые вопросы, свя¬
занные с отбором образцов для определения МГ и отнесением влажно¬
сти почвы к той или иной категории влаги.
При режимных наблюдениях за- влажностью почв с резко меняю¬
щимися мощностями горизонтов предлагается [5] перед началом ис¬
следований установить, в каких пределах могут меняться глубины гори¬
зонтов, и отбор проб производить по усредненным серединам горизон¬
тов. По сути предлагается вести отбор проб по фиксированным'
глубинам. Как показали наши исследования, такой подход вполне пра¬
вомерен, так как на одинаковых глубинах дисперсии получаются мень¬
шими, чем для горизонтов в целом и даже для середин горизонтов.
Определение МГ в образцах, отобранных по профилю почвы, обычно
ведется с двойной повторностью [1]. Однако если объектом исследо¬
вания служит не один образец, а некоторый участок почвы, количество
повторностей не обязательно должно быть равно двум. Целесообразная
повторность при анализе одного образца может быть определена со¬
гласно формуле [3]
где я ан — оценка стандартного отклонения, обусловленного погрешно¬
стями анализа, в пр — оценка стандартного отклонения, обусловленного
природным варьированием, С, — стоимость отбора одного образца в
поле, С2 — стоимость отбора пробы из одного образца. Располагая
оценкой стандартного отклонения я для значений МГ, полученных при
бесповторностных анализах образцов, и оценкой аналитического средг
него отклонения в ан, я пр можно найти согласно формуле
Даже если предположить, что трудоемкость (стоимость) отбора об¬
разцов при режимных наблюдениях в 100 раз больше, чем при отборе
проб из одного образца, а природное стандартное отклонение мини¬
мально, число проб из одного образца оказывается не больше единицы:
Располагая сведениями о варьировании МГ в дерново-подзолистоА
почве, можно оценить требуемую повторность п в исследовании, обеспе¬
чивающую получение оценки среднего значения МГ с заданной абсо¬
лютной (Да) или относительной (Ра) погрешностью [2].
5 пр = —й2 ан,
140
-Количество повторностей, необходимых для оценки среднего значения МГ с заданной
погрешностью:
Глубина» см
Задаваемая
погрешность
5
15
25
35
45
Р*.05=™%
12
8
33
24
10
Л.,.6=0,5%
И
6
13
31
21
Как видно из приведенных данных, число необходимых повторно¬
стей оказывается достаточно большим, особенно для глубин 25 и 35 см,
хотя как абсолютная, так и относительная погрешности сравнительно
велики. Следует заметить, что точки, в которых необходимо отбирать
образцы, должны быть расположены так, чтобы охарактеризовать всю
площадь, на которой предполагают вести наблюдения за влажностью.
В пределах площади точки отбора образцов для определения МГ могут
располагаться либо равномерно, либо в случайном порядке (с помощью
таблицы случайных чисел).
При проведении режимных наблюдений за влажностью в каждый
срок образцы обычно отбирают в 3—5 скважинах и полученные значе¬
ния влажности для одинаковых глубин усредняются. Так как величины
МГ сильно варьируют, то для того чтобы судить о категории влажно¬
сти, значения влажности целесообразно сравнивать не с точечной, а с
интервальной оценкой МГ. Хотя в верхней 25-сантиметровой толще ра'
пределение МГ в пределах одинаковых глубин оказывается значимо
отличным от нормального, распределение усредненных значений МГ по
тем же глубинам с известным приближением допустимо считать нор¬
мальным, что упрощает вычисление интервальных оценок МГ. При этом
приходится принимать во внимание, с одной стороны, повторность т
при определении влажности почвы в режимных наблюдениях, а с другой
стороны, повторность п, с которой проведены исследования для нахож¬
дения оценок среднего и стандартного отклонения значений МГ. В этом
-случае, считая . доверительные границы для МГ будут оцени¬
ваться согласно формуле
МГд.г=ЛГ ± ¿ав-,
где ta берется для заданного уровня значимости а и числа степеней сво¬
боды \=п—1 (поскольку з найдено с этим V). Если принять т=4, то
8-=-^= = 0,5в. Интервальные оценки средних значений МГ по исследо¬
ванным глубинам для двух уровней значимости будут следующими:
а
Глубина, см
5
15
25
35
45
0,05
4,82±0,73
3,83±0,43
3,19±0,82
5,84±1,39
7,81±1,10
0,60
4,82±0,25
3,83±0,15
3,19±0,28
5,84±0,45
7,81±0,37
Как видно, интервалы средних значений МГ при а=0,05 получают¬
ся достаточно широкими, причем практически доступного способа су¬
жения этих интервалов нет. Действительно, единственная возможность
уменьшения ширины интервала при данном а связана с увеличением
числа повторностей т при определении влажности в каждый срок, так
141
как увеличение числа 'повторностей п при определении 5 для МГ при¬
водит лишь .к возрастанию точности этой оценки, но отнюдь не к умень¬
шению ее абсолютного значения. Для того чтобы уменьшить интервал
средних значений МГ, например в 2 раза, число повторностей нужно
брать равным 16, что практически трудно выполнимо.
Конечно, можно пойти по пути расчета интервала при больших уров¬
нях значимости а, к примеру, типичных средних значений МГ, соответ¬
ствующих а=0,5, и при построении хроно- и топоизоплет влажность
сравнивать с этим интервалом. В этом случае, получив на глубине 5 см
влажность, например 5,5%, можно рассматривать ее как отличную от
МГ, так как она не входит в интервал типичных значений МГ на этой
глубине. Однако при этом следует помнить, что риск неправильной
идентификации категории влажности очень велик и составляет 50%.
Выводы
1. Значения МГ в дерново-подзолистой почве сильно варьируют как
на заданных глубинах (V от 11,2 до-25,6%), так и в пределах горизон¬
тов (V от 13,7 до 35,0%).
2. В пределах постоянных глубин (до 25 см) распределения МГ зна¬
чимо отличны от нормального, а глубже могут рассматриваться как
подчиняющиеся нормальному закону распределения.
3. При отборе образцов из одинаковых частей горизонтов (из сере¬
дин) распределения МГ оказываются незначимо отличными от нор¬
мального.
4. При изучении дерново-подзолистой почвы как природного тела
определение МГ в одном образце с повторностями нецелесообразно, так
как дисперсия, обусловленная ошибками опыта, оказывается много
меньше дисперсии, обусловленной природным варьированием.
5. Для определения МГ в дерново-подзолистой почве с Р=10% или
с Д0,05=0,5% необходима повторность от 6 до 33 (в зависимости от глу¬
бины и вида погрешности), причем точки отбора образцов должны в
случайном порядке или равномерно размещаться по всей территории,
на которой предполагают вести наблюдения за влажностью.
6. Для идентификации категорий влажности полученные значения
влажности должны сравниваться не с точечной, а с интервальной оцен¬
кой МГ.
Литература
1. Вадюнина А. Ф., Корчагина 3\ А. Методы исследования физических свойств почв и
грунтов. М., 1961.
2. Дмитриев Е. А. Математическая статистика в почвоведении. М., 1972.
3. Дмитриев Е. А. Некоторые статистические аспекты выбора оптимального метода ана¬
лиза. Тез. докл. II Всес. симпоз. по методам опред. микроэлементов в природных
объектах. Самарканд, 1973.
4. Качинский Н. А. Физика почвы, ч. 2. М., 1970.
5. Роде А. А. Основы учения о почвенной влаге, т. 2. Л., 1969.
МГУ Дата поступления
ф-т почвоведения 8.1.1975 г.
142
V. P. SAMSONOVA
VARIATION OF MAXIMUM HYGROSCOPICITY
IN A SODDY-PODZOLIC SOIL
A high variability of maximum hygroscopicity values (MHM) in a soddy-podzolic-
soil both with depth (up to 45 cm) and within horizons has been shown. It has
been found that the distribution of MHM with depth (up to 25 cm) and within horizons
are greatly different from the normal one. Suggestions are presented according to the
number of replications in the determination of MHM in one sample and according to
the number of replications for obtaining mean values of MHM with a given error in in¬
vestigations of some soil plot
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
УДК 631.4
Ю. ВАНЕК, Ю. КРЕМЕР
МИКРОСТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПОЧВЕННОЙ МАССЫ
ПОД ДЕЙСТВИЕМ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
Влияние магнитного поля на ферромагнитные материалы известно и
широко используется в промышленности. В последнее время вместе с
изучением новых свойств магнитных полей открываются также и новые
возможности их использования.
Исследование и изучение природы магнетизма пока еще далеко от
завершения, так что ряд свойств и особенностей магнитных полей мы
иногда не можем ни теоретически объяснить, ни обосновать, даже если
мы на практике их используем. Несомненный интерес представляет при
этом выяснение влияния магнитного поля также на сельскохозяйствен¬
ное возделывание растений, а также на почвы.
Изучение действия электромагнитного поля на развитие растений с
1966 г. проводил Копечек [3]. В сущности он изучал статическое воз¬
действие электромагнитного поля на саженцы ягодников на протяже¬
нии всего срока их вегетации. Результаты оценивались по различиям в
росте опытных и контрольных растений и по действию поля на жизне¬
деятельность микроорганизмов. Влияние электромагнитного поля было
всецело положительным.
