Мониторинг изменений свойств целинного солонца Джаныбекского стационара по данным микроморфологических исследований | Почвенный институт им. В.В. Докучаева

Мониторинг изменений свойств целинного солонца Джаныбекского стационара по данным микроморфологических исследований

М. П. Лебедева1, М. В. Конюшкова1,2, А. В. Колесников3, С. Ф. Хохлов1

1Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 119017, Россия, Москва, Пыжевский пер., 7, стр. 2
2МГУ им. М.В. Ломоносова, 119991, Россия, Москва, Ленинские горы
3Институт лесоведения РАН, 143030, Россия, Успенское, Московская обл., Советская, 21

Особенность стационарного метода заключается в прямом изучении микро- или частных (по А.А. Роде) процессов на относительно небольшом однородном участке почвы (стационарном), не заменяемом в течение 10 лет и более. Представлены результаты сравнительного анализа макро- и микроморфологических свойств основных генетических горизонтов солонца светлого квазиглеевого (Gypsic Salic Solonetz (Albic, Siltic, Columnic, Cutanic, Differentic)), на основании которых установлены тренды основных элементарных почвообразовательных процессов за последние 11 лет (2002–2013 гг.) на Джаныбекском стационаре. По характеру изменений диагностических элементов микростроения (микроформам органического вещества, количеству растительных остатков, состоянию и составу тонкодисперсного вещества, характеру и относительному содержанию разных почвенных новообразований (гипсовых, карбонатных, гумусово-железистых и железисто-марганцевых) установлено, что направленность элементарных почвообразовательных процессов в целом сохраняется с 1982 г. Отмеченные изменения микропризнаков свидетельствуют об усилении в надсолонцовых и солонцовых горизонтах следующих процессов: гумусово-аккумулятивного, биогенного и криогенного оструктуривания; миграции глинисто-гумусового тонкодисперсного вещества; растрескивания и внедрения в солонцовые горизонты органического материала и растительных корней; активной ассимиляции глинистых кутан иллювиирования во внутрипедную массу. В подсолонцовых горизонтах отмечено уплотнение почвенного материала за счет разрушения псевдопесчаных микроагрегатов с образованием массивной пылевато-глинисто-карбонатной массы с железистыми микроузорами и карбонатными кутанами. Увеличение увлажнения в подсолонцовых горизонтах, предположительно, связано с периодическим локальным промачиванием по сквозным магистральным трещинам на фоне зафиксированного повышения осадков в весенне-летний период. Образование небольшого числа мобильных солевых новообразований (гипсовых и карбонатных) приурочено к биогенных порам-каналам и связано с усилением десуктивного подтягивания растворов. Сильное и длительное увлажнение в переходном к почвообразующей породе горизонте за счет капиллярного подтягивания близко расположенных грунтовых вод способствует формированию крупных гипсовых новообразований и усилению миграции железа и марганца с формированием многочисленных дендровидных новообразований при локальном изменении окислительно-восстановительного потенциала вокруг биогенных пор.

Ключевые слова: засоленность, солонцеватость, солонцы, микропризнаки, элементарные почвообразовательные процессы.

DOI: 10.19047/0136-1694-2016-83-118-139


THE MONITORING OF CHANGES OF PROPERTIES OF VIRGIN SOLONETZ AT DJANYBEK STATIONARY ACCORDING TO THE DATA OF MICROMORPHOLOGIC INVESTIGATIONS

M. P. Lebedeva1, M. V. Konyushkova1,2A. V. Kolesnikov3,  S. F. Khokhlov1

1V.V. Dokuchaev Soil Science Institute, 119017, Russia, Moscow, Pyzhevskii 7, bld. 2
2Lomonosov Moscow State University, 119991, Russia, Moscow, Leninskiye Gory, 1
3Institute of Forest Science, Russian Academy of Sciences, 143030, Russia, Uspenskoe, Moscow region, Sovetskaya, 21

The specificity of stationary is in the possibilities of direct investigation of micro- or particular (according to A. A. Rode) processes on relatively small homogenous (stationary) soil area which stayed unchanged for 10 years and more. The results of comparative analysis of macro-and micromorphologic properties of basic genetic layers of Gypsic Salic Solonetz (Albic, Siltic, Columnic, Cutanic, Differentic) are presented. On the basis of these results, the trends of major elementary soil forming processes are settled for the last 11 years (20022013) on Djanybek stationary. In general, the direction of elementary soil forming processes has been preserved since 1982. Such a conclusion may be made on a basis of pattern of changes of diagnostic elements of microcomposition (microforms of the organic matter, the amount of plant residues, the state and composition of fine matter, the character and relative composition of different soil new formations (gypsic, carbonatic, humic and ferric, and ferro-manganese)). According to the changes of micro-specificities which were marked within the over-solonetzic and solonetzic layers, there occurs the intensification of the following processes: humus accumulative, biogenic and cryogenic aggregation; the migration of clayey-humic fine matter; the cracking of the soil and penetration of organic matter and plant roots into solonetzic layers; the active assimilation of illuvial cutanas into the interped mass. The under-solonetzic layers are characterized by the compaction of the soil material due to the destruction of the pseudo-soil microaggregates with the emergence of the massive dusty-clayey- carbonatic mass with ferric micro-patterns and carbonatic cutanas. The increasing of moistening in the sub-solonetzic layers is, supposedly, connected with periodic local wetting in lateral cracks on the background of the fixed increasing of the amount of precipitations during the spring and summer. The emergence of the low amount of the number of mobile salt neoformations (gypsic and carbonatic) is related to biogenic pore channels and is connected to the destructive indraught of solutions. The strong and long-termed moistening within the transitional layer to the parent rock due to the capillary indraught of the ground waters, located close to this layer, promotes forming of large gypsic neoformations and increasing of migration of iron and manganese. Also it is accompanied with forming of numerous dendritic neoformations at the local changes of oxidation-reduction potential around the biogenic pores.

