Профильные изменения микроморфометрических показателей пор в зональных почвах европейской территории России | Почвенный институт им. В.В. Докучаева

Профильные изменения микроморфометрических показателей пор в зональных почвах европейской территории России

Е. Б. Скворцова, К. Н. Абросимов,  К. А. Романенко

Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7, стр. 2

Почвы различаются между собой наличием и характером профильных распределений педогенных признаков: содержанием органического вещества, присутствием новообразований, структурным состоянием почвенной массы и др. В том числе почвы существенно различаются профильной организацией порового пространства. Проведен компьютерный микромофометрический анализ тонких макропор d = 0.2–2.0 мм в микроморфологических шлифах вертикальной ориентации из основных генетических горизонтов подзолистых, дерново-подзолистых, серых лесных почв и черноземов европейской территории России. Анализ профильной изменчивости параметров пор проводили по нескольким наиболее информативным морфометрическим показателям: суммарной площади исследованных пор в шлифах (в процентах от площади поля зрения), содержанию трещиновидных пор и пор, имеющих вертикальную и/или горизонтальную ориентировку. Между исследованными типами почв установлены различия по профильному распределению перечисленных показателей. По аналогии с профилем карбонатов, солей, органического вещества почв предложено выделять диагностические профили порового пространства, которые представляют собой систему пор в вертикальной очередности почвенных горизонтов. Эмпирические профили порового пространства отличается большим разнообразием. Наиболее сложную организацию имеют поры дерново-подзолистой почвы, максимально простые, “сглаженные” профили характерны для чернозема типичного. Экспертная качественная типизация показала, что среди рассмотренных эмпирических профилей порового пространства наиболее часто встречаются элювиально-иллювиальный и аккумулятивно-элювиально-иллювиальный типы (42 и 30% соответственно). С одной стороны, это связано с преобладанием в выборке текстурно-дифференцированных почв. С другой стороны, обнаруженная связь отражает возможности профиля порового пространства как диагностического показателя почв и почвообразовательных процессов.

Ключевые слова: поровое пространство почвы, микроморфометрия, компьютерный анализ изображения, почвенный профиль.


Changes in micromorphometric parameters of voids along the profile of zonal soils in european Russia

E. B. Skvortsova, K. N. Abrosimov, K. A. Romanenko

V. V. Dokuchaev Soil Science Institute, 119017 Moscow, Pyzhevskii, 7, bld. 2

The soils are distinguished by the presence and the profile distribution pattern of such pedogenic parameters as the organic matter content, available pedofeatures, structural state of the soil mass, etc. They differ in the organization of the pore space throughout the soil profile as well. Under discussion are results of computer micromorphometric analysis of fine macropores d = 0.2–2.0 mm in thin sections of vertical orientation from samples taken in genetic horizons of podzolic, soddy podzolic, gray forest soils and chernozems at the territory of European Russia. The profile changes in voids were analyzed using the most informative morphometric parameters such as the total area of the studied voids in thin sections, the content of fissure-like voids and those of vertical and/or horizontal orientation. The soil types under study showed differences in profile distribution of the above parameters. By analogy with the profile of carbonates, salts, organic matter it is proposed to recognize diagnostic profiles of the pore space represented as a system of voids in genetic horizons of the soil profile. Empiric profiles of the pore space reveal a great diversity. The most complicated organization of the pore space is inherent to soddy podzolic soils, the most simple “smoothed” profiles are characteristic of typical chernozems. The expert qualitative typization showed that the eluvial-illuvial and accumulative-eluvial-illuvial types are dominant among the studied empiric profiles of the pore space (42 and 30% respectively), what is explained by prevailing texture-differentiated soils. On the other hand, it makes possible to use the profile of the pore space as a diagnostic parameter of soils and soil formation processes.