Воздействие магнитного поля на микроструктуру почвенной массы,
в особенности на агрегирование илистых частиц, обосновывается, во-
первых, тем, что основные межмолекулярные силы Ван-дер-Ваальса
имеют электромагнитный характер, а во-вторых, тем, что илистые су¬
спензии можно считать слабыми ферромагнитными системами [5]. Было
проведено изучение поведения илов в земном магнитном поле, и, исходя
из различий их поведения в нулевом магнитном поле, было доказано,
что илистые минералы можно отнести к минералам с типично ферро¬
магнитным поведением [2]. Осипов [5] рекомендует изучать илистые
суспензии в разных магнитных и электростатических полях для выяв¬
ления их свойств.
Установлено, что суспензия илов меняет после прохождения через
магнитное поле свои свойства (электропроводность, вязкость, поверх¬
ностное напряжение, скорость седиментации, магнитную чувствитель¬
ность и т. п.). При этом стало ясно, что прохождение суспензии через
магнитное поле должно осуществляться с определенной оптимальной
скоростью. Уже появились попытки объяснения упомянутых выше изме¬
нений. Орел [4] эти изменения объясняет образованием так называе¬
мой структурной воды и свое мнение он основывает на квантово-механи¬
ческих представлениях Агена [1] относительно механизма водородных
связей в молекуле воды. По его мнению, структурная вода является
смесью разных типов кольцевых агрегатов, образуемых водородными
мостиками. Каждая молекула воды имеет четыре тетраэдрических
электронных орбиты и может образовать не более двух так называемых
144
коллективных связей. Согласно Агену [1], поэтому не образуются трех¬
размерные структуры, как до сих пор предполагали, а только плоскост¬
ные линейные цепи различных колец. Только на основе модели Агена
можно, однако, объяснить существующую анизотропность структуры
воды в жидком состоянии.
•Магнитное поле создает условия возникновения структурного состоя¬
ния воды и затрудняет возможность развития гидролитических процес¬
сов, в значительной степени ограничивающих действия электролитов
на коагуляцию илистых частиц. Поэтому, например, для улучшения ка-
Микроморфологическое строение намагниченного
(Л) и ненамагниченного (5) почвенных образцов.
1 — ув. 850, 2 — ув. 3400, 3 — ув. 16900
чества воды используется ее прохождение через магнитное поле, причем
происходит изменение свойств солей и частиц, содержащихся в воде, в
результате чего они не пристают к стенкам трубопроводов, а передви¬
гаются в виде осадка, который можно удалить.
Мы провели опыт, в котором исследовали ряд суспензий из пахот¬
ного слоя почвы (пос. Плешаны, луговая глеевая почва), свыше 90%
которой составляют частицы <0,01 мм; основным минералом в ней
является монтмориллонит; реакция среды от слабокислой до нейтраль¬
ной; содержание С02 около 1%; емкость поглощения около 50 мг-экв/
/100 г; обменный С а около 40%; Мй около 10%; Ыа + К около 1,5%;
Ю Почвоведение, № 10
145
объемное набухание около 40% [6]. Эти суспензии мы перемещали с
различными скоростями через магнитное поле с магнитной индукцией
0,33 Т (3300 б). Скорость перемещения регулировали путем изменения
наклона подставки, по которой перемещали суспензию.
В качестве критерия пригодности служила скорость седиментирова-
ния намагничиваемых суспензий. Быстрее всего седиментация проис¬
ходила в суспензии, составленной из 300 г почвы в 1 л дистиллирован¬
ной воды при скорости прохождения образца через магнитное поле
4 м/сек. Полученные препараты свободно седиментировались и суши¬
лись на воздухе (так же, как и контрольный ненамагничиваемый обра¬
зец) и затем переносили на стойки для сканирующего электронного
анализа. Аналогично были обработаны и образцы из других мест
(10 образцов) с тяжелыми почвами, которые представляют основные
виды тяжелых почв в ЧССР.
На приборе «Стереоскан» фирмы Кэмбридж, модель 54-10 были
сделаны фотографии подготовленных препаратов намагниченной и не-
намагниченной суспензий после предварительной обработки (золочение
поверхности). Фотографии (рисунок) представляют разные увеличения
образцов почв из окрестностей пос. Плешаны. В то время как у нена-
магниченного образца ориентация параллельна базальной плоскости
седиментируемого препарата, у намагниченного образца ориентировка
частиц перпендикулярна. Отдельные частицы у намагниченного образ¬
ца гораздо отчетливее отграничены друг от друга, чем у ненамагничен-
ного образца, в котором они частично сливаются, образуя конгломера¬
ты и конкреции. Аналогичные изменения наблюдались и в остальных
образцах.
На основе изложенного выше можно полагать, что одноразовое про¬
хождение почвенной суспензии через магнитное поле с параметрами
0,33 Т (3300 б), со скоростью 4 м/сек способно повлиять на ориенти¬
ровку илистых частиц и уменьшить степень их связи. Можно также по¬
лагать, что изменение микроструктуры почвы отразится и на образова¬
нии улучшенной макроструктуры. Вопросы о влиянии этих изменений на
величину урожаев и на продолжительность этого действия требуют
дальнейшего исследования.
Приведенные данные позволяют предполагать, что существует воз¬
можность направленного влияния магнитного поля при мелиорации пре¬
имущественно тяжелых почв.
Мы считаем, что для этих целей можно применить перманентные
магниты, установленные на обычном рабочем орудии, предназначенном
для обработки и культивации почвы [7]. Таким образом, можно было
бы без особых затрат при нормальной агротехнике создать условия для
прохождения обрабатываемого пахотного слоя земли через магнитное
поле. Этот прием мог бы потом повторяться при каждой обработке
почвы. Единственный расход представляет только покупная цена перма¬
нентных магнитов и их установка на орудие. Условием эффективности
этого мероприятия являются улучшение микро- и макроструктуры почв,
повышение водопроницаемости и улучшение других физических свойств
почв. Эти факты нужно проверить на практике.
Снимки сканирующего электронного микроскопа показывают влия¬
ние магнитного поля на микроструктуру почвенных частиц. Предпола¬
гается возможность использования этого явления при изменении микро¬
структуры тяжелых почв в мелиоративной практике.
146
Литература
1. Ageno М. On the nature of the hydrogen bond and the structure of water. Proc. Nat.
Acad. Sci. U. S. A., 1967, v. 57, N 3.
2. Калашников А. Г. Магнитные свойства осадочных пород. Изв. АН СССР. Сер. геогр.
и геофиз., 1941, № 3.
3. Kopecek Т. Effects of micro-electromagnetic fields on plant growth. Acta univers, agri-
cult. A fac. agron., Brno, 1972, N 2.
4. Орел M. А. и dp. Магнитная обработка водных дисперсий флотореагентов. «ФАН»,
Ташкент, 1973.
5. Осипов Ю. Б. Исследование глинистых суспензий паст и осадков в магнитном поле.
Изд-во МГУ, 1968.
6. Shrbena В., Lhotsky /. Klasifikace kriterii snizene urodnosti vyznamnych skupin
1ёгкусЬ pud jako podklad ucinne meliorace. Sbornik UVTI meliorace, 1975.
7. Уапёк, J., Kremel J. Meliorace pud magnetovanium pudnich castic.
НИИ мелиорации
в Праге — Збраслави
Дата поступления
29.XII.1975 г.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
УДК 631.4
РЕЦЕНЗИИ
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АТЛАС ПОЧВ МИРА
Профессор Ф. Дюшофур, широко известный советским почвоведам по монографии
«Основы почвоведения. Эволюция почв» («Прогресс», М., 1970), многочисленным
статьям по теории подзолообразования и лессиважа, по биохимии гумуса, а также как
активный участник научных дискуссий во время X Международного конгресса почво¬
ведов в Москве в 1974 г., недавно опубликовал очень интересную, хотя и несколько
необычную книгу: «Экологический атлас почв мира» *.
Первое впечатление от «Атласа» — это обилие в нем сведений о почвах и вырази¬
тельное представление этих сведений. На примере конкретного профиля типичных почв,
показанного на цветной фотографии, сопровождающегося текстом объемом в 7 стр.,
сообщаются данные по факторам почвообразования (местоположение, рельеф, материн¬
ская порода, климат: осадки и температуры, растительность), морфологии, био- и гео¬
химическим свойствам (механический состав, состояние поглощающего комплекса, ка¬
чество гумуса, рн, содержание и формы А1 и Fe) и рассматривается «эволюция поч¬
вы», т. е. ее генезис, основные почвообразовательные процессы и положение относи¬
тельно генетически близких почв. В атлас включено 114 почв, выбранных и сгруппиро¬
ванных в соответствии с известной французской классификацией. Французское назва¬
ние почвы (на уровне группы или подгруппы) сопровождается названием этой почвы
по системе ФАО (на уровне картографических единиц, которые оказываются более ши¬
рокими и повторяются) и по американскому 8-му приближению (на уровне подгруп¬
пы) и по советской систематике почв (на подтиповом и типовом уровнях). Список
литературы содержит 106 названий и считается дополнительным к литературе, цитиро¬
ванной в «Основах почвоведения»; приводятся ссылки на почвенные карты и националь¬
ные классификации.
«Экологический атлас почв мира» может показаться необычным для научного твор¬
чества Ф. Дюшофура, так как его основные работы посвящены теории почвообразова¬
ния, генетической интерпретации отдельных свойств почв и сложных физико-химических
процессов. Так, в последние годы под руководством Ф. Дюшофура выполнена серия
оригинальных экспериментальных работ по органо-минеральным соединениям в почвах.
Однако во всех работах этого крупного французского почвоведа красной нитью прохо¬
дит идея глубокой внутренней связи факторов почвообразования со свойствами почв,
идея соответствия стадий развития почвообразовательного процесса и условий окру¬
жающей среды, т. е. то, что названо экологическим пониманием процессов, происхо¬
дящих в почвенном профиле.
