Перераспределение минералов в элювиально-иллювиальном горизонте агродерново-подзолистой почвы

Н. П. Чижикова, Е. Б. Скворцова, Е. Б. Варламов, Н. А. Чурилин, А. Е. Чурилина
К. Н. Абросимов, А. В. Юдина, К. А. Романенко

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

С помощью микротомографического, рентгендифрактометрического анализов, лазерной дифрактометрии и метода седиментации почвенных частиц анализировали строение микромонолитов из элювиального (EL), переходного (BEL) и иллювиального (BT1) горизонтов агродерново-подзолистой почвы, сформированной на покровном суглинке, подстилаемом на глубине 2–3 м некарбонатной мореной. Объекты расположены на опытном поле Зеленоградского стационара Почвенного института им. В.В. Докучаева (с. Ельдигино Московской области). С помощью метода компьютерной томографии определены зоны, из которых выделены пылеватые и глинистые фрагменты переходного горизонта. Метод седиментации позволил зафиксировать различия в количественном содержании фракций <1, 1–5, 5–10, >10 мкм. Соотношение минералов во фракциях разной размерности и их качественный состав установлены с помощью рентгендифрактометрии. Минимальное содержание илистой фракции установлено в образце из элювиальной части профиля, максимальное – в переходном горизонте, в образце обособившегося глинистого материала. Наиболее существенные различия в минералогическом составе наблюдаются во фракции менее 1 мкм. Для элювиальной части профиля характерно преобладание гидрослюд и смешанослойных хлорит-вермику­литов. Аналогичное соотношение минералов зафиксировано в образце из пылеватой части переходного горизонта. В иллювиальной части профиля снижается количество компонентов с жесткой структурой (гидрослюд, хлорит-вермикулитов), но увеличивается количество минералов с лабильной структурой (смешанослойных слюда-смектитов с высоким содержанием смектитовых пакетов). В глинистой части переходного горизонта содержание ила, а в нем слюда-смектитов – наибольшее. Распределение фракций тонкой (1–5 мкм) и средней (5–10 мкм) пыли и их минералогический состав менее информативны по дифференциации почвенного профиля при подзолообразовании.

Ключевые слова: кристаллохимия слоистых силикатов, смешанослойные образования, хлорит-вермикулиты, микротомографический анализ, рентгендифрактометрия.

DOI: 10.19047/0136-1694-2017-88-75-95

Ссылки для цитирования: Чижикова Н.П., Скворцова Е.Б., Варламов Е.Б., Чурилин Н.А., Чурилина Е.А., Абросимов К.Н., Юдина А.В., Романенко К.А. Перераспределение минералов в элювиально-иллювиальном горизонте агродерново-подзолистой почвы // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2017. Вып. 88. С. 75-95. doi: 10.19047/0136-1694-2017-88-75-95

Chizhikova N.P., Skvortsova E.B., Varlamov E.B., Churilin N.A., Churilina A.E., Abrosimov K.N., Yudina A.V., Romanenko K.A. The distribution of mineralsin eluvio-iluvial horizon of agro soddy-podzolic soil, Byulleten Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva, 2017, Vol. 88, pp. 75-95. doi: 10.19047/0136-1694-2017-88-75-95


THE DISTRIBUTION OF MINERALS IN ELUVIO-ILUVIAL HORIZON OF AGRO SODDY-PODZOLIC SOIL

N. P. Chizhikova, E. B. Skvortsova, E. B. Varlamov, N. A. Churilin, A. E. Churilina, K. N. Abrosimov, A. V. Yudina, K. A. Romanenko

