Эволюция верхнего горизонта солонца постагрогенного светлого Прикаспийской низменности по количественному распределению минералов различных гранулометрических фракций

Е. Б. Варламов, Н. П. Чижикова, М. П. Лебедева, Н. А. Чурилин

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

Изучены морфологические, минералогические и физико-химические признаки проявления солонцового процесса в пахотном горизонте немелиорированного солонца за 50-летний период его постагрогенной эволюции. Проведен минералогический анализ отдельных гранулометрических фракций (˂1, 1–5, 5–10, >10 мкм) из микрогоризонтов, по морфологическим признакам, характерным для коркового солонца. Установлено, что в илистой фракции почвообразующего суглинка доминируют неупорядоченные сложные слюда-смектитовые образования, далее по уменьшению содержания – гидрослюды, хлориты, каолинит. Бывший пахотный горизонт выделяется в профиле иным соотношением тех же минеральных фаз, в составе илистых частиц преобладающими являются гидрослюды. Установлено, что во всех фракциях ˂1 мкм отмечается увеличение содержания кварца, калиевых полевых шпатов и плагиоклазов и относительное уменьшение хлорита и каолинита в бывшем пахотном горизонте по сравнению с нижележащими горизонтами старозалежного солонца. Проведенные исследования показали, что за 50-летний период постагрогенной эволюции произошла дифференциация минералогических показателей в пределах бывшего пахотного горизонта. Наиболее существенные изменения произошли в поверхностных микрогоризонтах AJ1el и AJ2el (в пределах верхних 3 см). Они обеднены илистой фракцией, а в ней слюда-смектитовыми образованиями и относительно обогащены тонкодисперсным кварцем, плагиоклазами и калиевыми полевыми шпатами. Самый верхний микрогоризонт AJ1el содержит наибольшее количество кварца и наименьшее хлорита и каолинита. В нижней части бывшего пахотного горизонта (Psn,pa) зафиксировано относительное увеличение содержания илистой фракции и смешанослойных слюда-смектитов. Полученные особенности дифференциации минералогического состава в пределах бывшего пахотного горизонта исходно немелиорированной почвы свидетельствуют о начальных стадиях формирования микропрофиля солонца за 50-летний период ее постагрогенной эволюции.

Ключевые слова: солонцы, эволюция почв, глинистые минералы, смешанослойные образования, профильное распределение.

DOI: 10.19047/0136-1694-2016-88-96-120

Ссылки для цитирования: Варламов Е.Б., Чижикова Н.П., Лебедева-Верба М.П., Чурилин Н.А. Эволюция верхнего горизонта солонца постагрогенного светлого Прикаспийской низменности по количественному распределению минералов различных гранулометрических фракций // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2017. Вып. 88. С. 96-121. doi: 10.19047/0136-1694-2017-88-96-120

Varlamov E.B., Chizhikova N.P., Lebedeva M.P., Churilin N.A. The evolution of the upper layer of light postagrogenic solonetz from caspian lowland by the amount of distributed minerals of different fractions, Byulleten Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva, 2017, Vol. 88, pp. 96-121. doi: 10.19047/0136-1694-2017-88-96-120


THE EVOLUTION OF THE UPPER LAYER OF LIGHT POSTAGROGENIC SOLONETZ FROM CASPIAN LOWLAND BY THE AMOUNT OF DISTRIBUTED MINERALS OF DIFFERENT FRACTIONS

E. B. Varlamov, N. P. Chizhikova, M. P. Lebedeva, N. A. Churilin

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

The morphologic, physical, mineralogic and chemical specificities of solonetzic process occurrence are studied in the arable layer from the non-meliorated solonetz for 50-year period of its post-agrogenic evolution. The mineralogic analysis of the separate grain fractions (<1, 1–5, 5–10, >10 mm) from microhorizons was conducted. Morphologically these grain fractions were specific for the crust horizon. It is revealed that the silty fraction of the soil forming clay loam is dominated by unordered complex mica-smectite formations, and in lesser concentrations there occur hydromicas, chlorites and caolinite. The former arable layer in the profile is characterized by the different correlation of the same mineral phases than in the other layers. The content of silty particles is dominated mostly by hydromicas. It is revealed that in all fractions <1 mm the content of quartz, potassic feldspar and plagioclases is determined. There is also observed relative decrease of chlorite and caolinite in the former arable layer comparing to the lower layers of solonetz from the old layland. The conducted studies showed that after 50 years of postagrogenic evolution the deformation of mineralogical indices from the former arable horizon occurred. The most significant changes occurred within the surface microhorizons AJ1el and AJ2el (within the upper 3 cm). There is observed a depletion by silty fraction, and with it, by mica-smectitic formations. There is also observed relative enrichment by fine-dispersed quartz, plagioclases and potassic feldspars. The uppermost microhorizon AJ1el contains the highest amount of quartz and the lowest amount of chlorite and caolinite. In the lower part of the arable layer (Psn,pa) the insignificant increase of silty fraction content and mixed layer mica-smectites is revealed. The obtained specificities of differentiation of mineralogic composition of initially non-meliorated soils within the former arable layer stipulate about the initial states of solonetz microprofile forming during the 50 years of its postagrogenic evolution.