Поэтому реализация Ф. Дюшофура накопленных им материалов по генезису и эво¬
люции почв в виде обобщающей работы по почвам мира представляется закономерной.
«Уточнить... экологический метод исследования почв» — вот одна из главных задач пуб¬
ликации работы по замыслу ее автора. Вторая задача — проиллюстрировать конкретным
материалом изложенные в «Основах почвоведения» общетеоретические представления,
развиваемые Ф. Дюшофуром.
«Экологический атлас почв мира» не претендует быть попыткой классификации
почв мира: он является лишь материалом для нее. Наилучшей генетической классифи¬
кацией почв Ф. Дюшофур считает экологическую, основанную на известной формуле
Шредера** (1971), Герасимова (1974): среда — процессы — свойства. В отличие от дру¬
гих существующих подходов экологическая классификация должна строиться не по
принципу пирамиды, а в виде независимых эволюционных рядов (sequences evolative).
Каждая почва — член ряда отражает определенную степень развития основного почво¬
образовательного процесса или формируется под влиянием дополнительного (наложен¬
ного на основной) процесса.
Даже столь краткое изложение основных представлений Ф. Дюшофура о принци¬
пах классификации почв показывает, насколько они близки к идеям И. П. Герасимова
-об элементарных почвенных процессах, как основе генетической классификации почв
(Почвоведение, 1973, № 5, 1975, № 4), это, кстати, и подчеркивалось самим Ф. Дюшо-
.фуром в его выступлениях на X Международном конгрессе почвоведов. Заметим, кста-
* Ph. Duchaufour. Atlas écologique des sols du monde. Masson, 1976.
** Формула предложена Шредером только для гидроморфных почв.
148
ти, что основным недостатком действующих классификаций ФАО, а также американ¬
ской Ф Дюшофур считает отсутствие связей между их критериями классификационной
принадлежности почв или их диагностическими признаками и особенностями среды
Данные о почвах в «Атласе» сгруппированы в виде «экологических таблиц», кото¬
рые могут послужить основой при создании экологической классификации почв Они
являются очень кратким изложением представлений автора о связях между почвами »
условиями среды. Эти разделы «Атласа» сами по себе представляют большой интерес
для советского читателя, так как они написаны на основании разнообразнейших но*
вейших материалов. Особенно интересны разделы о ферраллитных почвах, бурых лесных
и лессивированных почвах По сравнению с «Основами почвоведения» более обстоя¬
тельно и современно рассмотрены почвы континентальных бореальных областей, хотя
все еще сохраняется неравноценность в их освещении по сравнению с западноевропей¬
скими почвами Серые лесные, каштановые, коричневые и некоторые засоленные почвы
охарактеризованы Ф. Дюшофуром на основе материалов и бесед с советскими коллега¬
ми, о чем он с благодарностью упоминает во «Введении».
В конце «Атласа» приведены 9 фотографий и описания наиболее характерных струк¬
тур и микроструктур, что особенно интересно для микроморфологов.
Для иллюстрации ко всему сказанному приведем в качестве примера помещенные
в «Атласе» данные о дерново-подзолистой почве Подмосковья, показанной В. О. Тар-
гульяном участникам X Конгресса. Разрез этот знаком многим почвоведам, данные о
нем опубликованы в путеводителях Конгресса, поэтому мы ограничимся изложением
только раздела «Эволюция» (генезис) из «Атласа» Ф. Дюшофура, относящегося к этой
почве.
«Почва напоминает языковатую лессивированную почву атлантических областей;
лессиваж глины очевиден, но аккумуляция ее выражена нерезко и прослеживается до
большой глубины. В период снеготаяния временный гидроморфизм вызывает сильный
вынос железа из гор. А2% — языковатость, унаследованная от ледникового времени, здесь
вполне соответствует бореальному климату. По В О. Таргульяну и М. А Глазовской,
наличие некоторого оподзоливания гидроморфного типа демонстрируется балансом гли¬
ны и присутствием А1—Ре-гумусовых комплексов во внутренних частях аржилланов
«языков», однако следует отметить, что эти комплексы трудно определимы морфологи¬
чески и химически. Этот тип почв характерен для бореальной зоны южнее «зоны под¬
золов»; умеренное оподзоливание не связано с местным ухудшением качества гумуса
(модер или мор) как в атлантическом климате, здесь это общий биоклиматический про¬
цесс».
М. И. Герасимова
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
1976
№ 10
БИБЛИОГРАФИЯ*
ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ» ГЕНЕЗИС, ГЕОГРАФИЯ,
КАРТОГРАФИЯ ПОЧВ
Агроклиматические ресурсы Туркменской ССР. (отв. ред. H. С. Орловский и 3. И. Во-
лосюк). Л., Гидрометеоиздат, 1974, 244 с. с черт. (Гл. упр. гидрометеорол. служ¬
бы при Совете М-ов СССР. Упр. Гидрометеорол. службы ТССР. Ашхаб. бюро по¬
годы. Список лит. с. 241—244.
Афанасенко С. П. Почвенный покров земледельческой зоны. Башкенской впадины.
Тр. Кирг. С.-Х. ин-та, 1972, вып. 16, т. 2, с. 46—49. Список лит. 7 назв.
Вопросы генезиса, бонитировки и повышения плодородия почв Южного Урала и Сред¬
него Поволжья. Материалы 6 регион, научн. конф. почвоведов, агрохимиков и зем-
леделов Юж. Урала и Сред. Поволжья. Ред. коллегия, М. Н. Бурангулова. (Отв.
ред.) и др. Уфа (БФ АН СССР), 1974, 343 с. (Башк. филиал АН СССР. Ин-т био¬
логии. Башк. отд-ние Всесоюз. о-ва почвоведов. Башк. правл. НТО сельск. хоз-ва).
Зайцев Б. Д. Материалы к характеристике пестроты морфологических свойств верх¬
них горизонтов лесных подзолистых почв. Изв. вузов. Лесной журн., 1974, № 2,
с. 147—148.
Лебедева И. И., Семина Е. В. Почвы Центральноевропейской и Среднесибирской
лесостепи. М., «Колос», 1974. 231 с. с черт. (ВАСХНИЛ. Почв, ин-та им. В. В. До¬
кучаева). Список лит.: с. 218—225.
Орельская Н. Г. Распределение и состав марганцово-железистых новообразований
в почвах разной степени заболоченности и их диагностическое значение. Вести.
Ленингр. ун-та, 1974, № 6. Геология, география. Вып. 1, с. 123—132. Список лит.
5 назв. Рез. на англ. яз.
Тюменцев Н. Ф., Южакова T. М. Почвы Нарымской государственной селекцион¬
ной станции. Тр. Нарым. селекц. станции, 1972, вып. 6, с. 7—55. Список лит. 7 назв.
A n d е г s о n К. Е. a. F u г 1 е у Р. A. An Assesment of the Relationship bet-ween the
Surface Properties of Chalk Soils and Slope Form Using Principle Components Ana¬
lysis. J. Soil Sei., V. 26, N 2, 1975, c. 130—143. Список лит. 6 назв.— Оценка зави¬
симости между свойствами поверхности меловых почв и формой склона путем при¬
менения анализа главных компонентов.
Beckett P. H. T. а. В i е S. W. Reconnaissance for Soil Survey. 1. Pre-Survey Estima¬
tes of the Density of Soil Boundaries Necessary to Produce Pure Mapping Units. J.
Soil Sei., V. 26, N 2, 1975, c. 144—154. Список лит. 11 назв.— Рекогносцировочная
съемка для определения густоты почвенных границ, необходимой для получения чи¬
стых картируемых выделов.
Dachary М. С. Genèse actuelle des soles rouges sur schistes de la région de Béja
(Alentejo, Portugal). Sei. du sol, N 4, 1975, c. 231—248. Рез. на фр. и англ. яз. Спи¬
сок лит. 13 назв.— Генезис красноземов на сланцах в области Бежа (Португалия).
Korelevski К. Types of Soil Degradation on Loess near Krakow. J. Soil Sei., V. 26,
N 1, 1975, c. 44—52. Список лит. 11 назв.— Типы деградации почв на лёссе около
Кракова.
Moinereau J., Roger L. Andosols, sols podzolisés, sols andiques et sols bruns. Se¬
quence sur matériaux basaltiques dans le Vélay oriental et le Vivarais (Massif cent¬
ral, France). 3e partie: Nature et évolution de la fraction argileuse. Sei. du sol, N 4,
1975, c. 295—314. Рез. на фр. и англ. яз. Список лит. 37 назв.— Андосолы, подзоли¬
стые почвы, андийские почвы и бурые почвы. Сочетание почв на базальтовых поро¬
дах в Центральном горном массиве Франции 3 часть: Природа и изменения илистой
фракции почв.
Morain S. А. а. С ampell J. В. Radar Theory Applied to Reconnaissance Soil Su-
veys. Soil Sei. Soc. America Proc. V. 38, N 5, 1974, c. 818—826. Список лит. 12 назв.—
Радиолокационная теория, примененная к рекогносцировочным почвенным съёмкам.
♦ Составители библиографии: Н. А. Эчкалова — русский текст; Е. А. Шурыгина,
С. И. Перлин — иностранный.
150
OgunwaleJ. A. a. Ashaye Т. I. Sandstone-Derived Soils of a Catena at Iperu, Ni¬
geria. J. Soil Sei., V. 26, N 1, 1975, c. 22—31. Список лит. 22 назв.—Почвы на песча¬
никах катены в Иперу, Нигерия.