V.V. Dokuchaev Soil Science Institute, Pyzhevskii per. 7, Moscow, 119017 Russia 

The structure of micromonoliths from eluvial horizon (EL), transitional horizon (BEL) and iluvial horizon (BT1) of agro soddy-podzolic soil developed on clay loam mantle, underlain by non-calcareous moraine was studied. The following methods were applied: microtomography, x-ray diffractometry analyses, laser diffractometry, and soil particles sedimentation method. The objects are located on the experimental field of Zelenograd stationary related to Dokuchaev Soil Science Institute (Yeldigino village, Moscow Oblast). The method of computer tomography helped to determine the zones, from which the silty and clayey fragments of transitional horizon were extracted. The method of sedimentation allowed us to mark the differences in the amount of fractions with sizes <1, 1–5, 5–10, >10 mm. The method of x-ray diffractometry allowed us to determine the correlation of minerals in fractions with different particles sizes and also their qualitative composition. The minimal content of the clayey fraction is set in the sample from the eluvial part of the profile. The maximal content was set in the sample of separated clayey material from the transitional horizon. The most significant differences in the mineralogical composition are observed in the fraction lower than 1 mm. The eluvial part of the profile is characterized by the prevailing of hydromicasand chlorite vermiculite mixed-layer minerals. The same correlation of minerals is observed within the sample of silty part from the transitional layer. The iluvial part of the profile is characterized by the decrease of compounds with rigid structure (hydromicas, chlorite vermiculite). The clayey part of the transitional horizon is characterized by the highest content of silt and mica smectite within it. The distribution of fractions of fine (1–5 mm) and medium (5–10 mm) silt and their mineralogical content is less informative in relation to the differentiation of the soil profile during the podzolization.

Keywords: chrystal chemistry of layery silicates, interstratification minerals, chlorite-vermiculite, microtomography analysis, x-ray diffractometry.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.    Горбунов Н.И. Высокодисперсные минералы и методы их изучения. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 302 с.

2.    Градусов Б.П. К природе глинистых минералов подзолистых горизонтов из почв Русской равнины // Доклады АН БССР. 1968. Т. Х11. № 2. С. 152–154.

3.    Градусов Б.П. Минералы со смешанослойной структурой в почвах. М.: Наука, 1976. 128 с.

4.    Иванов Д.Ю. Микроморфологические и петрографо-минералогические признаки разрушения илистого вещества в иллювиальных горизонтах текстурно-дифференцированных почв // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 1989. Вып. 51. С. 34–35.

5.    Иванов Д.Ю. Гетерогенность химического и минералогического составов суглинистых дифференцированных почв Нечерноземья: Автореф. дис. … к. геогр. н. М., 1990. 23 с.

6.    Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.

7.    Рентгеновские методы изучения и структура глинистых минералов / Под ред. Брауна Г. М.: Мир, 1965. 600 с.

8.    Роде А.А. О возможной роли растительности в подзолообразовании (Предварительное сообщение). Избр. тр. Т.1. Теоретические проблемы почвоведения и вопросы генезиса почв. М., 2008. С. 66–91.

9.    Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Толпешта И.И. Глинистые минералы в почвах. М., 2005. 336 с.

10. Тонконогов В.Д. Автоморфное почвообразование в тундровой и таежной зонах Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2010. 304 с.

11. Тонконогов В.Д. Глинисто-дифференциированные почвы Европейской части России. М., 1999.155 с.

12. Тонконогов В.Д., Градусов Б.П., Рубилина Н.Е., Таргульян В.О., Чижикова Н.П. К дифференциации минералогического и химического составов дерново-подзолистых и подзолистых почв // Почвоведение. 1987. № 3. С. 68–81.

13. Фридланд В.М., Бондарев А.Г., Градусов Б.П., Кузнецова И.В., Тонконогов В.Д., Чижикова Н.П.Сравнительная характеристика  дерново-подзолистых почв Европейской России и лессивированных почв Франции // Генезис, география и картография почв. М., 2000. С. 29–76.

14. Чижикова Н.П. Изменение минералогического состава илистых фракций и их подвижности в дерново-подзолистых почвах под влиянием вносимых удобрений // Минералогический состав и микростроение почв в решении вопросов генезиса и плодородия. М., 1990. С. 16–29.

15. Чижикова Н.П. Преобразование минералогического состава почв в процессе агрогенеза: Дис. … д. с.-х. н. М., 1992. 679 с.

16. Biscaye P.E. Mineralogy and sedimentation of recent deep-sea clays in the Atlantic Ocean and adjacent seas and oceans // Geol. Soc. Am. Bull. 1965.V. 76. P. 803–832.

17. Cook H.E., Johnson P.D., Matti J.C., Zemmels I. Methods of sample preparation and X-ray diffraction data analysis, X-ray Mineralogy Laboratory, Deep Sea Drilling Project, University of California, Riverside // Hayes D.E., Frakes L.A., et al., Init. Repts. DSDP, 28: Washington (U.S. Govt. Printing Office), 1975. P. 999–1007.