Keywords: salinization, alkalinity, solonetzes, micro-specificities, elementary soil forming processes.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.   Биогеоценотические основы освоения полупустыни Северного Прика-спия. М.: Наука, 1974. 360 с.

2.   Герасимов И.П., Глазовская М.А. Основы почвоведения и географии почв. М.: Географгиз, 1960. 490 с.

3.   Боул С., Хоул Ф., Мак-Крекен Р. Генезис и классификация почв. М.: Прогресс, 1977. 416 с.

4.   Верба М.П., Сиземская М.Л. Микроморфологическая диагностика почвенных процессов в почвах солонцового комплекса Джаныбекского стационара // Мат-лы 3-го Междунар. симп.: Степи Северной Евразии. Оренбург, 2003. С. 124–127.

5.   Караваева Н.А., Таргульян В.О., Черкинский А.Е. и др. Элементарные почвообразовательные процессы: Опыт концептуального анализа, характеристика, систематика. М.: Наука, 1992. 184 с.

6.   Классификации и диагностике почв СССР. М.: Колос, 1977. 230 с.

7.   Овечкин С.В. О формах карбонатных новообразований в черноземах // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 1976. Вып. ХI. С. 77–83.

8.   Лебедева М.П., Габченко М.В. Микроморфологический анализ современных процессов в почвах солонцового комплекса Северного Прикаспия // Почвообразовательные процессы. 2006. С. 236–256.

9.   Лебедева М.П., Конюшкова М.В. Временные изменения микропризнаков в целинных и мелиорированных солонцах Джаныбекского стационара // Почвоведение. 2011. № 7. С. 1–14.

10. Лебедева (Верба) М.П., Герасимова М.И. Макро- и микроморфоло-гические особенности генетических горизонтов почв солонцового комплекса Джаныбекского стационара // Почвоведение. 2009. № 3. С. 259–272.

11. Полевой определитель почв России. М., 2008.

12. Роде А.А. Система методов исследования в почвоведении. Новосибирск: Наука, 1971. 92 с.

13. Роде А.А. Принципы организации и методы стационарного изучения почв. М.: Наука, 1976. 412 с.

14. Сапанов М.К. Синхронность изменения уровней Каспийского моря и грунтовых вод в Северном Прикаспии во второй половине XX в. // Изв. РАН. Сер. Географическая. 2007. № 5. С. 82–87.

15. Сапанов М.К., Сиземская М.Л. Изменение климата и динамика целинной растительности в Северном Прикаспии // Поволжский экологический журнал. 2015. № 3. С. 307–320.

16. Соколова Т.А., Сиземская М.Л., Сапанов М.К., Толпешта И.И. Изменение содержания и состава солей в почвах солонцового комплекса Джаныбекского стационара за последние 40–50 лет // Почвоведение. 2000. № 11. С. 1328–1339.

17. Сотнева Н.И. Динамика климатических условий второй половины XX века района Джаныбекского стационара Северного Прикаспия // Изв. РАН. Сер. Географическая. 2004. № 5. С. 74–83.

18. Хитров Н.Б. Изменение микрорельефа и почвенного покрова солонцового комплекса за вторую половину XX века // Почвы, биогеохимические циклы и биосфера. Развитие идей Виктора Абрамовича Ковды. К 100-летию со дня рождения. М.: Тов-во научных изданий КМК, 2004. С. 324–342.

19. Хитров Н.Б. Выбор диагностических критериев существования и степени выраженности солонцового процесса в почвах // Почвоведение. 2004а. № 1. С. 18–31.

20. Хитров Н.Б. Связь солонцового комплекса Северного Прикаспия с микрорельефом // Почвоведение. 2005. № 3. С. 271–284.

21. Ярилова Е.А. Минералогическая характеристика солонцов в черноземной зоне // Тр. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 1958. № 9.

22. Ярилова Е.А. Особенности микроморфологии солонцов черноземной и каштановой зон. // Микроморфологический метод в исследовании генезиса почв. М.: Наука, 1966. С. 58–75.

23. IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports No. 106. 2014. FAO, Rome, 181 pp.

24. Szendrei G. Micromorphology of Solonetz Soils // Solonetz Soils: Problems, Properties, Utilization. Osijek, Subcom. of Salt-affected Soils. 1988. P. 178–183.

25. Stoops G. Guidelines for analysis and description of soil and regolith thin section. Published by soil Sci. Soc. Am. Inc. Madison, Wisconsin, USA. 2003. 184 p.