R a a d А. Т. а. Р г о t г R. Calcite and Dolomite as Developmental Critería in Young Soils
Derived from Dolomite Materials. Soil Sei. Soc. America Proc. V. 38, N 5, 1974,
c. 807—812. Список лит. 22 назв.— Кальцит и доломит как критерии развития моло¬
дой почвы на доломитовой породе.
Zasonski S. Studia Mikromorfologiezne i chemiczne nad procesem pzowenia gleb Pyto-
wyeh Czesc II. Gleby Wytworzone zutworowlessopodobnych kotling. Nowotarckiej
Roczniki Gleboznawcze, T. XXVI, N 1, 1975, c. 27—47. Рез. на польск., русск. и англ,
яз. Список лит. 21 назв.— Микроморфологическое и химическое исследование про¬
цесса лессивирования пылеватых почв.
МИНЕРАЛОГИЯ ПОЧВ
Bar-Yosef В. a. oth. Zinc Adsorption and Diffusion in Goethite Pastes. J. Soil Sei.,
V. 26, N 1, 1975, с. 1—21. Список лит. 25 назв.— Адсорбция и диффузия цинка в
гётитных пастах.
С a d i 11 о n М. a. oth. Comportement de la fraction argileuse des sois soumis a Tépura-
tion tertiaire. Sei. du sol, N 3, 1975, c. 163—170. Список лит. 10 назв.— Поведение
илистой фракции различного минералогического состава при трехкратной обработ¬
ке почв очищенными сточными водами.
D и р u i s М. La Répartition granulométriques des carbonates dans les sois. Sei. du sol,
N 4, 1975, с. 249—270. Рез. на фр. и англ. яз. Список лит. 16 назв.— Разделение по
механическому составу карбонатов почв.
Goldhaber М. В. а. Kaplan I. R. Controls and Consequences of Sulfate Reduction
Rates in Recent Marine Sediments. Soil Sei. V. 119, N 1, 1975, c. 42—55. Список лит.
61 назв.— Факторы, регулирующие скорость восстановления сульфатов в современ¬
ных морских отложениях и их влияние на протекающие в них процессы.
Gruz-RomeroG. a. Coleman N. Т. Reactions among Calcium Carbonate, Carbon
Dioxide, and Sodium Adsorbents. Soil Sei. Soc. America Proc. V. 38, N 5, 1974, c. 738—
742. Список лит. 19 назв.— Реакции между карбонатом кальция, двуокисью угле¬
рода и адсорбентами натрия.
К у 1 е J. Н. а. oth. Kinetics of Isotopic Exchange of Phosphate Adsorbed on Gobbsite. J.
Soil Sei., V. 26, N 1, 1975, c. 32—43. Список лит. 18 назв.— Кинетика изотопического
обмена фосфатов, адсорбированных гиббситом.
Jackson М. L. a. Sridhar К. Scanning Electron-Microscopic and X-ray Diffraction
Study of Natural Weathering of Phlogopite tHrough Vermiculite to Saponite. Soil Sei.
Soc. America Proc. V. 38, N 5, 1974, c. 843—847. Список лит. 21 назв.— Изучение при¬
родного выветривания флогопита через вермикулит в сапонит при помощи скани¬
рующего электронного микроскопа и рентген дифрактометрии.
Niederbudde Е. А. Veränderungen von Dreischicnt-Tonmineralen durch natives К in
holozänen Lössboden Mitteldeutschlands und Niederbayerns. Z. Pflanzenernähr, u. Bo¬
denkunde, 1975, H. 2. c. 217—234. Рез. на нем. и англ. яз. Список лит. 37 назв.— Из¬
менение трехслойных глинистых минералов под воздействием природного К в голо¬
ценовых лёссовых почвах Средней Германии и Нижней Баварии.
Shainberg I. a. oth. Electrochemistry of Sodium-Montmorillonite Suspensions: 1. Che¬
mical Stability of Montmorillonite. Soil Sei. Soc. America Proc. V. 38, N 5, 1974,
c. 751—756. Список лит. 21 назв.— Электрохимия суспензий Na-монтмориллонита. I.
Химическая стабильность монтмориллонита.
Sridhar К. а. Jackson М. L. Layer Charge Decrease by Tetrahedral Catión Re-
moval and Silicon Incorporation during Natural Weathering of Phlogopite to Sapo¬
nite. Soil Sei. Soc. America Proc. V. 38, N 5, 1974, c. 847—851. Список лит. 19 назв.
Увеличение слоевого заряда при удалении тетраэдрических катионов и внедре¬
ния кремния во время естественного выветривания флогопита в сапонит.
W a d а К. а. К u b о Н. Precipitation of Amorphous Aluminosilicates from Solutions Con-
taining Monomerie Silica and Aluminium Ions. J. Soil Sei. V. 26, N 2, 1975, c. 100—
111. Список лит. 28 назв.— Осаждение аморфных алюмосиликатов из растворов,
содержащих ионы мономерной кремнекислоты и алюминия.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Афанасьев Н. И. Энергетическая характеристика почв БССР. Докл. АН БССР,
1974, т. 18, № 6, с. 534—536. Список лит. 11 назв.
Братченко Б. М. К вопросу о водном режиме почв южной части Тюменской обла¬
сти. Изв. Тюмен. отд. Геогр. о-ва СССР, 1972, вып. 1, с. 30—33. Список лит. 10 назв.
Дрожжина Т. М. Влияние плотности почвы на количественный и качественный со¬
став почвенных пор. Докл. АН Тадж. ССР, 1974, т. 17, N° 3, с. 59—61. Список лит.
5 назв. Рез. на тадж. яз.
Поляков Е. Г. Динамика состава воздуха торфяно-подзолисто-глеевой почвы украин¬
ского Полесья при осушении и окультуривании. Лесоведение, 1974, № 4, с. 50—55.
Список лит. 19 назв. Рез. на англ. яз.
151
Струкачев В. И., Филимонова Т. А. Исследование универсального сорбционного
датчика влажности почвы. Сборник науч. работ Сарат. с.-х. ин-та, 1972, вып. 15,
с. 16—21.
Ульянов Ю. А., Строков П. А. Экспериментальное исследование зависимости
удельного электрического сопротивления почвы от плотности, влажности и темпе¬
ратуры. Там же, с. 5—71.
Фелициант И. Н., Колесов В. Я. О водопроницаемости серо — земно-луговых глу-
бинно-гипсированных почв и солончаков Голодной степи. Науч. тр. Ташк. с.-х. ин-
та, 1972, вып. 32, с. 461—465.
A h u j a L. R. Unsaturated Hydraulic Conductivity from Cumulative Inflow Data. Soil
Sei. Soc. America Ргос. V. 38, N 5, 1974, c. 695—699. Список лит. 13 назв.— Опре¬
деление ненасыщенной водопроводимости по данным кумулятивного вте¬
кания.
Becher Н. Н. Bemerkungen zur Ermittlung der ungesättigten Wasserleitfähigkeit unter
nichtstationären Bedingungen. Z. Pflanzenernähr, u. Bodenkunde, 1975, H. 1. с. 1—
12. Рез. на нем. и англ. яз. Список лит. 8 назв.— Определение ненасыщенной водо¬
проводимости в нестационарных условиях.
Cary J. W. а. Н а у d е n С. W. Soil Strength and Porosities Associated with Cropping
Sequences. Soil Sei. Soc. America Ргос. V. 38, N 5, 1974, c. 840—843. Список лит.
8 назв.— Прочность и порозность почвы, связанные с чередованием культур.
Domizal Н., Slowinska-Jurkiewicz А. Wplyw nacisku na struktura poröwi
pojemnosc wodna gleby. Roczniki Gleboznawcze, t. XXVI, N 1, 1975, c. 49—60. Рез. на
польск., русск. и англ. яз. Список лит. 9 назв.— Влияние давления на структуру и
влагоемкость почвы.
Fritton D. D. a. oth. An Inexpensive but Durable Thermal Conductivity Probe for Field
Use. Soil Sei. Soc. America Ргос., V. 38, N 5, 1974, c. 854—855. Список лит. 3 назв.—
Недорогой, но долговечный щуп для определения теплопроводности почвы в поле¬
вых условиях.
Grant D. R. Measurement of Soil Moisture near the Surface using a Neutron Moisture
Meter. J. Soil Sei., V. 26, N 2, 1975, c. 124—129. Список лит. 1 назв.— Определение
влажности у поверхности почвы с применением нейтронного влагомера.
Gupta S. С. a. oth. Determining Effective Soil Water Diffusivities from One-Step Out¬
flow Experiments. Soil Sei. Soc. America Ргос. V. 38, N 5, 1974, c. 710—716. Список
лит. 15 назв.— Определение коэффициента диффузии почвенной влаги в опытах с
одностадийным оттоком.
Hofman G. a. Appelmans. Seasonal Changes of the Aggregate Instability. Z. Pflan¬
zenernähr. u. Bodenkunde. 1975, H. 2, c. 209—216. Рез. на англ, и нем. яз. Список
лит. 18 назв.— Сезонные изменения неустойчивости агрегатов.
I d s о S. В. a. oth. Three Stages of Drying a Field Soil. Soil Sei. Soc. America Ргос.
V. 38, N 5, 1974, c. 831—537. Список лит. 19 назв.— Три стадии высушивания по¬
левой почвы.
К о л е в а С. Зависимост на влагопроводимоста от влажноста и потенциала на влаго-
та при различна плътност на почвата. Почвознание и Агрохимия, Т. IX, № 6, 1974,
с. 31—41. Рез. на болг., русск. и англ. яз. Список лит. 6 назв.— Зависимость вла-
гопроводимости от влажности и потенциала влаги при различной плотности
почвы.
