Введение к работе
Актуальность работы. Одним из положений эволюции почв гумидной зоны в автоморфных условиях является формирование различных типов почв с отчетливой дифференциацией по гранулометрическому составу – с обедненной илистой фракцией верхней частью, и, наоборот, обогащенной нижней в результате преобладания нисходящих токов влаги и веществ. Процесс формирования таких почв чрезвычайно длительный, изучение их эволюции обычно проводят сравнительно-историческим или сравнительно-географическим методами, т.е. подбором эволюционного ряда почв (Роде, 1947; Тонконогов и др, 1987; Караваева и др., 2004). Прямых исследований в почвоведении чрезвычайно мало, и, как правило, они касаются различного рода модельных экспериментов (Соколовский, 1952; Педро, 1971; Мельникова и др. 1974).
Толчком к возрастанию скорости эволюции почвы может явиться антропогенное воздействие, которое, по мнению И.В. Иванова (2003), может привести к значительному изменению почв вплоть до зональных смен. В этом случае скорости процессов могут увеличиваться на порядок. При изучении эволюции антропогенно-измененных почв исследователи сталкиваются с проблемой неоднородности почвенного покрова, и с тем, что комбинация факторов, действующих на почву, не остается постоянной, а тоже эволюционирует. В.О. Таргульяном с соавторами (1989) для экспериментального исследования педогенеза, в частности, предлагается планирование и проведение многофазных и многофакторных длительных экспериментов в полностью контролируемых условиях (создание педотронов). Подобный длительный эксперимент ведется с 1961 года на Почвенном стационаре МГУ.
Цель работы – исследование эволюции модельной дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы под различными системами мелиоративной обработки в условиях длительного лизиметрического эксперимента.
Задачи работы:
-
Изучение динамики гранулометрического состава модельных дерново-подзолистых почв в зависимости от строения почвенного профиля.
-
Исследование изменения категорий удельной поверхности почв и отдельных гранулометрических фракций в многолетнем эксперименте.
-
Исследование минералогического состава тонких и крупных фракций гранулометрических элементов и их трансформации за 40 лет проведения лизиметрического эксперимента.
-
Изучение особенностей динамики физических и химических свойств почв во взаимосвязи с изменением ее дисперсности: микроагрегатного и агрегатного составов, содержания углерода и валового состава почв и тонких фракций.
-
Изучение общей направленности изменения физических свойств и ее отражение на гидрологической характеристике почвенного профиля – многолетней динамике лизиметрического стока.
Научная новизна связана с тем, что проведенные комплексные исследования изменения свойств твердой фазы почв в прямых натурных экспериментах показали высокую интенсивность ее трансформации на первых этапах после антропогенного вмешательства. Впервые получены данные по изменению гранулометрического и минералогического составов почв за 40-летний период; показано, что основной причиной этого явилось перемещение тонких фракций вертикальными потоками влаги. Установлено, что на изменение удельной поверхности в дерново-подзолистых почвах в первую очередь оказывает влияние содержание углерода и минералогический состав почв.
Практическая значимость работы. Исследована эволюция почв, имитирующих варианты почв, подвергнувшихся глубоким мелиоративным обработкам или различного рода строительным работам, когда на дневной поверхности располагаются нижние иллювиальные горизонты, а верхние гумусовые оказываются погребенными. Результаты работы могут быть использованы для прогноза развития антропогенно - нарушенных почв, а также разработки рекомендаций по улучшению качества почв. Предложены методические рекомендации по получению многолетней экспериментальной информации в условиях больших лизиметров: оптимальной частоте и регулярности проводимых определений. Кроме того, полученные результаты имеют важное значение для развития общей теории почвоведения и эволюции почв.
Апробация работы. Материалы исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ. Основные положения диссертационной работы были представлены на Всероссийских научных конференциях: V Докучаевские молодежные чтения (Санкт-Петербург, 2002); Всероссийская конференция «Роль почвы в формировании естественных и антропогенных ландшафтов (Казань, 2003); конференция «Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации» (Москва, 2003); IV съезд Докуч. общ-ва почвоведов, (Новосибирск, 2004); Всероссийская конференция «Экспериментальная информация в почвоведении: теория, методы получения и пути стандартизации» (Москва, 2005); XII Всероссийская конференция «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчик, 2005); II Международная научно-практическая конференция «Почва как связующее звено функционирования антропогенно-преобразованных экосистем» (Иркутск, 2006); Всероссийская научно-практическая конференция «Почвоведение и агрохимия в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2006).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов, списка используемой литературы, включающего___ источников, из них ___ иностранных и приложений. Работа изложена на ___ страницах, содержит ___ таблиц, ___ рисунков.
Благодарности. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю к.б.н. А.Б. Умаровой за предложенную тему, повседневное внимание к работе, ценные советы и консультации. Автор благодарен к.б.н. И.И. Толпешта, к.с-х.н. М.П. Верба, к.б.н. В.В. Иванову за помощь в получении фактического материала и его обсуждении, выражает свою признательность д.б.н., профессору Т.А. Соколовой за ценные консультации, а также всем сотрудникам кафедры физики и мелиорации почв за постоянную помощь в работе.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ.