Keywords: the pore space, micromorphometry, computer analysis, soil profile.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
  2. Кулинская Е.В. Микроморфологическая диагностика текстурно-дифференцированных почв лесной зоны Восточно-европейской равнины: Автореф. дис. … к. с.-х. н. М., 1988. 24 с.
  3. Кулинская Е.В., Скворцова Е.Б. Изменение микростроения дерново-подзолистых почв при сельскохозяйственном освоении // Деградация и восстановление лесных почв. М.: Наука, 1991. С. 244–250.
  4. Санжарова С.И. Изменение агрофизических свойств и микростроения чернозема типичного при сельскохозяйственном использовании. Автореф. дис. … к. б. н. М., 1988. 17 с.
  5. Скворцова Е.Б. Микроморфометрия порового пространства почвы и диагностика почвенной структуры. // Почвоведение. 1994. № 11. С. 42–49.
  6. Скворцова Е.Б., Морозов Д.Р. Микроморфометрическая классификация и диагностика строения порового пространства почвы // Почвоведение. 1993. № 6. С. 49–56.
  7. Тонконогов В.Д. К генетической классификации и географии глинисто-дифференцированных почв европейской территории Союза // Почвоведение. 1985. № 4. С. 5–16.
  8. Ярилова Е.А. Микроморфология черноземов // Черноземы СССР. Т. 1. М., 1974. С. 156–172.
  9. Lindqvist Ja.E., Akesson U. Image analysis applied to engineering geology, a literature review // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2001. Vol. 60. № 2. P. 117–122.
  10. Moran C.Y. Image processing and soil micromorphology // Soil Micromorphology: Studies in Management and Genesis. Proc. IX Int. Working Meeting on Soil Micromorphology. Townsville, Australia, 1992. Developments in Soil Science 22, Elsevier, Amsterdam, 1994. P. 459–482.
  11. Murphy C.P., Bullock P., Biswell K.J. The measurement and characterisation of voids in soil thin sections image analysis. Part II. Applications // J. Soil Sci. 1977. Vol. 28. № 3. P. 509–518.
  12. Protz R., Sweeney S.J., Fox C.A. An application of spectral image analysis to soil micromorphology, 1. Methods of analysis // Geoderma. 1992. Vol. 53. № 3/4. P. 275–288.


REFERENCES 

  1. Klassifikatsiya i diagnostika pochv Rossii, (Classification and diagnosis of soil Russia), Smolensk: Oikumena, 2004, 342 p.
  2. Kulinskaya E.V. Mikromorfologicheskaya diagnostika teksturno-differentsirovannykh pochv lesnoi zony Vostochno-evropeiskoi ravniny, (Micromorphological diagnosis texture-differentiated soils of the forest zone of the East European Plain), Extended abstract of candidate’s thesis, Moscow, 1988. 24 p.
  3. Kulinskaya E.V., Skvortsova E.B. Izmenenie mikrostroeniya dernovo-podzolistykh pochv pri sel'skokhozyaistvennom osvoenii // Degradatsiya i vosstanovlenie lesnykh pochv, (Degradation and restoration of forest soils), Moscow, 1991, pp. 244–250.
  4. Sanzharova S.I. Izmenenie agrofizicheskikh svoistv i mikrostroeniya chernozema tipichnogo pri sel'skokhozyaistvennom ispol'zovanii, (Changing the properties and microstructure of agro typical chernozem under agricultural use), Extended abstract of candidate’s thesis, Moscow, 1988. 17 s.
  5. Skvortsova E.B. Mikromorfometriya porovogo prostranstva pochvy i diagnostika pochvennoi struktury, Pochvovedenie, 1994, No. 11, pp. 42–49.
  6. Skvortsova E.B., Morozov D.R. Mikromorfometricheskaya klassifika-tsiya i diagnostika stroeniya porovogo prostranstva pochvy, Pochvovedenie, 1993, No. 6, pp. 49–56.
  7. Tonkonogov V.D. K geneticheskoi klassifikatsii i geografii glinisto-differentsirovannykh pochv evropeiskoi territorii Soyuza, Pochvovedenie, 1985, No 4, pp. 5–16.
  8. Yarilova E.A. Mikromorfologiya chernozemov. Chernozemy SSSR, (Micromorphology chernozems. Chernozems of the USSR), T. 1, Moscow, 1974, pp. 156–172.
  9. Lindqvist Ja.E., Akesson U. Image analysis applied to engineering geology, a literature review, Bulletin of Engineering Geology and the Environ-ment, 2001, V. 60, № 2, pp. 117–122.
  10. Moran C.Y. Image processing and soil micromorphology, Soil Micromorphology: Studies in Management and Genesis. Proc. IX Int. Working Meeting on Soil Micromorphology. Townsville, Australia, 1992. Developments in Soil Science 22, Elsevier, Amsterdam, 1994, pp. 459–482.
  11. Murphy C.P., Bullock P., Biswell K.J. The measurement and characterisation of voids in soil thin sections image analysis. Part II. Applications, J. Soil Sci. 1977. Vol. 28(3). P.509–518.
  12. Protz R., Sweeney S.J., Fox C.A. An application of spectral image analysis to soil micromorphology, 1. Methods of analysis, Geoderma, 1992, Vol. 53(3/4), pp. 275–288.