McManon М. a. Thomas G. W. Chloride and Tritiated Water Flow in Disturbed and
Undisturbed Soil Cores. Soil Sei. Soc. America Ргос. V. 38, N 5, 1974, c. 727—732.
Список лит. 13 назв.— Насыщенный хлоридами или тритием водный поток в нару¬
шенных и ненарушенных буровых образцах почв.
Miyamoto S. a. Warrick A. W. Two-Dimensional Displacement into or from Water-
Filled Ditches. Soil Sei. Soc. America Ргос. V. 38, N 5, 1974, c. 723—727. Список лит.
И назв. Двумерное перемещение или вытеснение жидкости в наполненных водой
траншеях.
R a a t s Р. А. С. Steady Flows of Water and Salt in Uniform Soil Profiles with Plant
Roots. Soil Sei. Soc. America Ргос. V. 38, N 5, 1974, c. 717—722. Список лит.
20 назв.— Установившееся течение воды и соли в однородных профилях с корнями
растений.
Robertson W. К. a. oth. Sampling Tool for Taking Undisturbed Soil Cores. Soil Sei,
Soc. America Ргос. V. 38, N 5, 1974, c. 855—857. Список лит. 2 нав. Пробоотборник
для взятия образцов почв с ненарушенной структурой.
Schröder D. Auswirkungen von Lockerungsmassnahmen auf das Bodengefüge von
Pseudogleyen. Z. Pflanzenernähr, u. Bodenkunde, 1975, H. 2, c. 197—208. Рез. на нем.
и англ. яз. Список лит. 16 назв.— Влияние рыхления на структуру псевдоглеев.
Staple W. J. Modified Penman Equation to Provide the Upper Boundary Condition in
Computing Evaporation from Soil Soil Sei. Soc. America Ргос. V. 38, N 5, 1974,
c. 837—839. Список лит. 16 назв. Изменение уравнения Пенмана для получения ус¬
ловий верхней границы при вычислении испарения из почвы.
S t г е b е 1 О. и. а. Bestimmung des Wasserentzuges aus dem Boden durch die Pflanzen¬
wurzeln in Gelände als Funktion der Tiefe und der Zeit. Z. Pflanzenernähr, u. Boden¬
kunde, 1975, H. 1, c. 61—72. Рез. на нем. и англ. яз. Список лит. 14 назв.— Опреде¬
ление количества удаляемой из почвы воды корнями растений, как функции глуби¬
ны и времени.
152
Visvalingam M. Well-point Techniques and the Shallow Water Table in Boulder Clay.
J. Soil Sci. V. 25, N 4, 1974, c. 505—516. Список лит. 15 назв.— Применение метода
наблюдательных скважин при низком уровне грунтовых вод в почвах на валунной
глине.
ХИМИЯ ПОЧВ, МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Березнева Л. А., Мазина Э. И. Изучение превращений отдельных ингредиентов
сточных вод производства ПХВС в почве и действие этих веществ на некоторые фи¬
зические и химические свойства почвы. Тр. Харьк. с.-х. ин-та, 1972, т. 166, с. 28—
32. Список лит. 12 назв.
Вухрер Э. Г., Г ойхенберг Е. М. Состав общих аминокислот некоторых богарных
сероземов Узбекистана. Докл. АН УзССР, 1974, № 5, с. 58—59. Рез. на узб. яз.
Ионавичюс А. Синтетические препараты в почве. Вопр. мелиорации (Литов. НИИ
гидротехники и мелиорации). 1972, 7, с. 141—145.
К н ы р Л. Л., С о к о л о в М. С. Способы кратковременной консервации проб почвы и
воды, содержащих галоидфенокислоты и их токсичные метаболиты. Химия в сельск.
хоз-ве, 1974, т. 12, № 3, с. 58—60.
Ломтадзе 3. К. Активные минеральные формы почвенного фосфора на различном
агромелиоративном фоне в Колхидской низменности. Субтроп, культуры, 1974, № 1,
с. 89—91.
Самохвалов С. Г. и др. Определение подвижного магния в почвах. Химия в сельск.
хоз-ве, 1974, т. 12, № 3, с. 69—73. Список лит. 5 назв.
Тюменцев Н. Ф., Ц ы ц а р е в а Л. К. Комплексная агрохимкартограмма. Тр. Нарым.
селекц. станции, 1972, вып. 6, с. 169—183.
Цитович И. К., Гончаренко Ж. Н. О применении катионитов в анализе почв на
содержание валовых и подвижных форм микроэлементов. Тр. Кубан. с.-х. ин-та,
1972, вып. 62, с. 132—136.
Ангелов Е. Никои особенности в сезонната динамика на химичния състав лизимет-
рични води от светлосива и жълтоземно-подзолиста почва. Почвознание и Агрохи¬
мия, T. IX, № 6, 1974, с. 13—19. Рез. на бол г., русск. и англ. яз. Список, лит.
6 назв.— Некоторые особенности в сезонной динамике химического состава лизи¬
метрических вод светлосерой и темножелтой подзолистой почвы.
André J. Р. Graphical Representation о! Tricationic Exchanges where One of the Ca¬
tions is the Proton. J. Soil Sei., V. 26, N 1, 11975, c. 81—92. Список лит. 1 назв.—
Графическое изображение трехкатионных обменных реакций, где одним из катио¬
нов является протон.
Barrow N. J. and Shaw T. C. The Slow Reactions between Soil and Anions; 4 Effect
of Time and Temperature of Contact between Soil and Molybdate on the Uptake of
Molybdenum by Plants and on the Molybdate Concentration in the Soil Solution. Soil
Sei., V. 119, V. 4, 1975, c. 301—310. Список лит. 1 назв.— Медленные реакции между
почвой и анионами. 4. Влияние температуры и продолжительности контакта почвы
с молибдатами на поглощение молибдена растениями и на концентрацию молибда¬
тов в почвенном растворе.
В а г г о w N. J. a. S h a w T. С. The Slow Reactions between Soil and Anions: 5. Effects of
Period of Prior Contact on the Desorption of Phosphate from Soils. Soil Sei., V. 119,
1975, c. 311—320. Список лит. 19 назв.— Медленные реакции между почвой и анио¬
нами. 5. Влияние продолжительности предшествующего контакта между почвой л
анионами на десорбцию фосфатов.
В г а с е w е 11 J. М. a. oth. Humus Type Discrimination from Mass Spectra by a Simpli¬
fied Statistical Treatment. J. Soil Sei., V. 26, N 1, 1975, c. 62—65. Список лит.
5 назв.— Определение типа гумуса по масс-спектрам путем упрощенной статисти¬
ческой обработки.
Cruz — Romero G. a. Coleman N. Т. Reactions Responsible for High pH of Na-
Saturated Soils and Clays. J. Soil Sei. V. 26, N 2, 1975, c. 167—175. Список лит.
7 назв.— Реакции, от которых зависит высокое значение pH почв и глин, насыщен¬
ных Na.
Dowdell R. J. a. C a n n e 1 R. Q. Effect of Ploughing and Direct Drilling on Soil Nitra¬
te Content. J. Soil Sei., V.26, N 1, 1975, c. 53—61. Список лит. 26 назв.—Влияние
вспашки и одновременного рядового сева на содержание нитратов в почве.
Edwards А. Р. а. На иск R. D. Nitrogen- 15-Depleted versus Nitrogen-15-Enriched
Ammonium Sulfate as Tracers in Nitrogen Uptake Studies. Soil Sci Soc. America Proc.
V. 38, N 5, 1974, c. 765—767. Список лит. 6 назв.—Сравнение сульфата аммония,
обедненного N15, с сульфатом аммония обогащенного N15, как изотопных индикато¬
ров при изучении поглощения азота растениями.
El-Nennah М. Phosphate Adsorption by Na-, Mg- and Ca-saturated Soil Clays. Z.
Pflanzenernähr, u. Bodenkunde, 1955, N 1, c. 33—37. Список лит. 10 назв.— Адсорб¬
ция фосфатов почвенными глинами, насыщенными ионами Na, Mg и Са.
Kukurenda H., Gladych S. Influence of Some Properties of Soil on Behaviour of
6 Fractions of Manganese. Roczniki Gleboznawcze. T. 21, N 1, 1975, c. 157—175. Рез.
на англ., русск. и польск. яз. Список лит. 48 назв.— Влияние некоторых свойств
почвы на поведение 6 фракций марганца.
153
Кръстанов С., Кабакчиев И. Влияние на почвообразуващите материали върху
състава на органичною вещество в механичнете фракции при смолниците. Почво-
знание и Агрохимия, Т. IX, № 6, 1974, с. 3—12. Рез. на болг., русск. и англ. яз.
Список лит. 14 назв.— Влияние почвообразующих пород на состав органического ве¬
щества в механических фракциях смолниц.
Ni shit а Н. a. oth. Decay Characteristics of Soil Thermoluminescence. Soil Sci. V. 119,
N 4, 1975, c. 259—268. Список лит. 23 назв. Значение термолюминесценции почвы
для процессов разложения органического вещества.
Р е V е г i 11 К. I. a. oth. Changes in Extractable Sulphur and Potassium Levels in Soil
due to Oven Drying and Storage. Austral. J. Soil Res. V. 13, N 1, 1975, c. 69—75.
Список лит. 15 назв.— Изменение количества экстрагируемых серы и калия при вы¬
сушивании в термостате и продолжительном хранении образцов почвы.
Pietz R. I. a. Adams R. S., Jr. Effect of Hydrochloric Acid — Hydrogen Fluoride Pre-
treatments on Solubilization of Organic Matter by a Cation-Exchange Resin. Soil Sci.