Keywords: solonetzes, evolution of soils, clayey minerals, mixed layer formations, profile distribution.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.   Алексеев В.Е. Минералогия почвообразования в степной и лесостепной зонах Молдовы: диагностика, параметры, факторы, процессы. Кишинев, 1999. 241 с.

2.   Антипов-Каратаев И.Н. Вопросы происхождения и географического распространения солонцов СССР // Мелиорация солонцов в СССР. М., 1953. С. 11–266.

3.   Биогеоценотические основы освоения полупустыни Северного Прикаспия. М.: Наука, 1974. 360 с.

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

5.   Градусов Б.П. Рентгендифрактометрический метод в минералогических исследованиях почв // Почвоведение. 1967. № 10. С. 127–137.

6.   Засоленные почвы России / Под ред. Шишова Л.Л., Панковой Е.И. М., ИКЦ "Академкнига", 2006. 853 с.

7.   Зырин Н.Г., Орлов Д.С. Методы определения активности ионов натрия в почвах и почвенных растворах // Вестник Моск. ун-та. Серия биол., почв-ния, гелог., геогр. 1958. №1. С. 71–80.

8.   Корнблюм Э.А., Мясников В.В. Способ классификационной оценки разнообразия солонцовых почв, нарушенных строительным планированием // Новые методы исследования почв солонцовых комплексов. М., 1982. С. 136–146.

9.    Любимова И.Н., Новикова А.Ф. Изменение почв солонцовых комплексов сухостепной зоны под влиянием различных антропогенных нагрузок // Материалы Всерос. науч.-пр. конф. «Почвоведение в России: вызовы современности, основные направления развития почв». М., 2012. С. 531–535.

10. Любимова И.Н., Салпагарова И.А., Хан В.В. Степень выраженности солонцового процесса в целинных и агроизмененных почвах солонцовых комплексов лесостепной и сухостепной зон // Бюл. Почв. ин-та. 2016. Вып. 84. С. 46–59. doi: 10.19047/0136-1694-2016-84-46-60

11. Новикова А.В., Коваливнич П.Г. Диагностика солонцовых почв по характеру глинистой дифференциации // Почвоведение. 2011. №8. С. 915–922

12. Полевой определитель почв. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2008. 182 с.

13. Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Толпешта И.И. Глинистые минералы в почвах. М., 2005.

14. Травникова Л.СМинералогический состав фракции <1 мм некоторых солонцов черноземной и каштановой зон // Бюл. Почв. ин-та. 1967. Вып. 2. С. 52–60.

15. Травникова Л.С. О строении и структуре основного компонента глинистого материала содовых солонцов // Докл. АН СССР. 1976. Т. 226. №6. С. 1425–1428.

16. Травникова Л.С. О географии и генезисе глинистого материала солонцовых почв // Тез. докл. 5-го съезда ВОП. Вып. 1. Минск, 1977. С. 156–157.

17. Травникова Л.С., Мясников В.В. Особенности профиля глинистого материала почв солонцового профиля лимана Б. Царын // Почвоведение. 1967. № 10. С. 127–137.

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

19. Хитров Н.Б. Физико-химические условия развития солонцового процесса // Почвоведение. 1995. № 3. С. 298-307.

20. Хитров Н.Б., Понизовский А.АРуководство по лабораторным методам исследования ионно-солевого состава нейтральных и щелочных минеральных вод. М., 1990. 236 с.

21. Хитров Н.Б., Чевердин Ю.И., Поротников И.Ф. Солонцовый процесс в постагрогенных и постмелиорированных условиях Каменной степи // Почвоведение. 2009. № 11. С. 1383–1392.

22. Чижикова Н.П., Хитров Н.Б., Чевердин Ю.И. Минералогия пептизированных илов почв солонцовых комплексов каменной степи // Почва – зеркало и память ландшафта: Материалы Всерос. науч. Киров, 2015. С. 83–88.

23. Чижикова Н.П., Градусов Б.П., Травникова Л.С. Особенности профилей глинистого материала почв Барабинской лесостепи в связи с их эволюцией // Науч. докл. высш. шк. биол. н. 1973. № 8. С. 99–106.

24. Чижикова Н.П Градусов Б.П., Травникова Л.С. Минералогический состав глинистого материала почв // Структура, функционирование и эволюция системы биогеоценозов Барабы. Новосибирск: Наука, 1974. Т. 1. С 153–183.

25. 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.

26. 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.

27. IUSS Working Group WRB. 2015. World reference base for soil resources 2014, update 2015. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. Word Soil Resources Report 106. FAO. Rome.