Soc. America Proc., V. 38, N 5, 1974, c. 747—750. Список лит. 24 назв.— Влияние
предварительной обработки соляной кислотой и фтористоводородом на растворение
органического вещества катионообменной смолой.
Р u 1 f о г d I. D. a. Duncan Н. J. The Influence of Pyrite Oxidation Products on the
Adsorption of Phosphate by Coal-Mine Waste. J. Soil Sci., V. 26, N 1, 1975, c. 74—
80. Список лит. 14 назв.— Влияние продуктов окисления пирита на адсорбцию фос¬
фатов отходами угольных шахт.
Richter М. a. oth. Densimetric Fraction of Soil Organo-Mineral Complexes. J. Soil
Sci., V. 26, N 2, 1975, c. 112—123. Список лит. 6 назв.— Денситометрическая фракция
органо-минеральных комплексов почв.
R у с n е г t R. С. a. S k u j i q s. Nitrogen Fixation by Blue-Green Algae-Lichen Crusts in
the Great Basin Desert. Soil Sci. Soc. America Proc. V. 38, N 5, 1974, c. 768—771. Спи¬
сок лит. 17 назв.— Фиксация азота корками синезеленых водорослей и лишайников
в пустыне Большого Бассейна.
С т о й ч е в Д. А. Устройство за получаване на лизиметрични води. Почвознание и Аг¬
рохимия. Год IX, № 5, 1974, с. 13—18. Рез. на русск., и англ. яз. Список лит.
6 назв.— Устройство для получения лизиметрических вод.
С т о й ч е в а П. и др. Влияние на няком физични фактори върху равновесието на манга-
на в почвата. Почвознание и Агрохимия. Т. IX, № 6, 1974, с. 42—47. Рез. на болг.,
русск. и англ. яз. Список лит. 15 назв.— Влияние некоторых физических факторов
на равновесие Мп в почве.
TiarksA. Е. a. oth. Physical and Chemical Properties of Soils Associated with Heavy
Applications of Manure from Cattle Feedlots. Soil Sci. Soc. America Proc., V. 38,
N 5, 1974, c. 826—830. Список лит. 18 назв.— Изменение физических и химических
свойств почвы, связанное с внесением большого количества навоза.
Tucker В. М. The Partition of Basic Exchangeable Cations. Austral. J. Soil Res. V. 13,
N 1, 1975, c. 77—89. Список лит. 22 назв.— Разделение основных обменных катионов.
Tucker В. М. Primary and Conditional Basic Exchangeable Cations in Australian Soil
Profiles. Austral. J. Soil Res. V. 13, N 1, 1975, c. 91—100. Список лит. 20 назв.— Пер¬
вичные и условно-основные обменные катионы в Австралийских почвах.
В е л ч е в В. В. Промени на фосфора в канелена горска почва под влияние на ежегодно
торене с нарастващи количества фосфор. Почвознание и Агрохимия. Т. IX, № 6,
1974, с. 59—64. Рез. на болг., русск. и англ. яз. Список лит. 9 назв.— Изменение со¬
держания фосфора в коричневой лесной почве -под влиянием ежегодного удобре¬
ния возрастающими количествами фосфора.
БИОЛОГИЯ, МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧ.В
Михновская А. Д., Луговая Ж. Г. Биологические свойства торфоиловых компо-
стов. Тр. Харьк. с.-х. ин-та, 1972, т. 166, с. 81—89. Список лит. 16 назв.
Приживара А. К. Динамика разложения порофора в почве. Там же, с. 19—23. Спи¬
сок лит. 18 назв.
Рустамов Р. и др. Многоэлементный недеструктарный активационный анализ поч¬
венно-биологических проб. Изв. АН УзССР. Серия физ.-мат. наук, 1974, № 3,
с. 63—65. Рез. на узб. яз.
Boswell F. С. a. Anderson О. Е. Nitrification Inhibitor Studies of Soil in Field-
Buried Polyethylene Bags. Soil Sci. Soc. America Proc., V. 38, N 5, 1974, c. 951—852.
Список лит. 11 назв.— Изучение ингибиторов нитрификации почвы в полиэтиленовых
мешках, закопанных в почву в полевых условиях.
Franz G. Temperaturansprüche mikroskopischer Bodenpilze aus klimatisch and geog¬
raphisch verschiedenen Standorten. Z. Pflanzenernähr, u. Bodenkunde, 1975, H. 1,
c. 73—87. Список лит. 8 назв.— Температурные условия существования микроскопи¬
ческих почвенных грибов, различных климатических и географических местообита¬
ний.
К i г d а С. a. oth. Nitrification and Denitrification during Miscible Displacement in Unsatu¬
rated Soil. Soil Sci. Soc. America Proc. V. 38, N 5, 1974, c. 772—776. Список лит.
15 назв.— Нитрификация во время смешивающего смещения в ненасыщенной почве.
454
ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ, УДОБРЕНИЕ, ОБРАБОТКА
Агрохимия, физиология растений, почвоведение. (Ред. коллегия: И. В. Гулякин (отв.
ред.) и др.). М., 1974. 185 с. с черт. (М-во сельск. хоз-ва СССР. ТСХА. Докл.
Выл. 203). Списки лит. в конце докл. Рез. на англ. яз.
Ламсодис Р. Зависимость дренажного стока от степени окультуривания тяжелых
почв. Гидротехника и мелиорация, 1974, № 6, с. 63—65.
Наумов Г. В. Влияние различной интенсивности осушения и агротехнических меро¬
приятий на окультуривание тяжелосуглинистых дерново-подзолисто-глеевых почв.
Тр. Карельск. опыт.-мелиор. станции, 1972, вып. 2, с. 195—204.
Повышение эффективности применения минеральных удобрений. (Сборник статей),
под ред. С. М. Иванова. Кишинев, «Штиинца», 1974, 130 с. (АН МССР. Ин-т физио¬
логии и биохимии растений). Список лит.: с. 120—122.
Gamar Y. a. Mustafa М. A. Adsorption and Desorption of Diquat2+ and Paraquat2-*-
on Arid-Zone Soils. Soil Sei. V. 119, N 4, 1975, c. 290—295. Список лит. 18 назв.—
Адсорбция и десорбция диквата2-*- и параквата2+ почвами аридной зоны.
Илков Д. Последействие от торенетое оборски тор и минерални торове при излужена
смолниц. Почвознание и Агрохимия, T. IX, № 6, 1974. Рез. на болг., русск. и англ,
яз. Список лит. 19 назв.— Последействие удобрения навозом и минеральными удоб¬
рениями в условиях выщелачивания смолницы.
О’ Connor и. A. a. oth. Iron Diffusion to Plant Roots. Soil Sei., V. 119, N 4, 1975,
c. 285—289. Список лит. 6 назв.— Диффузия железа к корням растений.
Raj агат К. Р. а. Sethunethan N. Effect of Organic Sources on the Degradation of
Parathion in Flooded Alluvial Soils. Soil Sei., V. 119, N 4, 1975, c. 296—300. Список
лит. 7 назв.— Влияние органического вещества на деградацию паратиона в затоп¬
ляемых аллювиальных почвах.
RuderforthC. С. Storing and Processing Data for Soil and Land Use Capability Sur¬
veys. J. Soil Sei., V. 26, N 2, 1975, c. 155—168. Список лит. 29 назв.— Использование
данных хранения и обработки при почвенной съемке в целях определения плодо¬
родия почв и производительности различных земельных угодий.
Smiley R. W. Rhizosphere pH as Influenced by Plants, Soils and Nitrogen Fertilizers.
Soil Sei. Soc. America Proc., V. 38, N 5, 1974, c. 795—799. Список лит. 22 назв.—
Зависимость pH ризосферы от растений, почвы и азотных удобрений.
Т е г m a n G. L. а. А11 е n S. Е. Rice Response to Nitrogen and Phosphorus in Flooded
and Nonflooded Soils. Soil Sei. Soc. America Proc. V. 38, N 5, 1974, c. 780—784. Спи¬
сок лит. 12 назв.— Отзывчивость растения риса на азот и фосфор в затопляемых и
незатопляемых почвах.
W у s о с k i W. Odtwarzanie gleb día rolniczego zagospodarowania zwalowisk kopalni
welga brunatnego Konin. Roczniki Gleboznawcze, T. 26, N 1, 1975, c. 61—100. Рез. на
лольск., русск. и англ, яз., Список лит. 20 назв.— Сельскохозяйственная рекультива¬
ция почвы на отвалах вскрышных пород буроугольного карьера Конин.
МЕЛИОРАЦИЯ ПОЧВ
Акопов Е. С., А р а з я н К. Е. Ирригационная эрозия почв и меры борьбы с нею. Тр.
Арм. НИИ водных проблем и гидротехники, 1972 (колонит.: 1967), т. 2, с. 23—32.
Афанасенко С. П., Воронов С. И. Принципы агропроизводственной группировки
орошаемых почв хлопковой зоны (на примере Баткенского района). Тр. Кирг. с.-х.
ин-та, 1972, вып. 16, т. 2, с. 49—55.
Бабаходжаев И. И. Характеристика орошаемых сероземов Нуратинской долины.
Науч. тр. Ташк. с.-х. ин-та, 1972, вып. 32, с. 295—301.
Балзарявичюс П. К вопросу методики мелиоративных исследований в условиях
холмистого рельефа. Вопр. мелиорации (Литов. НИИ гидротехники и мелиорации),
1972, № 7, с. 3—11.
Барон В. А., Ш е ш и н а О. Н. Классификация режима легкорастворимых солей в по¬
родах зоны аэрации. Тр. Всесоюз. НИИ гидрогеологии и инж. геологии, 1974,
вып. 67, с. 57—71. Список лит. 12 назв.
Васильев В. А. Современные просадочные и эрозионные явления на орошаемых зем¬
лях (на примере Юго-Восточного Предкавказья). Изв. Сев.-Кавк. науч. центра высш.
школы. Серия естеств. наук, 1974, № 1, с. 57—59.
Вышпольский Ф. Ф. Разработка и обоснование рациональных промывных норм за¬
соленных земель (на примере Арысь-Туркестан. оросит, системы). Тр. Каз. НИИ вод¬
ного хоз-ва, 1971, т. 7, с. 115—134. Список лит. 12 назв.
Калмыков Г. С. Азотный режим мелиорируемых торфяно-болотных почв Северо-За¬
падной зоны РСФСР. Труды Карельск. опыт.-мелиор. станции, 1972, вып. 2, с. 146—
153.
Карешов X., Удербаев М. К вопросу эксплуатации обводнительных систем и со¬
оружений (в сельском хозяйстве КазССР). Тр. Каз. НИИ водного хоз-ва, 1971, т. 7,
с. 318—324.
Каунас 3. Исследование гидрогеологических условий переувлажненных земель Литов¬
ской ССР. Вопр. мелиорации (Литов. НИИ гидротехники и мелиорации), 1927, 7,
с. 125—132. Список лит. 10 назв.
155
Ким В. И. Мелиоративное улучшение земель — важный фактор ускоренного развитие
сельского хозяйства. Тр. Проблемной лаб. по экон. эффективности капиталовложе¬
ний в ирригацию, 1971, вып. 3, с. 188—193.
Можейко А. М. К вопросу о методике исследований по сельскохозяйственному ис¬
пользованию промышленных сточных вод. (Вопросы орошения). Тр. Харьк. с.-х.
ин-та, 1972, т. 166, с. 3—8. Список лит. 23 назв.
Можейко А. М., Пендюр А. В. Влияние закрытого гончарного дренажа и хими¬
ческой мелиорации глееподзолистых почв Прикарпатья на выщелачивание воднорас¬
творимых веществ в грунтовые воды. Там же, с. 97—103. Список лит. 19 назв.
Мукальянц А. М., Михайлов П. Н. Химический состав взвеси, донных отложе¬
ний и оросительных вод Куловатской оросительной системы Хорезмской области.
Науч. тр. Ташк. с.-х. ин-та, 1972, вып. 32, с. 440—452. Список лит. 5 назв.
Панков М. А., Расумов А. М., Фелициант И. Н. Вертикальный дренаж — мощ¬
ное средство коренной мелиорации засоленных земель. Там же, с. 489—496.
Петросян Н. А., Пахчанян Г. Г., Мнацаканян Б. П. Районирование террито¬
рии Армянской ССР по испаряемости. (Задачи с.-х. мелиорации). Тр. Арм. НИИ
водных проблем и гидротехники, 1972, т. 2, с. 233—241. Список лит. 6 назв.
Пьявченко Н. И. Актуальные вопросы лесной осушительной мелиорации. Лесное
хоз-во, 1974, № 6, с. 39—42.
Расулов А., Абдуллаев М., Каримова Н. Влияние орошения на процессы засо¬
ления, рассоления и солевой режим почво-грунтов Каршинской степи. Науч. тр.
Ташк. с.-х. ин-та, 1972, вып. 32, с. 390—401.
Расулов А. Мелиоративное состояние, агрохимические свойства и производительная,
способность почв Каршинской степи. Там же, с. 334—347.
Расулов А. М., Абдуллаев М. А. Характеристика орошаемых светлых сероземов-
и такырных почв Каршинской степи. Там же, с. 402—407.
Расулов А. М., Киреева Н. Ф. Водно-солевой режим почв в орошаемой части
Каршинской степи. Там же, с. 366—389.
Расулов А. М., Мирзаева М. Характеристика на засоленных лугово-аллювиаль¬
ных почвах Андижанской области. Там же, с. 427—429.
Расулов А. М. Почвенно-мелиоративное районирование Каршинской степи. Там же,
с. 348—365.
Розин В. А. Особенности осушения минеральных избыточно-увлажненных земель/ с
тяжелыми почвами. Тр. Карельск. опыт.-мелиор. станции, 1972, вып. 2, с. 24—31.
Салькова Т. А. Опыт осушения тяжелых почв. Земля сиб., дальневост., 1974, № 6,.
с. 24—25.
Уваров Г. И. Влияние приемов мелиорации на элементы плодородия распаханных со¬
лонцов. Вести, с.-х. науки Казахстана, 1974, № 5, с. 28—31. Рез. на каз. яз.
Физико-химические свойства почв и применение удобрений. Сообщ. молодых сотрудни¬
ков кафедры почвоведен. и агрохимии. (Науч. ред. А. В. Колоскова). Казань,.
(Изд-во Казан, ун-та), 1974, 106 с. с граф. Списки лит. в конце сообщ.
Циприс Д. Б., Грознов Е. Д. О параметрах системы двухстороннего регулирова¬
ния влажности почвы в условиях Олонецкой равнины. Тр. Карельск. опыт.-мелиор.
станции, 1972, вып. 2, с. 31—47.
Циприс Д. Б., Багиров М. Н., Шевелев Я. 3. Рациональные схемы мелиоратив¬
ных систем двухстороннего регулирования водного режима почвы. Там же, с. 62—
70. Список лит. 5 назв.
Шаткаускас Г. Множественная линейная модель элементов водного баланса и при¬
менение ее для прогноза запасов влаги на дренированных суглинистых почвах, Вопр.
мелиорации (Литов. НИИ гидротехники и мелиорации), 1972, 7, с. 17—23. Список
лит. 5 назв.
В о г е k S. Kierunki zmian Wlascuwosoi czarnych ziem Blonsko-Sochaczewskich podreno-
waniu. Roczniki Gleboznawcze, T. XXVI, N 1, 1975, c. 101—140. Рез. на польск.,
русск. и англ. яз. Список лит. 24 назв.— Изменение свойств темноцветных Блонско-
Сохичевских почв после дренирования.
М а 1 о D. D. a. oth. Soil-Landscape Relationships in a Closed Drainage System. Soil ScL
Soc. America Ргос., V. 38, N 5, 1974, c. 813—818. Список лит. 21 назв.— Почвенно¬
ландшафтные условия замкнутой дренажной системы.
Sinanuwong S. a. El-Swaify S. A. Predicting Exchangeable Sodium Ratios in
Irrigated Tropical Vertisols. Soil Sci. Soc. America Ргос. V. 38, N 5, 1974. c. 732—
737. Список лит. 12 назв.— Прогнозирование содержания обменного натрия в оро¬
шаемых тропических вертисолах.
Ш о п с к и Н. Механична устойчивост на къртичния дренаж. Почвознание и Агрохимия,
Т. IX, № 6, 1974, с. 20—30. Рез. на болг., русск. и англ. яз. Список лит. 6 назв.—
Механическая устойчивость кротового дренажа.
ЭРОЗИЯ почв
Величко В. А., В а в у л о Ф. П. Биосинтез свободных аминокислот на тканевых ап¬
пликациях в дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, подверженной водно¬
эрозионным процессам. Почвоведение и агрохимия (Белорус. НИИ почвоведения
и агрохимии), 1971, вып. 8, с. 159—165. Список лит. 10 назв.
156
В о л ош у к М. Д., М а х л и н Т. Б. Связь распространения эродированных почв с мор¬
фометрическими характеристиками рельефа. Изв. АН СССР. Серия геогр., 1974.
№ 3, с. 46—51. Список лит. 17 назв.
Караваев В. Н. Водная эрозия почв на Среднем Урале. Комплексное использование
и охрана водных ресурсов (Уральск. НИИ), 1972, вып. 1, с. 169—186. Список лит.
15 назв.
Клебанович В. Ф. Водная эрозия почв Кореличского района. Почвоведение и агро¬
химия (Белорус. НИИ почвоведения и агрохимии), 1971, вып. 8, с. 90—97. Список
лит. 5 назв.
Краснощеков Н. В., Белолюбцев Л. А. Об эффективности жидкого навоза
для защиты почв от эрозии. Вести, с.-х. науки Казахстана, 1974, № 6, с. 33—37. Рез.
на каз. яз.
Медведев А. Г., Зайко С. М. Агрохимические свойства дерново-подзолистых эро¬
дированных почв, развивающихся на лёссовидных суглинках. Почвоведение и агро¬
химия. (Белорус. НИИ почвоведения и агрохимии), 1971, вып. 8, с. 15—21.
Мирахмедов X. М., Марюнусов М. М. Овражная эрозия в долине реки Бозсу.
Науч. тр. Башк. с.-х. ин-та, 1972, вып. 32, с. 422—426.
Мирюнусов М. Развитие почв на увалисто-холмистом рельефе (на примере Янгиюль-
ского района Ташкентской области). Там же, с. 417—421.
Применение удобрений на эродированных почвах. (Науч. тр. ВАСХНИЛ) под ред.
Д. А. Коренькова, (гл. ред.) и др. М., «Колос», 1974. 224 с. с граф (ВАСХНИЛ).
Всесоюзн. НИИ удобрений и агропочвоведения им. Д. Н. Прянишникова. Списки
лит. в конце статей.
Рябов Е. И. Земля просит защиты. Эрозия почв и меры борьбы с ней. Ставрополь,
Кн. изд-во, 1974. 159 с. с ил.
ЛЕСНОЕ ПОЧВОВЕДЕНИЕ
Алиев Г. А., Гасанов X. Н. Влияние лесов на почвенные процессы. (На примере
азерб. яз. Рез. на рус. и англ. яз.
Барышман Ф. С. Некоторые вопросы теории и практики совершенствования лесных
полос. Тр. Кубан. с.-х. ин-та, 1972, вып. 62, с. 50—57.
Горев Г. И. Улучшение породного состава искусственных насаждений. Лесное хоз-во,
1974, Ns 6, с. 54—59.
Козлова Г. И., Станкевич Н. Б. Лесная растительность и ее связь с почвами в
Ленинградской области. 2. Почвы и их взаимосвязь с растительностью. Вести. Ле-
нингр. ун-та, 1974, № 6. Геология, география, вып. 1, с. 114—122. Список лит. 23 назв.
Рез. на англ. яз.
Кулик Н. Ф. и др. Защитные лесные насаждения на крайнем юго-востоке и повыше¬
ние их эффективности. Вести, с.-х. науки, 1974, № 6, с. 79—90. Список лит. 7 назв.
Рез. на англ, и нем. яз.
-Орлов В. Н. и др. Опыт выращивания лесных полос на Курской сельскохозяйственной
опытной станции. Науч. тр. Кур. с.-х. опыт, станции, 1971, т. 6, вып. 2, с. 90—ИЗ.
»Орлов В. Н., Т у н я к и н В. Д. Экологическая среда и состояние дуба в связи с фор¬
мированием конструкции лесных полос, созданных гнездовым способом. Там же,
с. 85—87.
Додкопаев А. А. О создании агрономически эффективных полезащитных лесных по¬
лос в зоне южных черноземов УССР. Изв. Вузов. Лесной журнал, 1974, № 2,
с. 153—154.
d е В о о i s М. Measurement о! Seasonal Variations in the Oxygen Uptake of Various Lit¬
ter Layers on an Oak Forest. Plant and Soil, V. 40, N 3, 1974, c. 545—555. Список
лит. И назв.— Определение сезонных изменений поглощения кислорода различны¬
ми слоями подстилки в дубовом лесу.
LUggla Н., FerezynskaZ. Studia and .wlasciwosciami gleb opodowoglejowych pod
lasami lisciastymi w terenach falistych pojezieza Mazurskiego. Roczniki Gleboznawe-
ze, T. XXVI, N 1, 1975, c. 3—26. Рез. на польск., русск. и англ. яз. Список лит. 15 назв.
Исследование свойств глеевых почв под лиственными лесами в холмистых районах
Мазурских озер.
'.Wachalewski Т., LukaszukJ. Wst§pna charakterystyka substancji organicznej les-
nych gleb Tatrzanckich. Roczniki Gleboznawcze, T. XXVI, N 1, 1975, c. 141—156. Рез.
на польск., русск. и англ. яз. Список лит. 8 назв.— Предварительная характеристика
уорганического вещества лесных почв в Татрах.
ОБЩЕЕ, ИСТОРИЯ ПОЧВОВЕДЕНИЯ
Алексанова В. В. Проблемы земельного кадастра Новосибирской области. Тр. Но-
восиб. с.-х. ин-та, 1972, т. 51, с. 47—48.
Блажний Е. С. Итоги и очередные задачи изучения почв. Тр. Кубан. с.-х. ин-та, 1972,
вып. 62, с. 58—62.
157
Блянкман Я. М., Вербицкий С. А. Размеры и структура основных фондов (кол¬
хозов и совхозов). Науч. тр. Белорус. НИИ экономики и организации с.-х. производ¬
ства, 1971, т. 4, с. 139—147.
Бонитировка почв Таджикистана. Отв. ред. А. Н. Максумов. Душанбе, «Дониш», 1974.
146 с. с черт. (М-во сельск. хоз-ва ТаджССР. НИИ почвоведения. Гос. Проектный
ин-т по землеустройству). Список лит. с. 97—101. Рез. на англ. яз.
Булычев М. И., Габов В. М. Повышение эффективности использования земли в
совхозах Западной Сибири. Тр. Новосиб. с.-х. ин-та, 1972, т. 51, с. 42—46.
Вопросы географии, химии, физики и биологии почв. (Ред. коллегия: ...М. У. Умаров,
(отв. ред.). Ташкент, (МСХ УзССР), 1974. 303 с. с черт. (М-во сельск. хоз-ва
УзССР. Гл. упр. с.-х. наук. Узб. НИИ почвоведения. Тр. Вып. 9). Списки лит. в кон¬
це статей.
Международный Конгресс почвоведов, 10-ый. Москва. 1974. Сборник трудов к X Меж¬
дународному конгресу ...Тбилиси, «Мецниереба» 1974. 248 с. с ил., 8 л. ил. (Груз.
НИИ почвоведения, агрохимии и мелиорации. Груз, филиал Всесоюз. о-ва почвове¬
дов). Списки лит. в конце докл. Рез. на англ. яз.
Юбилей ученого и педагога. К 70-летию проф. Евгения Владимировича Рубилина. (Уче¬
ный— почвовед). Вести. Ленингр. ун-та, 1974, № 6, Геология, география, вып. 1.
с. 162—163 с порт. Подписи: Геогр. фак. и кафедра биогеографии.
Girard М. С. Présentation de quelques exemples de fiches pour la description de l’en¬
vironnement du profile. Sei. du Sol. N 4, 1975, c. 271—293. Рез. на фр. и англ. яз.
Список лит.. 9 назв.— Учетные карточки для описания местоположения почвенных
профилей.
Jones R. An Extruder for Incubated Flooded Soils. Soil Sei. V. 119, N 4, 1975, c. 321—
322. Список лит. 2 назв.— Выталкиватель для образцов инкубированных почв из¬
быточного увлажнения.
Weaver R. W. A Simple, Inexpensive Apparatus for Simultaneous Collection of CO*
evolved from Numerous Soils. Soil Sei. Soc. America Proc., V. 38, N 5, 1974, с. 853.—
Простой недорогой аппарат для улавливания СОг, одновременно выделяемого мно¬
гими почвами.
К СВЕДЕНИЮ АВТОРОВ
Редакция журнала «Почвоведение» доводит до сведения авторов, что предельный
объем статей 18—20 страниц машинописи через два интервала, на одной стороне
листа стандартного размера с полями 4—5 см с левой стороны. Статья присылается
в редакцию в 2-х экз.
Текст. Таблицы и рисунки (в 2-х экз.) должны представляться в минимальном
количестве (не более 2—3 рисунков и 3—4 таблиц). Объем таблиц не более 1 машино¬
писной страницы. Не допускается повторение одних и тех же данных в таблицах, гра¬
фиках и тексте статьи. К таблицам должны быть даны названия.
Подписи к рисункам представляются отдельно и в общий текст статьи не вклю¬
чаются. В соответствующих местах текста статьи даются ссылки на таблицы и ри¬
сунки, на полях рукописи указывается их номер. Таблицы и сноски помещаются в
общем тексте статьи.
Формулы должны быть размечены (знаком—=сверху — строчная, =снизу — за¬
главная, греческая — красным карандашом снизу).
Все приведенные в статье цитаты должны быть выверены по первоисточникам.
В конце статьи должны быть даны краткие выводы, а также приложено резюме
в 2-х экз. (6 строк) для перевода на иностранный язык.
Литература. В списке литературы приводить только самые необходимые ра¬
боты. Список литературы должен быть предельно кратким! Он помещается в конце
статьи (в алфавитном порядке, иностранная литература следует после русской в своем
алфавите).
Отдельные работы одного и того же автора располагаются в хронологической
последовательности, в случае наличия у автора нескольких работ одного года нумеруют¬
ся строчными буквами алфавита (1937а, 19376, 1937в).
В списке литературы должны быть указаны: а) фамилия, б) инициалы, в) назва¬
ние работы, г) название журнала, номер, год; для книги — место издания, д) выпуск,
том, е) год.
Указание в списке литературы всех цитируемых работ в статье обязательно.
Ссылки на литературу в тексте статьи помещаются в скобках с указанием фамилии
автора и порядкового номера, под которым помещена работа в списке литературы.
Присылаемые в редакцию рукописи должны быть тщательно проверены и подпи¬
саны автором с указанием даты, фамилии, полного имени и отчества, почтового адреса
места работы, телефона.
Подготовленная к печати статья посылается авторам на подпись.
Отклоненные статьи не возвращаются.
В случае невыполнения указанных правил статьи не будут приняты к рас¬
смотрению.
Редколлегия:
|Я. В. Пейве
(главный редактор),
И. П. Герасимов, Н. И. Горбунов, К. П. Горшенин, В. В. Егоров,
С. В. Зонн (зам. главного редактора), Н. П. Карпинский,
И. С. Кауринев, В. А. Ковда, М. М. Кононова,
П. А. Летунов, Ю. А. Ливеровский, А. В. Соколов, В. П. Сотников,
И. Н. Скрынникова (ответственный секретарь)
Адрес редакции: Москва, Пыжевский пер.ь 7
Почвенный институт им. В. В. Докучаева
Технический редактор Иванова Г. Н.
Сдано в набор 9/УИ1-1976 г. Т-14757. Подписано к печати 20/1Х-1976 г. Тираж 4720 экз.
Зак. 4249. Формат бумаги 70ХЮ8,/1в- Уел. печ. л. 14,0. Бум. л. 5,0. Уч.-изд. листов 15,6.
2-я типография издательства «Наука», Москва, Шубинский пер., 10
Цена 1 р. 50 к.
Индекс 70701
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА»